適用于GB/T 11345-2013標(biāo)準(zhǔn)的參考試塊的設(shè)計(jì)及靈敏度設(shè)定

孟倩倩,金宇飛,劉　洋,王　冰

(1.山東瑞祥模具有限公司， 濟(jì)寧 272400;2.上海材料研究所， 上海 200437)

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適用于GB/T 11345-2013標(biāo)準(zhǔn)的參考試塊的設(shè)計(jì)及靈敏度設(shè)定

孟倩倩1,金宇飛2,劉洋1,王冰1

(1.山東瑞祥模具有限公司， 濟(jì)寧 272400;2.上海材料研究所， 上海 200437)

GB/T 11345-2013標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了4種技術(shù)，相對(duì)應(yīng)需要有4種參考試塊;已經(jīng)有文章介紹了適用于技術(shù)1和技術(shù)2的參考試塊的設(shè)計(jì)方案和使用方法。介紹了技術(shù)3和技術(shù)4的參考試塊的設(shè)計(jì)和靈敏度設(shè)定等內(nèi)容，并匯總技術(shù)1和技術(shù)2的參考試塊，基本完成了適用于GB/T 11345-2013標(biāo)準(zhǔn)的4種技術(shù)的全部參考試塊的設(shè)計(jì)。

試塊；超聲檢測(cè)；標(biāo)準(zhǔn)；靈敏度

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11345-2013《焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定》、GB/T 29711-2013《焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 焊縫中的顯示特征》、GB/T 29712-2013《焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 驗(yàn)收等級(jí)》于2013年9月18日頒布,從2014年6月1日實(shí)施。該系列標(biāo)準(zhǔn)為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，分別對(duì)應(yīng)焊縫超聲檢測(cè)的技術(shù)方法和檢測(cè)等級(jí)、顯示特征判定以及焊縫質(zhì)量驗(yàn)收等三方面[1]內(nèi)容，代替GB/T 11345-1989標(biāo)準(zhǔn)。

由于新標(biāo)準(zhǔn)與舊標(biāo)準(zhǔn)之間差異較大，新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定有4種技術(shù)，而舊標(biāo)準(zhǔn)中僅規(guī)定有1種技術(shù)[2]。舊標(biāo)準(zhǔn)中所推薦的RB參考試塊，僅可適用于技術(shù)1的橫波檢測(cè)DAC靈敏度的設(shè)定，對(duì)于技術(shù)1的縱波檢測(cè)DAC靈敏度和其他3種技術(shù)，則需要相應(yīng)的參考試塊。

雖然新標(biāo)準(zhǔn)中明確給出了設(shè)定參考靈敏度的要求，但沒有給出參考試塊圖紙，因此各行業(yè)需根據(jù)使用條件，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)試塊。已經(jīng)有文章介紹了適用于技術(shù)1和技術(shù)2的參考試塊的設(shè)計(jì)方案和使用方法。筆者介紹了技術(shù)3和技術(shù)4的參考試塊的設(shè)計(jì)方案和使用方法，并匯總技術(shù)1和技術(shù)2的參考試塊，基本完成了適用于GB/T 11345-2013標(biāo)準(zhǔn)的4種技術(shù)的全部參考試塊的設(shè)計(jì)。

1　適用于技術(shù)1的參考試塊

依據(jù)GB/T 11345-2013標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)1以及標(biāo)準(zhǔn)附錄E中時(shí)基線和靈敏度設(shè)定的要求，筆者等撰文介紹了適用于技術(shù)1的DAC(距離-波幅曲線)參考試塊的設(shè)計(jì)方案和靈敏度設(shè)定方法[3]。該類試塊的橫孔直徑為3 mm，長(zhǎng)度為40 mm，端部帶有120°尖角盲孔。其可同時(shí)滿足橫波檢測(cè)和縱波檢測(cè)靈敏度設(shè)定的要求。依據(jù)檢測(cè)范圍的不同共設(shè)計(jì)5塊試塊，見表1。試塊名稱SD為英文橫孔的縮寫。

2　適用于技術(shù)2的參考試塊

依據(jù)GB/T 11345-2013標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)2的要求，筆者撰文介紹了適用于技術(shù)2的縱波和橫波DGS(描述規(guī)則反射體的距離、回波高及當(dāng)量大小之間關(guān)系的曲線)參考試塊的設(shè)計(jì)方案和靈敏度設(shè)定方法[4]。DGS參考試塊以規(guī)定尺寸的平底孔作為參考反射體。

縱波DGS參考試塊，依據(jù)檢測(cè)范圍的不同共設(shè)計(jì)7塊試塊，見表2和表3。試塊名稱ZL為縱波靈敏度中“縱靈”的中文首字母。

橫波DGS參考試塊，依據(jù)檢測(cè)范圍的不同共設(shè)計(jì)12塊試塊，見表4。試塊名稱HL為橫波靈敏度中“橫靈”的中文首字母。

表2　ZL-1試塊(適用于檢測(cè)范圍8～40 mm的縱波DGS參考試塊)的設(shè)計(jì)參數(shù)

表3　ZL-2試塊(適用于檢測(cè)范圍40～100 mm的縱波DGS參考試塊)的設(shè)計(jì)參數(shù)

表4　HL試塊(橫波DGS參考試塊)的設(shè)計(jì)參數(shù)

3　適用于技術(shù)3的參考試塊及靈敏度設(shè)定

3.1要求

根據(jù)GB/T 11345-2013標(biāo)準(zhǔn)對(duì)技術(shù)3的規(guī)定：以寬度和深度均為1 mm的矩形槽作為參考反射體。該技術(shù)僅應(yīng)用于斜探頭(折射角≥70°)檢測(cè)厚度8 mm≤t<15 mm的焊縫。即技術(shù)3的參考試塊采用的是1 mm的矩形槽，以適合橫波檢測(cè)的靈敏度設(shè)定。

3.2矩形槽參考試塊的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)試塊厚度為8 mm，在正、反面距端部邊緣20 mm位置各設(shè)計(jì)一40 mm×1 mm×1 mm(長(zhǎng)×寬×深)矩形槽。試塊設(shè)計(jì)尺寸為120 mm×60 mm×8 mm。試塊名稱CX為槽型參考試塊中“槽型”的中文首字母。CX試塊的形狀和尺寸見圖1。

圖1　CX試塊(矩形槽參考試塊)的尺寸示意

圖2　CX試塊(矩形槽參考試塊)的靈敏度設(shè)定示意

3.3用矩形槽參考試塊設(shè)定靈敏度

靈敏度的設(shè)定：將選用已校驗(yàn)好的折射角度不小于70°的探頭置于圖2中a位置，前后移動(dòng)探頭使直射聲束在1 mm矩形槽端角反射并得到最大反射回波;將回波幅度調(diào)整至滿屏的80%高度，記錄此時(shí)的dB值，此為第一點(diǎn)。探頭置于圖2中b位置，前后移動(dòng)探頭使一次反射聲束在1 mm矩形槽端角反射并得到最大反射回波;將回波幅度調(diào)整至滿屏的80%高度，記錄此時(shí)的dB值，此為第二點(diǎn)。探頭置于圖2中c位置，前后移動(dòng)探頭使二次反射聲束在1 mm矩形槽端角反射并得到最大反射回波;將回波幅度調(diào)整至滿屏的80%高度，記錄此時(shí)的dB值，此為第三點(diǎn)。將此三點(diǎn)連成一條曲線,此曲線即為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參考等級(jí)(參考靈敏度)。

3.4DAC曲線的制作

驗(yàn)收等級(jí)2級(jí),8 mm≤t≤15 mm時(shí)的DAC曲線的制作如圖3(a)所示,其中l(wèi)>t時(shí)評(píng)定等級(jí)線與記錄等級(jí)線重合;驗(yàn)收等級(jí)3級(jí),8 mm≤t≤15 mm的DCA曲線的制作如圖3(b)所示;其中l(wèi)≤t時(shí),參考等級(jí)與驗(yàn)收等級(jí)3級(jí)線重合;l>t時(shí),評(píng)定等級(jí)與記錄等級(jí)線重合。

圖3　驗(yàn)收等級(jí)2,3級(jí)的DAC曲線制作示意(8 mm≤t≤15 mm)

4　適用于技術(shù)4的參考試塊及靈敏度設(shè)定

4.1要求

根據(jù)GB/T 11345-2013標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)4(串列技術(shù))的規(guī)定：以直徑6 mm的平底孔(所有厚度)作為參考反射體，平底孔底面應(yīng)垂直于探頭移動(dòng)面。該技術(shù)僅應(yīng)用于斜探頭(折射角為45°)檢測(cè)厚度t≥15 mm的焊縫。即串列技術(shù)參考試塊采用的是直徑6 mm的平底孔，通過適當(dāng)?shù)呐帕泻筒贾茫蛇m合橫波檢測(cè)的靈敏度設(shè)定。

4.2串列技術(shù)參考試塊的設(shè)計(jì)

為適應(yīng)不同厚度焊縫檢測(cè)需要，將試塊厚度設(shè)計(jì)為30,80,120 mm三種。依照標(biāo)準(zhǔn)中檢測(cè)區(qū)域厚度要求分別加工不同數(shù)量、不同間距的長(zhǎng)度為20 mm直徑為6 mm的平底孔。試塊名稱CL為串列試塊的中文“串列”的首字母縮寫。CL試塊的設(shè)計(jì)內(nèi)容見表5，形狀和尺寸見圖4。

圖4　CL試塊(串列技術(shù)參考試塊)的尺寸示意

試塊型號(hào)試塊外形尺寸/mm平底孔數(shù)量平底孔間距/mm適用檢測(cè)的工件厚度t/mmCL-1102×60×3037.515≤t≤30CL-2200×60×8042030

4.3驗(yàn)收等級(jí)的確定

靈敏度的設(shè)定：選擇已校驗(yàn)合格的45°探頭多組，將儀器調(diào)整至一發(fā)一收模式，使第一個(gè)探頭聲束軸線與平底孔孔底圓心相交，依據(jù)反射情況確定第二個(gè)探頭的位置，前后移動(dòng)探頭，調(diào)整探頭間距找到最高波，將最高回波調(diào)整至滿屏的80%高度。以此類推設(shè)定其他各組探頭的位置及靈敏度，將所有探頭固定在掃查架上。設(shè)定各組探頭的dB值，則參考靈敏度設(shè)定完成。驗(yàn)收等級(jí)的確定如表6所示。

表6　驗(yàn)收等級(jí)的確定

表6中t為板厚;l為顯示長(zhǎng)度;H0為參考等級(jí)。

5　結(jié)語(yǔ)

根據(jù)GB/T 11345-2013規(guī)定的4種技術(shù)，分別設(shè)計(jì)了適用于4種技術(shù)的參考試塊，即：適用于技術(shù)1的SD試塊(DAC參考試塊)，適用于技術(shù)2的ZL試塊(縱波DGS參考試塊)和HL試塊(橫波DGS參考試塊)，適用于技術(shù)3的CX試塊(矩形槽參考試塊)，適用于技術(shù)4的CL試塊(串列技術(shù)參考試塊)。

由于GB/T 11345-2013與GB/T 11345-1989相比，在技術(shù)要求方面存在著較大的差異，尤其是在試塊及靈敏度設(shè)定方面的差異更大。作為無(wú)損檢測(cè)人員應(yīng)充分理解標(biāo)準(zhǔn)，合理設(shè)計(jì)或選擇試塊，正確調(diào)整參考靈敏度，嚴(yán)格按照檢測(cè)工藝規(guī)程實(shí)施檢測(cè)，才能夠確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。該套參考試塊，不僅符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，更利于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的實(shí)際需求，為使用者正確理解和使用標(biāo)準(zhǔn)提供了很好的參考。

[1]丁兵.GB/T 11345-2013標(biāo)準(zhǔn)解析[J].無(wú)損檢測(cè), 2015,37(4):1-10.

[2]金宇飛.GB/T 11345新舊版的主要差異與探討[J]. 無(wú)損檢測(cè), 2015,37(5):63-67.

[3]孟倩倩,金宇飛,劉洋,等.適用于GB/T 11345-2013技術(shù)1的橫孔試塊及靈敏度的設(shè)定[J].無(wú)損檢測(cè), 2015,37(10):35-38.

[4]孟倩倩,金宇飛,劉洋,等.適用于GB/T 11345-2013技術(shù)2的平底孔試塊及靈敏度的設(shè)定[J].無(wú)損檢測(cè), 2015,37(11):26-30.

Design and Sensitivity Setting of GB/T 11345-2013 Standard Test Block

MENG Qian-qian1, JIN Yu-fei2, LIU Yang1, WANG Bing1

(1.Shandong Ruixiang Mould Co., Ltd., Jining 272400, China;2.Shanghai Research Institute of Material, Shanghai 200437, China)

The standard of GB/T 11345-2013 defined 4 kinds of techniques and each one accordingly needed a type of reference blocks. Some articles have introduced the project design and application of reference blocks used for “Technique 1 and Technique 2”, so this article aims to focus on the project design and application of reference blocks that used for “Technique 3 and Technique 4”. Meanwhile, it collects the content of “Technique 1 and Technique 2”, so we have finished all the design of reference blocks used for the standard of GB/T 11345-2013.

Test block; Ultrasonic testing; Standard; Sensitivity

2015-10-21

孟倩倩(1987-),男,工程師,主要從事焊縫無(wú)損檢測(cè)及試塊生產(chǎn)工藝方法研究工作。

10.11973/wsjc201512016

TG115.28

A

1000-6656(2015)12-0064-04