合金钢棒材超声波探伤用对比试块及其使用方法与流程

本发明属于超声波探伤技术领域，具体涉及一种合金钢棒材超声波探伤用对比试块及其使用方法。

背景技术：

超声波探伤是利用超声波透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

根据产品检验标准规定，钢材出厂前必须进行超声波探伤检测，探伤检测合格后方可出厂。超声波探伤用的探头一旦出现问题且得不到及时更换，将严重影响钢材探伤检测的准确性，造成漏探事故，进而影响出厂产品的质量。

根据检测方式的不同，钢材的超声波检测可分为手动探伤和自动化探伤两种。手动探伤具有投资低、使用灵活等优点，钢铁厂大多采用此种方式。但手动探伤也存在着许多无法弥补的缺点：第一，探伤时间长、生产效率低；第二，探伤作业劳动强度大，容易造成人员的疲劳；第三，操作中难以保证超声波波束100％地覆盖被测钢材的表面，从而不可避免的造成漏探和误探；第四，因探伤速度慢，手动探测难以适应现代化大生产的要求。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的一种合金钢棒材超声波探伤用对比试块及其使用方法。

技术实现要素：

本发明目的在于，克服现有技术的不足，提供一种可以适应合金钢棒材探伤用的对比试块及其使用方法，使探伤结果更精确，缺陷定位更准确，提高钢材的成品率，节约成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种合金钢棒材超声波探伤用对比试块，所述对比试块为圆柱状基体，沿所述圆柱状基体轴向包括多个直径均为d的对比段，所述对比段的周壁具有一平直部；所述对比段的周壁由沿其周向首尾相接的平直部和圆弧部组成；所述平直部为与圆柱状基体轴向平行的平面；所述圆弧部为与基体共轴心的圆周面的一部分；所述平直部平面设置有平底孔，所述平底孔的轴线垂直于所述平直部的平面，且所述平底孔的轴线与所述基体的轴线相交。

如上所述的一种合金钢棒材超声波探伤用对比试块，优选，多个所述平直部相互平行，且多个对比段的圆弧部位于平直部的同一侧。

如上所述的一种合金钢棒材超声波探伤用对比试块，优选，多个所述平直部距圆弧部弧底的距离依次递增，使平直部形成台阶状。

如上所述的一种合金钢棒材超声波探伤用对比试块，优选，所述平直部沿圆柱状基体轴向的长度相同。

如上所述的一种合金钢棒材超声波探伤用对比试块，优选，每个所述平直部均间隔分布有多个直径不同的平底孔，所述平底孔的深度相同。

如上所述的一种合金钢棒材超声波探伤用对比试块，优选，每个所述平直部均包括三个直径分别为1mm、2mm、3mm的平底孔。

如上所述的一种合金钢棒材超声波探伤用对比试块，优选，所述平底孔的深度为4mm，相邻两个所述平底孔的间距为50mm。

如上所述的一种合金钢棒材超声波探伤用对比试块，优选，所述对比试块包括三个对比段，分别为a对比段、b对比段和c对比段；所述a对比段、b对比段和c对比段分别包括平直部a、平直部b和平直部c；所述平直部a、平直部b和平直部c距圆弧部弧底的距离依次递增；所述平直部a设置有直径分别为1mm、2mm、3mm的a1平底孔、a2平底孔和a3平底孔，所述平直部b设置有直径分别为1mm、2mm、3mm的b1平底孔、b2平底孔和b3平底孔，所述平直部c设置有直径分别为1mm、2mm、3mm的c1平底孔、c2平底孔和c3平底孔。

如上所述的一种合金钢棒材超声波探伤用对比试块，优选，所述a1平底孔、a2平底孔和a3平底孔的底部距离圆弧部弧底的距离l1为0.25d，所述b1平底孔、b2平底孔和b3平底孔的底部距离圆弧部弧底的距离l2为0.5d，所述c1平底孔、c2平底孔和c3平底孔的底部距离圆弧部弧底的距离l3为0.75d。

如上任一项所述的合金钢棒材超声波探伤用对比试块的使用方法，优选，所述使用方法包括如下步骤：

s1，选取对比试块：

选取与待检测棒材直径相适应的对比试块，且对比试块的直径d与待检测棒材的直径公差在±10mm之内；

s2，调整探伤灵敏度：

把超声波直探头耦合在对比试块的圆周面上，选取某一个尺寸的平底孔尺寸作为探伤灵敏度，调整超声波探伤仪的参数至测量状态；

s3，进行超声波探伤缺陷当量的评定：

把超声波直探头耦合在待测棒材的圆周面上，检测有无缺陷，如产生缺陷声程，将缺陷声程与对比试块上的发射体声程进行比对，从而得出本缺陷的当量直径和缺陷深度。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

本发明提供的合金钢棒材超声波探伤用对比试块，采用与待检测棒材材质相近的材料制成台阶状的三个对比段，结构简单，制备成本较低，对比试块尺寸与待检测棒材尺寸接近或者相同，使探伤结果更精确；通过设置的三个对比段进行缺陷定位，使缺陷定位更准确，大大提高了钢材的成品率，节约了检测成本，对棒材的缺陷检测具有重要意义。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

其中：

图1为本发明实施例的合金钢棒材超声波探伤用对比试块结构示意图；

图2为本发明实施例的合金钢棒材超声波探伤用对比试块轴向剖视图。

图中：1、a对比段；11、a1平底孔；12、a2平底孔；13、a3平底孔；2、b对比段；21、b1平底孔；22、b2平底孔；23、b3平底孔；3、c对比段；31、c1平底孔；32、c2平底孔；33、c3平底孔。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1和图2所示，为本发明实施例的合金钢棒材超声波探伤用对比试块，该对比试块为圆柱状基体，沿圆柱状基体轴向包括三个直径均为d的a对比段1、b对比段2和c对比段3，a对比段1、b对比段2和c对比段3沿基体轴向的长度相同。对比段的周壁具有一平直部；对比段的周壁由沿其周向首尾相接的平直部和圆弧部组成；平直部为与圆柱状基体轴向平行的平面；圆弧部为与基体共轴心的圆周面的一部分；平直部平面设置有平底孔，平底孔的轴线垂直于平直部的平面，且平底孔的轴线与基体的轴线相交。三个平直部相互平行，且三个对比段的圆弧部位于平直部的同一侧。a对比段1、b对比段2和c对比段3分别包括平直部a、平直部b和平直部c；平直部a、平直部b和平直部c距圆弧部弧底的距离依次递增，形成台阶状。

平直部a分布有三个直径分别为1mm、2mm、3mm的a1平底孔11、a2平底孔12和a3平底孔13，平直部b分布有三个直径分别为1mm、2mm、3mm的b1平底孔21、b2平底孔22和b3平底孔23，平直部c分布有三个直径分别为1mm、2mm、3mm的c1平底孔31、c2平底孔32和c3平底孔33，所有平底孔的深度均为4mm，相邻两个平底孔的间距为50mm；a1平底孔11、a2平底孔12和a3平底孔13的底部距离圆弧部弧底的距离l1为0.25d；b1平底孔21、b2平底孔22和b3平底孔23的底部距离圆弧部弧底的距离l2为0.5d；c1平底孔31、c2平底孔32和c3平底孔33的底部距离圆弧部弧底的距离l3为0.75d。

本发明的实施例还提供合金钢棒材超声波探伤用对比试块的使用方法，包括如下步骤：

s1，选取对比试块：

选取与待检测棒材直径相适应的对比试块，且对比试块的直径d与待检测棒材的直径公差在±10mm之内；

s2，调整探伤灵敏度：

把超声波直探头耦合在对比试块的圆周面上，找出c对比段3的平底孔的最大回波，调整回波幅度至满刻度的80％，然后找出a对比段1的对应尺寸的平底孔的最大回波，其缺陷最大回波不低于满刻度的80％，以该平底孔的尺寸作为探伤灵敏度；

s3，进行超声波探伤缺陷当量的评定：

把超声波直探头耦合在待测棒材的圆周面上，检测有无缺陷，如产生缺陷声程，则将该缺陷声程与对比试块上的发射体声程进行比对，选出对比试块上与缺陷声程相同的发射体声程的平底孔的直径作为该缺陷的当量直径；当缺陷声程与对比试块上的发射体声程不同时；如果现有对比试块上的发射体声程与缺陷声程不相同，则采用插入法选择对比段，即用于比较的对比段的发射体声程应该不小于且最接近缺陷声程；缺陷声程小于0.25d时，将该缺陷与a对比段1的对应尺寸的平底孔尺寸做比较，从而得出本缺陷的当量直径和缺陷深度；缺陷声程位于0.25d～0.5d时，将该缺陷与b对比段2的对应尺寸的平底孔尺寸做比较，从而得出本缺陷的当量直径和缺陷深度；缺陷声程位于0.5d～0.75d时，将该缺陷与c对比段3的对应尺寸的平底孔尺寸做比较，从而得出本缺陷的当量直径和缺陷深度。

实施例1

本实施例待检棒材钢号为40cr，规格为φ60mm，对比试块合金成分与40cr相近或相似，探伤灵敏度为φ3mm。

s1，选取对比试块：

对比试块的直径d为60mm，l3为45mm，l2为30mm，l1为15mm。其平底孔的钻制孔径准确，并且孔轴线与棒材直径线重合且平底孔面与轴线垂直，孔内清洁。

s2，调整探伤灵敏度：

把超声波直探头耦合在对比试块的圆周面上，找出c对比段3的c3平底孔33的最大回波，调整回波幅度至满刻度的80％，然后找出对比段a1的a3平底孔13的最大回波，最大回波不低于满刻度的80％，以该平底孔的尺寸作为探伤灵敏度；

s3，进行超声波探伤缺陷当量的评定：

把超声波直探头耦合在待测棒材的圆周面上，检测出缺陷深度位于15mm～30mm，调节增益旋钮，使波幅达到满屏波幅的75％，此时增益调节增加了3.5db，此时将该缺陷与b对比段2的对应尺寸的b3平底孔23做比较，从而得出本缺陷当量为埋藏于30mm深度的φ3mm当量缺陷+3.5db的单个缺陷，描述为，在30mm处发现一个缺陷，大小量化为：直径3mm+3.5db，在此处的反射波相同。

实施例2

本实施例被检棒材钢号为35crmo，规格为φ100mm，对比试块合金成分与35crmo相近或相似，探伤灵敏度为φ2mm。

s1，选取对比试块：

对比试块的直径d为100mm，l3为75mm，l2为50mm，l1为25mm。其平底孔的钻制孔径准确，并且孔轴线与棒材直径线重合且平底孔面与轴线垂直，孔内清洁。

s2，调整探伤灵敏度：

把超声波直探头耦合在对比试块的圆周面上，找出c对比段3的c2平底孔32的最大回波，调整回波幅度至满刻度的80％，然后找出a对比段1的a2平底孔12的最大回波，最大回波不低于满刻度的80％，以该平底孔的尺寸作为探伤灵敏度；

s3，进行超声波探伤缺陷当量的评定：

把超声波直探头耦合在待测棒材的圆周面上，检测出缺陷深度位于25mm以内，调节增益旋钮，使波幅达到满屏波幅的75％，此时增益调节增加了1.5db，将该缺陷与a对比段1的对应尺寸的a2平底孔12做比较，从而得出本缺陷当量为埋藏于25mm深度的φ2mm当量缺陷+1.5db的单个缺陷，描述为，在25mm处发现一个缺陷，大小量化为：直径2mm+1.5db，在此处的反射波相同。

实施例3

本实施例被检棒材钢号为12cr1mov，规格为φ130mm，对比试块合金成分与12cr1mov相近或相似，探伤灵敏度为φ1mm

s1，选取对比试块：

对比试块规格d为128mm，l3为96mm，l2为64mm，l1为32mm。其平底孔的钻制孔径准确，并且孔轴线与棒材直径线重合且平底孔面与轴线垂直，孔内清洁。

s2，调整探伤灵敏度：

把超声波直探头耦合在对比试块的圆周面上，找出c对比段3的c1平底孔的最大回波，调整回波幅度至满刻度的80％，然后找出a对比段1的a1平底孔11的最大回波，最大回波不低于满刻度的80％，以该平底孔的尺寸作为探伤灵敏度；

s3，进行超声波探伤缺陷当量的评定：

把超声波直探头耦合在待测棒材的圆周面上，检测出缺陷深度位于64mm～96mm范围内，将该缺陷与c对比段3的对应尺寸的c1平底孔31做比较，调节增益旋钮，使波幅达到满屏波幅的75％，此时增益调节减少了1.5db，从而得出本缺陷当量为埋藏于96mm深度的φ1mm当量缺陷-1.5db的单个缺陷，描述为，在96mm处发现一个缺陷，大小量化为：直径

1mm-1.5db，在此处的反射波相同。

综上所述，本发明提供的合金钢棒材超声波探伤用对比试块，采用与待检测棒材材质相近的材料制成台阶状的三个对比段，结构简单，制备成本较低，对比试块尺寸与待检测棒材尺寸接近或者相同，使探伤结果更精确；通过设置的三个对比段进行缺陷定位，使缺陷定位更准确，大大提高了钢材的成品率，节约了检测成本，对棒材的缺陷检测具有重要意义。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。