本发明专利技术公开了一种用于板材电磁超声自动检测的对比试块及其设计方法，涉及无损检测技术领域。所述对比试块包括：平底孔人工缺陷和平底槽人工缺陷；所述平底孔人工缺陷和所述平底槽人工缺陷的反射面与被检测板材表面平行；所述平底孔人工缺陷包括四类平底孔；所述平底槽人工缺陷包括两类平底槽。所述方法包括：选取对比试块，在对比试块上加工与被检测板材上的缺陷位置相同人工缺陷，最后将对比试块对分为可焊接连接的两分块，完成对比试块的设计。本发明专利技术利用平底孔人工缺陷模拟板材中的分层利用平底槽人工缺陷模拟板材中折叠、白点缺陷，解决了油气输送钢管用板材电磁超声自动检测对缺陷的进行定量评定和不同厚度板材缺陷的定量评定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无损检测
，尤其涉及一种用于板材电磁超声自动检测的对比试块及其设计方法。
技术介绍
随着油气输送管线的输送压力、钢级的不断提高，油气输送钢管用板材的要求也在不断提高，例如深海管线、大管径高钢级厚壁管线要求使用的板材需进行100％的超声波检测。与常规压电晶片的超声波检测相比，电磁超声检测需要探头数量少，并具有非接触检测、易实现自动化检测、检测速度快、检测灵敏度高等特点，被广泛应用于油气输送钢管用板材的自动检测。目前相关电磁超声检测规范或标准有GB/T 20935.1～3-2007、ASTM E1774-96、ASTM E1962-2004和ASTM E1816-2007等，这些规范或标准中涉及电磁超声波自动检测的内容很少，也未涉及相关电磁超声自动检测的对比试块。由于油气输送钢管用板材检测的特殊性(如需100％超声波检测、非接触检测和快速检测等)，虽然常规压电自动超声检测很难实现上述要求，但是，电磁超声自动检测方法却很容易实现，不过电磁超声自动检测方法中最重要的对比试块却少有研究。因此，设计油气输送钢管用板材电磁超声自动检测的对比试块是非常必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于板材电磁超声自动检测的对比试块及其设计方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本专利技术所述种用于板材电磁超声自动检测的对比试块，所述对比试块包括：平底孔人工缺陷和平底槽人工缺陷；所述平底孔人工缺陷和所述平底槽人工缺陷的反射面与被检测板材表面平行；所述平底孔人工缺陷包括：第一类，距对比试块上表面的埋藏深度L上的上表面平底孔和距离对比试块下表面的埋藏深度L下的下表面平底孔；第二类，一组或多组在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处以及距离上、下表面埋藏深度分别L上和L下处设置直径为Ф1的平底孔；第三类，一组或多组在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处以及距离上、下表面埋藏深度分别L上和L下处设置直径为Ф2的平底孔；第四类，一个或多个在对比试块厚度的1/2深度处，设置直径为Ф3且用于模拟被检测板材中分层缺陷的平底孔；所述平底槽人工缺陷包括：第一类，一组或多组在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处设置用于模拟被检测板材折叠和白点缺陷的平底槽；第二类，在电磁超声换能器扫查前进方向设置覆盖整个对比试块宽度和深度的斜向矩形平底槽；其中，Ф1＜Ф2，Ф2＜Ф3。优选地，所述斜向矩形平底槽沿其长度方向顺次设置在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处，且所述斜向矩形平底槽贯穿对比试块的宽度。优选地，所述斜向矩形平底槽的数量为2个；一个斜向矩形平底槽设置的深度为对比试块厚度的1/4和2/4；另一个斜向矩形平底槽设置的深度为对比试块厚度的2/4和3/4；设置在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处的斜向矩形平底槽占 对比试块上的宽度相同。优选地，用于模拟被检测板材折叠和白点缺陷的平底槽为矩形槽。优选地，第二类平底孔还可以设置在对比试块边缘，且与对比试块边缘的距离为电磁超声换能器宽度的1/2。优选地，所述对比试块包括一组直径为3mm的平底孔，五组直径为6mm的平底孔，四个用于模拟被检测板材中分层缺陷的平底孔，两组用于模拟被检测板材折叠和白点缺陷的平底槽；一组斜向矩形平底槽。优选地，在所述对比试块的长轴的中间位置，沿短轴方向将对比试块分成大小相同的两个分块，两分块焊接连接；所述对比试块与被检测板材在外形、材料上相同或相近。优选地，Ф1＝3mm，Ф2＝6mm，Ф3＝50mm。本专利技术所述用于板材电磁超声自动检测的对比试块的设计方法，所述设计方法：选择与被检测板材在外形、材料、粗糙度上相同或相近的模块作为对比试块；根据所述被检测板材上的分层缺陷、折叠和白点缺陷，在对比试块上设计与所述分层缺陷和所述折叠和白点缺陷所处位置相同的人工缺陷；在对比试块上还设置一组或多组直径为Ф1的平底孔和多组直径为Ф2的平底孔的人工缺陷；所述直径为Ф1的平底孔和所述直径为Ф2的平底孔不重合；直径为Ф1的平底孔设置在所述对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处以及距离上、下表面埋藏深度分别L上和L下处，直径为Ф2的平底孔设置在所述对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处以及距离上、下表面埋藏深度分别L上和L下处；在电磁超声换能器扫查前进方向设置覆盖整个对比试块宽度和深度的斜向 矩形平底槽的人工缺陷；在对比试块上的人工缺陷加工完成后，将所述对比试块对分为焊接连接两分块，完成对比试块的设计。优选地，在对比试块上设计与所述分层缺陷和所述折叠和白点缺陷所处位置相同的人工缺陷按下述进行设计：在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处设置用于模拟被检测板材折叠和白点缺陷的平底槽；在对比试块厚度的1/2深度处设置直径为Ф3用于模拟被检测板材中分层缺陷的平底孔；其中，Ф1＜Ф2，Ф2＜Ф3。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过对用板材电磁超声自动检测对比试块的设计，利用平底孔人工缺陷模拟板材中的分层利用平底槽人工缺陷模拟板材中折叠、白点缺陷，测试电磁超声自动检测系统、电磁超声换能器的检测能力和可靠性，解决了油气输送钢管用板材电磁超声自动检测对缺陷的进行定量评定和不同厚度板材缺陷的定量评定。附图说明图1板材中常见缺陷；图2板材用对比试块及人工缺陷设计图；图3图2在不同方向P-P、Q-Q、R-R、S-S、T-T、U-U和V-V对人工缺陷的视图；图4至图10依次为图3在P-P、Q-Q、R-R、S-S、T-T、U-U和V-V方向对人工缺陷的剖面图；图11不同埋藏深度平底孔及电磁超声换能器上、下表面分辨率测定平底孔；图12不同埋藏深度平底孔制作的距离波幅曲线图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如本领域技术人员知，普通板材是由板坯轧制而成，板坯可用浇铸法或坯料轧制或锻造制成。油气输送钢管用板材一般为低合金钢板。板材中常见的缺陷有分层、折叠、白点等，少见裂纹，如图1所示。分层是板坯中缩孔、夹渣等在轧制过程中未熔合而形成的分离层。分层破坏了板材的整体连续性，影响了板材承受垂直板面的拉应力作用的强度。折叠是板材表面局部形成相互折合的双层金属。白点是板材在轧制后冷却过程中氢原子来不及扩散而形成的，白点的断裂面呈白色，多出现在厚度大于40mm的板材中。由于板材中的分层、折叠等缺陷经过轧制等工序，因此它们大都平行于板面。本专利技术所述用于板材电磁超声自动检测的对比试块，所述对比试块包括：平底孔人工缺陷和平底槽人工缺陷；所述平底孔人工缺陷和所述平底槽人工缺陷的反射面与被检测板材表面平行；由于被检测板材中的缺陷主要为分层、折叠和白点，这些缺陷一般均平行于板材表面，因此，应选用人工缺陷反射面与板材表面平行的平底孔或平底槽；更详细的解释说明为：(一)本专利技术所述对比试块材料的透声性、声速、声衰减等应尽可能与被检工件相同或相近。一般情况下，对比试块材质尽可能与被检工件相同或相近。制作时应保证材质均匀、无杂质、无影响使用的缺陷。本专利技术所述对比试块的外形尽可能简单，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于板材电磁超声自动检测的对比试块，其特征在于，所述对比试块包括：平底孔人工缺陷和平底槽人工缺陷；所述平底孔人工缺陷和所述平底槽人工缺陷的反射面与被检测板材表面平行；所述平底孔人工缺陷包括：第一类，距对比试块上表面的埋藏深度L上的上表面平底孔和距离对比试块下表面的埋藏深度L下的下表面平底孔；第二类，一组或多组在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处以及距离上、下表面埋藏深度分别L上和L下处设置直径为Ф1的平底孔；第三类，一组或多组在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处以及距离上、下表面埋藏深度分别L上和L下处设置直径为Ф2的平底孔；第四类，一个或多个在对比试块厚度的1/2深度处，设置直径为Ф3且用于模拟被检测板材中分层缺陷的平底孔；所述平底槽人工缺陷包括：第一类，一组或多组在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处设置用于模拟被检测板材折叠和白点缺陷的平底槽；第二类，在电磁超声换能器扫查前进方向设置覆盖整个对比试块宽度和深度的斜向矩形平底槽；其中，Ф1＜Ф2，Ф2＜Ф3。
【技术特征摘要】
1.一种用于板材电磁超声自动检测的对比试块，其特征在于，所述对比试块包括：平底孔人工缺陷和平底槽人工缺陷；所述平底孔人工缺陷和所述平底槽人工缺陷的反射面与被检测板材表面平行；所述平底孔人工缺陷包括：第一类，距对比试块上表面的埋藏深度L上的上表面平底孔和距离对比试块下表面的埋藏深度L下的下表面平底孔；第二类，一组或多组在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处以及距离上、下表面埋藏深度分别L上和L下处设置直径为Ф1的平底孔；第三类，一组或多组在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处以及距离上、下表面埋藏深度分别L上和L下处设置直径为Ф2的平底孔；第四类，一个或多个在对比试块厚度的1/2深度处，设置直径为Ф3且用于模拟被检测板材中分层缺陷的平底孔；所述平底槽人工缺陷包括：第一类，一组或多组在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处设置用于模拟被检测板材折叠和白点缺陷的平底槽；第二类，在电磁超声换能器扫查前进方向设置覆盖整个对比试块宽度和深度的斜向矩形平底槽；其中，Ф1＜Ф2，Ф2＜Ф3。2.根据权利要求1所述用于板材电磁超声自动检测的对比试块，其特征在于，所述斜向矩形平底槽沿其长度方向顺次设置在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处，且所述斜向矩形平底槽贯穿对比试块的宽度。3.根据权利要求1所述用于板材电磁超声自动检测的对比试块，其特征在于，所述斜向矩形平底槽的数量为2个；一个斜向矩形平底槽设置的深度为对比试块厚度的1/4和2/4；另一个斜向矩形平底槽设置的深度为对比试块厚度的2/4和3/4；设置在对比试块厚度的1/4、2/4和3/4深度处的斜向矩形平底槽占对比试块上的宽度相同。4.根据权利要求1所述用于板材电磁超声自动检测的对比试块，其特征在于，用于模拟被检测板材折叠和白点缺陷的平底槽为矩形槽。5.根据权利要求1所述用于板材电磁超声自动检测的对比试块，其特征在于，第二类平底孔还可以设置在对比试块边缘，且与对比试块边缘的距离为电磁超声换能器宽度的1/2。6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄磊，赵新伟，王长安，杨专钊，吴金辉，常永刚，王增辉，
申请(专利权)人：北京隆盛泰科石油管科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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