一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块，该试块包括母材（1）、柱缺角反射体（2），其中所述母材（1）由无缝钢管制成，母材（1）上设有A/B/C/D/E共5个“柱缺”角反射体（2），所述“柱缺”角反射体（2）呈阶梯排列，“柱缺”角反射体分别设置于母材管内壁。本实用新型专利技术设计简单，加工方便，适宜于薄壁奥氏体管道对接环焊缝的超声相控阵检测定位校准。

A calibration block for detecting and locating annular slits of thin-walled austenitic tubes by phased array

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块
本技术属薄壁奥氏体管环缝相控阵检测
，特别是涉及薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块。
技术介绍
奥氏体不锈钢对接接头广泛用于压力管道制造过程中，焊接接头的质量直接影响到承压特种设备的安全。目前，国家标准NB/T47013.2015明确规定常规脉冲反射法超声检测只适用于10mm~80mm的奥氏体不锈钢管对接接头。大量4mm~10mm薄壁奥氏体不锈钢压力管道对接接头只能采用射线检测。随着近年来超声相控阵检测技术的发展，对于此类4mm~10mm薄壁奥氏体不锈钢压力管道对接接头的检测技术也得到了突破。脉冲反射法超声波检测对薄管奥氏体不锈钢壁管道对接环缝检测的限制主要存在：超声波盲区往往大于壁厚；大曲率管道引起超声的散射，灵敏度大为降低；管道焊口根部未焊透等危险性缺陷的定位和自身高度测量不够准确等。相控阵超声使用的探头是由若干个压电晶片组成阵列换能器，通过电子系统控制阵列中的各晶片按照一定的延时法则发射和接收超声波，从而实现声束的扫描、偏转与聚焦等功能。利用扫描特性，相控阵技术可以在探头不移动的情况下实现对检测区域的扫查；利用偏转特性，相控阵技术不仅可以在探头不移动的情况下实现对检测区域的扫查，而且可以激发多角度声束对检测区域进行较大面积覆盖，从而提高检测效率及缺陷检出率，利用聚集特性，通过聚焦点到每个晶片的相对距离，为了让每个晶片激励的球形波的最大峰值在既定的聚焦点汇聚，每个晶片的发射次序进行了精确的计算。相控阵技术可以提高声场信号强度、回波信号幅度和信噪比，从而提高缺陷的检出率。但对于管道焊口根部未焊透等危险性缺陷的定位和自身高度测量需要一直试块进行有效校准，按TSGD7005-2018《压力管道定期检验规则-工业管道》的条款要求进行缺陷评级并确定安全状况评定等级。而在检测中，我们发现在管道检测定位校准中，GS标准试块上横通孔与试块检测圆弧面的距离呈变化关系。当管道壁厚较小，反射体的埋藏深度很小时，采用GS标准试块Φ2横通孔做反射体定位测量误差较大，为此需要设计一种适用于薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块，能有效的相控阵检测缺陷进行定位校准，为缺陷的评级和管道安全状况评定提供有效的数据保证。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块，能够在相控阵检测中保证缺陷的定位准备有效，以便更好的对管道安全状况进行等级评定。为实现上述目的，设计一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块，该试块包括母材1、“柱缺”角反射体2，其中所述母材1由无缝钢管制成，母材1上设有A/B/C/D/E共5个“柱缺”角反射体2，所述“柱缺”角反射体2呈阶梯排列，“柱缺”角反射体分别设置于母材管内壁。所述母材材料为奥氏体不锈钢无缝钢管。母材材料声学特性与备检管道保持一致。所述母材管径与备检管道管径一致。所述母材长为240mm，母材管内壁以距离40mm等间距设置5个柱缺角反射。所述母材的无缝钢管内壁为同心圆，壁厚范围从3mm～12mm，从小到大阶梯递增。每个阶梯壁厚误差范围小于±0.1mm。所述柱缺角反射体为r≤0.1的直角反射体，柱缺角反射体按40mm等间距设置于试块内壁，按壁厚3mm、4mm、6mm、8mm和10mm呈阶梯状排列。本技术设计简单，加工方便，适宜于薄壁奥氏体管道对接环焊缝的超声相控阵检测定位校准。与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：1、本技术所用母材为为奥氏体不锈钢无缝钢管。母材材料声学特性与备检管道保持一致。且母材管径与备检管道管径一致，保证检测参数与校准结果一致性。2、母材管内壁以距离40mm等间距设置A/B/C/D/E共5个“柱缺”角反射。“柱缺”角反射体为r≤0.1的直角反射体，“柱缺”角反射体按40mm等间距设置于试块内壁，按壁厚3mm、4mm、6mm、8mm和10mm呈阶梯状排列。保证了壁厚4mm~10mm薄壁奥氏体不锈钢管的定位校准全覆盖。附图说明图1为本技术一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块结构示意图。图2为本技术一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块侧视图。图3为本技术一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块定位性能示意图。图4为本技术一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块定位性能示意图。图中标记说明1母材，2柱缺角反射体，A第一级柱缺角反射体，B第二级柱缺角反射体，C第三级柱缺角反射体，D第四级柱缺角反射体，E第五级柱缺角反射体，R同心圆半径。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本技术。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块，如图1所示，包括母材1、柱缺角反射体2，母材采用检测对象相同的管材制作成无缝钢管，母材的无缝钢管内壁上等间距依次设有若干级柱缺角反射体2，若干级柱缺角反射体2间呈阶梯排列，每一级柱缺角反射体沿母材的无缝钢管内壁圆周整圈设置。所述母材1的无缝钢管内壁为同心圆，壁厚范围从3mm～12mm，从小到大阶梯递增，每个阶梯壁厚误差范围小于±0.1mm。所以试块管径R随检测对象的不同而变化的，曲面设计，加工的阶梯圆孔高度是一定的3mm、4mm、6mm、8mm、10mm和12mm。校准试块使用每个阶梯的角反射体ABCDE进行定位校准，角反射体和试块外表面都是同心圆结构，距离不变。实施例在压力管道定期检验中，按TSGD7005-2018检规要求，需要对无损检测中发现的缺陷进行定位定量检测，以便于对使用中的压力管道进行安全状况评级等级。通过本技术可以有效的对薄壁奥氏体管环缝相控阵检测中发现的缺陷进行有效的定位校准。试块主要用于斜探头，对相控阵检测缺陷定位结果进行校准。本技术是在成品的奥氏体无缝钢管上进行“柱缺”角反射体的加工，无缝管的管径与备检管道的管径一致，确保定位校准数据具有可比性。如图3-4所示，当所述母材1的管长为240mm时，母材1的管内壁以距离40mm等间距设置5个柱缺角反射体，“柱缺”角反射体设置深度t为3mm、4mm、6mm、8mm和10mm。校准方法如下，以试块一端为原点，通过前后移动探头，找到“柱缺”A处最大回波信号，读出深度数据H，并测出探头距原点的水平距离L。根据备检工件的壁厚范围，选择“柱缺”角反射体不小于工件壁厚且不少于三点，用同样的方法在各“柱缺”处找到最大回波信号，读出各处深度数据H,测出探头距原点的水平距离L。在坐标纸上绘制“H-L”距离深度曲线。若各点均在一直线上则说明相控阵检测缺陷定位数据非常精确。各校准点中至少有二点过直线，另外各点偏离直线的水平距离（L水平）不大于1mm。则表示相控阵检测定位校准结果满足定位要求。此外，从H-L曲线同时可以发现，校准直线与L轴的交点到坐标原点的距离即为探头前沿值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块，其特征在于：包括母材（1）、柱缺角反射体（2），所述母材（1）由无缝钢管制成，母材的无缝钢管内壁上等间距依次设有若干级柱缺角反射体（2），若干级柱缺角反射体（2）间呈阶梯排列，每一级柱缺角反射体沿母材的无缝钢管内壁圆周整圈设置。

【技术特征摘要】
1.一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块，其特征在于：包括母材（1）、柱缺角反射体（2），所述母材（1）由无缝钢管制成，母材的无缝钢管内壁上等间距依次设有若干级柱缺角反射体（2），若干级柱缺角反射体（2）间呈阶梯排列，每一级柱缺角反射体沿母材的无缝钢管内壁圆周整圈设置。2.根据权利要求1所述的一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块，其特征在于：所述母材（1）采用奥氏体不锈钢无缝钢管。3.根据权利要求2所述的一种薄壁奥氏体管环缝相控阵检测定位校准试块，其特征在于：所述母材（1）的管径与备检管道管径一致。4.根据权利要求1所述的一种薄壁奥氏体管环缝相控...

【专利技术属性】
技术研发人员：周路云，
申请(专利权)人：上海市特种设备监督检验技术研究院，
类型：新型
国别省市：上海,31