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CSK-IIA試塊和CSK-IIIA
日期:2024-12-29 08:12
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摘要:CSK-IIA試塊和CSK-IIIA,CSK-IIA試塊和CSK-IIIA均被認(rèn)可的對(duì)比試塊,可是在實(shí)際應(yīng)用中,由于在CSK-III試塊上制作DAC曲線操作簡(jiǎn)單,適用的厚度范圍廣。因此,CSK-IIIA試塊在特種設(shè)備行業(yè)中廣泛使用,只要帶著一塊3A,便可走遍“全中國(guó)”,CSK-IIIA試塊可謂出盡風(fēng)頭。
CSK-IIA試塊和CSK-IIIA試塊
NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之前,CSK-IIA試塊和CSK-IIIA均被認(rèn)可的對(duì)比試塊,可是在實(shí)際應(yīng)用中,由于在CSK-III試塊上制作DAC曲線操作簡(jiǎn)單,適用的厚度范圍廣。因此,CSK-IIIA試塊在特種設(shè)備行業(yè)中廣泛使用,只要帶著一塊3A,便可走遍“全中國(guó)”,CSK-IIIA試塊可謂出盡風(fēng)頭。而新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之后,劇情似乎發(fā)生180度大反轉(zhuǎn),CSK-IIIA試塊被“軟禁”在附錄O中,而CSK-IIA試塊卻重新被委以重任,甚至與CSK-IIA試塊有裙帶關(guān)系的RB-C試塊也被提拔。正所謂三十年河?xùn)|,三十年河西。
雷勝軍的《長(zhǎng)橫孔與短橫孔試塊研究》文章中,提到了長(zhǎng)橫孔與短橫孔試塊并存的歷史由來(lái)。
文章指出,在1973年我國(guó)檢測(cè)行業(yè)在蘭州通過(guò)了JB/T1152-73標(biāo)準(zhǔn),這一標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的參考反射體是Φ1×20mm橫孔。使用一段時(shí)間后,大家普遍發(fā)現(xiàn)這一參考反射點(diǎn)有問(wèn)題,由于存在側(cè)壁干擾和端角反射現(xiàn)象,使用超聲波的*高反射回波位置不在正對(duì)著橫孔的位置,而是偏離一定角度。因此,后來(lái)人們開始此采用Φ2×40mm長(zhǎng)橫孔試塊,即CSK-IIA試塊作為參考反射體。這期間某鍋爐廠提出CSK-IIIA試塊,即Φ1×6mm短橫孔試塊,并在一些鍋爐廠得到廣泛應(yīng)用。1981年在對(duì)JB1152-73標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行修訂時(shí),采用長(zhǎng)橫孔還是短橫孔稱為爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。由于爭(zhēng)論沒(méi)有結(jié)果,*終在JB1152-81標(biāo)準(zhǔn)中將兩種孔型的試塊都列入。JB4730-94、JB4730-2005均延續(xù)了這一規(guī)定。
是什么原因?qū)е翪SK-IIA試塊重新重要,而CSK-IIIA試塊
要分析CSK-III試塊被“貶”的原因,還得從試塊特性的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)分析。學(xué)習(xí)一些文章和資料后,我從下面三個(gè)方面來(lái)分析該原因,僅為個(gè)人觀點(diǎn)。
1、試塊厚度的影響——側(cè)壁干擾
CSK-III試塊厚度為25mm,新版標(biāo)準(zhǔn)中CSK-IIA試塊需要根據(jù)厚度分為CSK-IIA-1和CSK-IIA-2等,其中CSK-IIA-1試塊厚度為40mm,CSK-IIA-2試塊厚度為60mm。
“K值之父”馬銘鋼前輩,在《超聲波檢測(cè)中兩個(gè)值得反思的問(wèn)題》文章中指出,一般斜探頭的聲場(chǎng)在不太遠(yuǎn)的聲程處,其聲束邊緣已經(jīng)達(dá)到試塊的兩側(cè),引起側(cè)壁反射,干擾了聲場(chǎng)。而在實(shí)際檢測(cè)中遇到的工件,則并不如此。所以在這樣窄的試塊中,不論其反射體是短橫孔還是長(zhǎng)橫孔,對(duì)于距探測(cè)面較遠(yuǎn)的孔來(lái)說(shuō)都不應(yīng)該作為驗(yàn)收之用,也不能用于較厚的超聲檢測(cè)。
有人會(huì)提出不同的觀點(diǎn)。CSK-III試塊中,在短橫孔端面設(shè)計(jì)了一個(gè)半圓弧,其目的不就是為了避免試塊的端面引起側(cè)壁干擾嗎?
馬前輩認(rèn)為短橫孔端面的半圓柱形缺口,不能解釋不存在了側(cè)壁干擾,其作用僅為了容易在試塊中部加工Φ1×6mm的橫孔。所以CSK-IIIA試塊確實(shí)還會(huì)存在側(cè)壁干擾現(xiàn)象,由于側(cè)壁干擾的存在,*高反射波不在探頭軸線上,從而影響缺陷的定位和定量。
2、短橫孔與長(zhǎng)橫孔的優(yōu)缺點(diǎn)比較
CSK-III試塊采用了Φ1×6mm的橫孔,新版標(biāo)準(zhǔn)中CSK-IIA-1試塊采用Φ2×40mm的橫孔,CSK-IIA-2采用Φ2×60mm的橫孔。通過(guò)理論計(jì)算,通常情況下Φ1×6mm被看作為是短橫孔,而Φ2×40mm在厚度為40mm以內(nèi)可看作為長(zhǎng)橫孔,Φ2×60mm在厚度為80mm以內(nèi)也可看作為長(zhǎng)橫孔。如:當(dāng)用K=2.5,頻率f=2.5MHz,晶片直徑D=14mm時(shí),通過(guò)公式(D為晶片有效直徑),可計(jì)算出在孔深80mm時(shí),聲束直徑約55~57mm,因此,孔長(zhǎng)60mm能滿足長(zhǎng)橫孔的條件。
短橫孔與長(zhǎng)橫孔有那些優(yōu)缺點(diǎn)呢?
雷勝軍指出,焊縫中常見的缺陷有氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、裂紋等。不同性質(zhì)的缺陷對(duì)超聲波的反射規(guī)律不同,即使用同一類型的缺陷,其形狀不同,對(duì)超聲波的反射規(guī)律也會(huì)不同。因此,要采用某一種人孔缺陷來(lái)模擬所有缺陷的反射規(guī)律是不實(shí)現(xiàn)的,只能是在某種程度上的近似。從常識(shí)上判斷,尺寸大的缺陷其反射規(guī)律可能與長(zhǎng)橫孔接近,尺寸小的缺陷可能與短橫孔相似。
而焊縫中,小尺寸的缺陷雖然出現(xiàn)的概率遠(yuǎn)大于大尺寸的缺陷,如點(diǎn)狀氣孔、夾渣焊縫中經(jīng)常出現(xiàn),而這些小缺陷對(duì)焊縫強(qiáng)度影響較小。通常在實(shí)際檢測(cè)中,按標(biāo)準(zhǔn)要求允許存在這類小缺陷。但是大缺陷危害大,如未焊透、未熔合、裂紋等缺陷對(duì)焊縫傷害極大。因此,大缺陷才是我們必須找出的對(duì)象,所以采用長(zhǎng)橫孔似乎更加合理。
長(zhǎng)橫孔還適用于直探頭檢測(cè)焊縫的基準(zhǔn)靈敏度調(diào)節(jié),因此,斜探頭掃查發(fā)現(xiàn)缺陷后,還可以用直探頭對(duì)缺陷進(jìn)行定量分析。
3、與國(guó)際接軌
新標(biāo)準(zhǔn)重新設(shè)計(jì)了CSK-IIA試塊上長(zhǎng)橫孔的位置和數(shù)量,其主要參考了歐盟(EN)和日本(JIS)標(biāo)準(zhǔn)。除此之外,還有ISO、法國(guó)BV、挪威船級(jí)社以及美國(guó)ASME等標(biāo)準(zhǔn)均采用了長(zhǎng)橫孔設(shè)計(jì)。
而CSK-IIIA試塊和K值,同屬我國(guó)的一個(gè)“獨(dú)特”,短橫孔試塊是不能被國(guó)際認(rèn)可。中國(guó)在世界中的地位和話語(yǔ)權(quán)不斷提高,與老外的貿(mào)易越來(lái)越多,為了與國(guó)際接軌,是時(shí)候?qū)⒛承┚哂兄袊?guó)特色的典型作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之前,CSK-IIA試塊和CSK-IIIA均被認(rèn)可的對(duì)比試塊,可是在實(shí)際應(yīng)用中,由于在CSK-III試塊上制作DAC曲線操作簡(jiǎn)單,適用的厚度范圍廣。因此,CSK-IIIA試塊在特種設(shè)備行業(yè)中廣泛使用,只要帶著一塊3A,便可走遍“全中國(guó)”,CSK-IIIA試塊可謂出盡風(fēng)頭。而新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之后,劇情似乎發(fā)生180度大反轉(zhuǎn),CSK-IIIA試塊被“軟禁”在附錄O中,而CSK-IIA試塊卻重新被委以重任,甚至與CSK-IIA試塊有裙帶關(guān)系的RB-C試塊也被提拔。正所謂三十年河?xùn)|,三十年河西。
雷勝軍的《長(zhǎng)橫孔與短橫孔試塊研究》文章中,提到了長(zhǎng)橫孔與短橫孔試塊并存的歷史由來(lái)。
文章指出,在1973年我國(guó)檢測(cè)行業(yè)在蘭州通過(guò)了JB/T1152-73標(biāo)準(zhǔn),這一標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的參考反射體是Φ1×20mm橫孔。使用一段時(shí)間后,大家普遍發(fā)現(xiàn)這一參考反射點(diǎn)有問(wèn)題,由于存在側(cè)壁干擾和端角反射現(xiàn)象,使用超聲波的*高反射回波位置不在正對(duì)著橫孔的位置,而是偏離一定角度。因此,后來(lái)人們開始此采用Φ2×40mm長(zhǎng)橫孔試塊,即CSK-IIA試塊作為參考反射體。這期間某鍋爐廠提出CSK-IIIA試塊,即Φ1×6mm短橫孔試塊,并在一些鍋爐廠得到廣泛應(yīng)用。1981年在對(duì)JB1152-73標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行修訂時(shí),采用長(zhǎng)橫孔還是短橫孔稱為爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。由于爭(zhēng)論沒(méi)有結(jié)果,*終在JB1152-81標(biāo)準(zhǔn)中將兩種孔型的試塊都列入。JB4730-94、JB4730-2005均延續(xù)了這一規(guī)定。
是什么原因?qū)е翪SK-IIA試塊重新重要,而CSK-IIIA試塊
要分析CSK-III試塊被“貶”的原因,還得從試塊特性的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)分析。學(xué)習(xí)一些文章和資料后,我從下面三個(gè)方面來(lái)分析該原因,僅為個(gè)人觀點(diǎn)。
1、試塊厚度的影響——側(cè)壁干擾
CSK-III試塊厚度為25mm,新版標(biāo)準(zhǔn)中CSK-IIA試塊需要根據(jù)厚度分為CSK-IIA-1和CSK-IIA-2等,其中CSK-IIA-1試塊厚度為40mm,CSK-IIA-2試塊厚度為60mm。
“K值之父”馬銘鋼前輩,在《超聲波檢測(cè)中兩個(gè)值得反思的問(wèn)題》文章中指出,一般斜探頭的聲場(chǎng)在不太遠(yuǎn)的聲程處,其聲束邊緣已經(jīng)達(dá)到試塊的兩側(cè),引起側(cè)壁反射,干擾了聲場(chǎng)。而在實(shí)際檢測(cè)中遇到的工件,則并不如此。所以在這樣窄的試塊中,不論其反射體是短橫孔還是長(zhǎng)橫孔,對(duì)于距探測(cè)面較遠(yuǎn)的孔來(lái)說(shuō)都不應(yīng)該作為驗(yàn)收之用,也不能用于較厚的超聲檢測(cè)。
有人會(huì)提出不同的觀點(diǎn)。CSK-III試塊中,在短橫孔端面設(shè)計(jì)了一個(gè)半圓弧,其目的不就是為了避免試塊的端面引起側(cè)壁干擾嗎?
馬前輩認(rèn)為短橫孔端面的半圓柱形缺口,不能解釋不存在了側(cè)壁干擾,其作用僅為了容易在試塊中部加工Φ1×6mm的橫孔。所以CSK-IIIA試塊確實(shí)還會(huì)存在側(cè)壁干擾現(xiàn)象,由于側(cè)壁干擾的存在,*高反射波不在探頭軸線上,從而影響缺陷的定位和定量。
2、短橫孔與長(zhǎng)橫孔的優(yōu)缺點(diǎn)比較
CSK-III試塊采用了Φ1×6mm的橫孔,新版標(biāo)準(zhǔn)中CSK-IIA-1試塊采用Φ2×40mm的橫孔,CSK-IIA-2采用Φ2×60mm的橫孔。通過(guò)理論計(jì)算,通常情況下Φ1×6mm被看作為是短橫孔,而Φ2×40mm在厚度為40mm以內(nèi)可看作為長(zhǎng)橫孔,Φ2×60mm在厚度為80mm以內(nèi)也可看作為長(zhǎng)橫孔。如:當(dāng)用K=2.5,頻率f=2.5MHz,晶片直徑D=14mm時(shí),通過(guò)公式(D為晶片有效直徑),可計(jì)算出在孔深80mm時(shí),聲束直徑約55~57mm,因此,孔長(zhǎng)60mm能滿足長(zhǎng)橫孔的條件。
短橫孔與長(zhǎng)橫孔有那些優(yōu)缺點(diǎn)呢?
雷勝軍指出,焊縫中常見的缺陷有氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、裂紋等。不同性質(zhì)的缺陷對(duì)超聲波的反射規(guī)律不同,即使用同一類型的缺陷,其形狀不同,對(duì)超聲波的反射規(guī)律也會(huì)不同。因此,要采用某一種人孔缺陷來(lái)模擬所有缺陷的反射規(guī)律是不實(shí)現(xiàn)的,只能是在某種程度上的近似。從常識(shí)上判斷,尺寸大的缺陷其反射規(guī)律可能與長(zhǎng)橫孔接近,尺寸小的缺陷可能與短橫孔相似。
而焊縫中,小尺寸的缺陷雖然出現(xiàn)的概率遠(yuǎn)大于大尺寸的缺陷,如點(diǎn)狀氣孔、夾渣焊縫中經(jīng)常出現(xiàn),而這些小缺陷對(duì)焊縫強(qiáng)度影響較小。通常在實(shí)際檢測(cè)中,按標(biāo)準(zhǔn)要求允許存在這類小缺陷。但是大缺陷危害大,如未焊透、未熔合、裂紋等缺陷對(duì)焊縫傷害極大。因此,大缺陷才是我們必須找出的對(duì)象,所以采用長(zhǎng)橫孔似乎更加合理。
長(zhǎng)橫孔還適用于直探頭檢測(cè)焊縫的基準(zhǔn)靈敏度調(diào)節(jié),因此,斜探頭掃查發(fā)現(xiàn)缺陷后,還可以用直探頭對(duì)缺陷進(jìn)行定量分析。
3、與國(guó)際接軌
新標(biāo)準(zhǔn)重新設(shè)計(jì)了CSK-IIA試塊上長(zhǎng)橫孔的位置和數(shù)量,其主要參考了歐盟(EN)和日本(JIS)標(biāo)準(zhǔn)。除此之外,還有ISO、法國(guó)BV、挪威船級(jí)社以及美國(guó)ASME等標(biāo)準(zhǔn)均采用了長(zhǎng)橫孔設(shè)計(jì)。
而CSK-IIIA試塊和K值,同屬我國(guó)的一個(gè)“獨(dú)特”,短橫孔試塊是不能被國(guó)際認(rèn)可。中國(guó)在世界中的地位和話語(yǔ)權(quán)不斷提高,與老外的貿(mào)易越來(lái)越多,為了與國(guó)際接軌,是時(shí)候?qū)⒛承┚哂兄袊?guó)特色的典型作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。