一種腳跟試塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種腳跟試塊，包括半圓柱體（1）、第一平板（2）和第二平板（3），半圓柱體（1）的側(cè)面包括圓弧形面和第一平面，第一平面一側(cè)設(shè)置有第一平板（2）和第二平板（3），第一平板（2）的各部分厚度均相同，第二平板（3）的各部分厚度均相同，第一平板（2）和第二平板（3）均與第一平面平行設(shè)置，第一平板（2）和第二平板（3）分別設(shè)置在半圓柱體（1）的母線兩側(cè)，第一平板（2）的厚度小于第二平板（3）的厚度。本發(fā)明的腳試塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以對(duì)周向斜探測(cè)曲面鍛件角度、聲速及零點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，利用本發(fā)明的腳跟對(duì)比試塊標(biāo)定的儀器比例，滿足了儀器準(zhǔn)確校準(zhǔn)目的，更有利于曲面鍛件的超聲波缺陷定位探傷。
【專利說明】一種腳跟試塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于空心類鍛件周向面方向斜入射超聲波探傷水平、垂直、聲程的精度定位領(lǐng)域，具體涉及一種腳跟試塊。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波探傷儀和探頭的標(biāo)定工作，目前主要的標(biāo)準(zhǔn)試塊為Vl(IIWl)船形試塊和V2(IIW2)牛角試塊，它們的作用主要為水平線性、垂直線性、動(dòng)態(tài)范圍、靈敏度余量、分辯力、盲區(qū)、探頭的入射點(diǎn)、折射角等，探頭的檢測(cè)面為平面。而腳跟試塊與船形試塊或牛角試塊的作用基本相同，但探頭的檢測(cè)面均為曲面。工件面的形狀通常為平面和曲面，平面作為檢測(cè)面的探傷工作，其儀器和探頭標(biāo)定為船形試塊和牛角試塊；曲面作為檢測(cè)面的探傷工作，其儀器和探頭標(biāo)定全世界范圍內(nèi)沒有檢測(cè)試塊。
[0003]曲面鍛件的超聲波周向斜探測(cè)缺陷精確定位，在國(guó)際上一直沒有標(biāo)準(zhǔn)試塊調(diào)試。如何確定曲面鍛件檢測(cè)的角度、掃描速度及零點(diǎn)，成為無損檢測(cè)領(lǐng)域重大難題。油氣鉆采設(shè)備零部件周向斜探測(cè)缺陷的檢測(cè)，國(guó)際上采用的探傷方法主要是內(nèi)外徑缺口上獲得的第一個(gè)反射的峰值之間連接一條線，建立振幅的基準(zhǔn)線。但對(duì)缺陷的精度定位無法保證，現(xiàn)有的對(duì)比試塊均無法滿足角度、速度及零點(diǎn)標(biāo)定工作。
[0004]因此，需要 一種新的對(duì)比試塊以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的對(duì)比試塊均無法滿足角度、掃描速度及零點(diǎn)標(biāo)定的缺陷，提供一種可以對(duì)周向斜探測(cè)曲面鍛件角度、聲速及零點(diǎn)標(biāo)定的腳跟試塊。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的腳跟試塊采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種腳跟試塊，包括半圓柱體、第一平板和第二平板，所述半圓柱體的側(cè)面包括圓弧形面和第一平面，所述第一平面一側(cè)設(shè)置有所述第一平板和第二平板，所述第一平板的各部分厚度均相同，所述第二平板的各部分厚度均相同，所述第一平板和第二平板均與所述第一平面平行設(shè)置，所述第一平板和第二平板分別設(shè)置在所述半圓柱體的母線兩側(cè)，所述第一平板的厚度小于所述第二平板的厚度。
[0008]更進(jìn)一步的，還包括第三平板，所述第三平板的各部分厚度均相同，所述第三平板與所述第一平板平行設(shè)置，所述第三平板與所述第一平板之間具有空隙，所述第一平板、第三平板和空隙的厚度總和等于第二平板的厚度。此設(shè)計(jì)可以保證第三平板遠(yuǎn)離半圓柱體的平面與第一平板遠(yuǎn)離半圓柱體的平面平齊，方便腳跟試塊的放置。
[0009]更進(jìn)一步的，所述空隙的厚度為5mm±0.5mm。
[0010]更進(jìn)一步的，所述第一平板的的厚度為30mm±0.1mm，所述第二平板的的厚度為60mm±0.1mm。常見斜探頭最大晶片尺寸為13X 13mm2，探頭頻率為2.5MHz，因此λ =C/f = (3230X IO3)/(2.5X IO6) = 1.29mm。由于探頭角度測(cè)量時(shí)，探頭與反射孔之間聲程須大于2倍探頭近場(chǎng)區(qū)距離，可以避免近場(chǎng)區(qū)影響而造成的測(cè)量結(jié)果誤差，所以必須N ^ d2/(4X λ) = 132/(4X 1.29) = 32.8mm。又因?yàn)閳A弧形半徑R—般是大于30mm，因此，間隙的矩形槽與半圓弧的中心間距為30mm，將滿足探頭角度測(cè)量誤差最低要求。半圓弧的中心與長(zhǎng)方體2R長(zhǎng)度的邊相距60mm是考慮30mm的2倍關(guān)系，即滿足大于2N。
[0011]更進(jìn)一步的，所述半圓柱體的長(zhǎng)度、所述第一平板的寬度和所述第二平板的寬度相同。確保腳跟試塊各部分的厚度相同。
[0012]更進(jìn)一步的，所述半圓柱體的上表面和下表面均為平面，所述上表面和/或下表面上設(shè)置有角度刻度。設(shè)置有角度刻度可以方便檢測(cè)斜探頭的入射角度。
[0013]更進(jìn)一步的，所述第一平板和第二平板均為長(zhǎng)方體。
[0014]更進(jìn)一步的，所述半圓柱體的半徑為R，所述第一平板和第二平板的長(zhǎng)度均為R。
[0015]更進(jìn)一步的，所述半圓柱體的長(zhǎng)度、所述第一平板的寬度和所述第二平板的寬度均大于等于25mm。
[0016]有益效果:本發(fā)明的腳試塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以對(duì)周向斜探測(cè)曲面鍛件角度、聲速及零點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，利用本發(fā)明的腳跟對(duì)比試塊標(biāo)定的儀器比例，滿足了儀器準(zhǔn)確校準(zhǔn)目的，更有利于曲面鍛件的超聲波缺陷定位探傷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的腳跟試塊的主視圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的腳跟試塊的后視圖；
[0019]圖3是本發(fā)明的腳跟試塊的左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0021]請(qǐng)參閱圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的腳跟試塊，包括半圓柱體1、第一平板2和第二平板3，半圓柱體I的側(cè)面包括圓弧形面和第一平面，第一平面一側(cè)設(shè)置有第一平板2和第二平板3，第一平板2的各部分厚度均相同，第二平板3的各部分厚度均相同。第一平板2和第二平板3均與第一平面平行設(shè)置，第一平板2和第二平板3分別設(shè)置在半圓柱體I的母線兩側(cè)。第一平板2的厚度小于第二平板3的厚度。
[0022]還包括第三平板4，第三平板4的各部分厚度均相同，第三平板4與第一平板2平行設(shè)置，第三平板4與第一平板2之間具有空隙，第一平板2、第三平板4和空隙的厚度總和等于第二平板3的厚度。此設(shè)計(jì)可以保證第三平板遠(yuǎn)離半圓柱體的平面與第一平板遠(yuǎn)離半圓柱體的平面平齊，方便腳跟試塊的放置。其中，第一平板2與第三平板4的距離為5mm。
[0023]其中，第一平板2和第二平板3均為長(zhǎng)方體，半圓柱體I的上表面和下表面均為平面，
[0024]圓弧形面遠(yuǎn)離第一平面的點(diǎn)為腳跟試塊的頂部；
[0025]第二平板3遠(yuǎn)離半圓柱體I的平面為腳跟試塊的底部；
[0026]第二平板3遠(yuǎn)離半圓柱體I的平面與半圓柱體I的圓弧形面遠(yuǎn)離第一平面的點(diǎn)之間的距離為腳跟試塊的高度；
[0027]半圓柱體I的上表面和下表面之間的距離為腳跟試塊的厚度；
[0028]半圓柱體I的平面與圓弧形面相接的線段之間的距離為腳跟試塊的寬度，腳跟試塊的寬度為半圓柱體I的半徑的兩倍；
[0029]半圓柱體I的上表面和下表面之間的距離為半圓柱體I的高度；
[0030]第一平板2靠近第二平板3的平面與第二平板2遠(yuǎn)離第二平板3的平面之間的距離為第二平板2的長(zhǎng)度；
[0031]第二平板3靠近第一平板2的平面與第二平板3遠(yuǎn)離第二平板2的平面之間的距離為第二平板3的長(zhǎng)度；
[0032]第二平板3遠(yuǎn)離半圓柱體I的平面與半圓柱體I的平面的距離為第二平板3的厚度；
[0033]第一平板2遠(yuǎn)離半圓柱體I的平面與半圓柱體I的平面的距離為第一平板2的厚度；
[0034]第一平板2與半圓柱體I的上表面和下表面相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)平面之間的距離為第一平板2的寬度；
[0035]第二平板3與半圓柱體I的上表面和下表面相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)平面之間的距離為第二平板3的寬度。
[0036]半圓柱體I的長(zhǎng)度、第一平板2的寬度和第二平板3的寬度相同。上表面和/或下表面上設(shè)置有角度刻度。設(shè)置有角度刻度可以方便檢測(cè)斜探頭的入射角度。半圓柱體I的有刻度面倒R2 = 0.5±0.Imm角，無刻度面倒Rl = 1 + 0.1mm角。第一平板2遠(yuǎn)離半圓柱體I的表面的平面度< 0.05mm,兩相對(duì)表面的平行度< 0.05mm,第二平板3遠(yuǎn)離半圓柱體I的表面的平面度< 0.05mm,兩相對(duì)表面的平行度< 0.05mm。
[0037]半圓柱體I的半徑為R，第一平板2和第二平板3的長(zhǎng)度均為R。半圓柱體I的半徑R的公差為±0.1_。半圓柱體I的長(zhǎng)度、第一平板2的寬度和第二平板3的寬度均大于等于25mm。優(yōu)選的，半圓柱體I的長(zhǎng)度、第一平板2的寬度和第二平板3的寬度均為50±0.10mnin
[0038]第一平板2的的厚度為30mm±0.1mm，第二平板3的的厚度為60mm±0.1mm。常見斜探頭最大晶片尺寸為13 X 13mm2，探頭頻率為2.5MHz,因此λ = C/f = 3230X 103/2.5 X IO6=1.29mm。由于探頭角度測(cè)量時(shí)，探頭與反射孔之間聲程須大于2倍探頭近場(chǎng)區(qū)距離，可以避免近場(chǎng)區(qū)影響而造成的測(cè)量結(jié)果誤差，所以必須N>d2/4XX) = 13V4X1.29)=32.8mm。又因?yàn)閳A弧形半徑R—般是大于30mm，因此，間隙的矩形槽與半圓弧的中心間距為30mm，將滿足探頭角度測(cè)量誤差最低要求。第二平板2的厚度60mm是考慮30mm的2倍關(guān)系，即滿足大于2N。
[0039]實(shí)施例1
[0040]曲面鍛件角度、聲速及零點(diǎn)標(biāo)定對(duì)比試塊稱為腳跟試塊，腳跟試塊厚度等于2〃 (50mm)，寬度為2R，高度為R+60。半圓柱體的上表面和/或下表面的角度長(zhǎng)刻線位置P的計(jì)算公式:P = RXSin(P);其中 β 為 20。、30°、40°、50°、60°、70°、80°。角度短刻線位置P的計(jì)算方法同角度長(zhǎng)刻線，短刻線分別為25°、35°、45°、55°、65°、75。，角度刻線位置P參數(shù)見下表I。
[0041]表I半圓形側(cè)面的角度刻線位置制作參數(shù)
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種腳跟試塊，其特征在于，包括半圓柱體(I)、第一平板(2)和第二平板(3)，所述半圓柱體(I)的側(cè)面包括圓弧形面和第一平面，所述第一平面一側(cè)設(shè)置有所述第一平板(2)和第二平板(3)，所述第一平板(2)的各部分厚度均相同，所述第二平板(3)的各部分厚度均相同，所述第一平板(2)和第二平板(3)均與所述第一平面平行設(shè)置，所述第一平板(2)和第二平板(3)分別設(shè)置在所述半圓柱體(I)的母線兩側(cè)，所述第一平板(2)的厚度小于所述第二平板(3)的厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的腳跟試塊，其特征在于，還包括第三平板(4)，所述第三平板(4)的各部分厚度均相同，所述第三平板(4)與所述第一平板(2)平行設(shè)置，所述第三平板(4)與所述第一平板(2)之間具有空隙，所述第一平板(2)、第三平板(4)和空隙的厚度總和等于第二平板(3)的厚度。
3.如權(quán)利要求2所述的腳跟試塊，其特征在于，所述空隙的厚度為5mm±0.5mm。
4.如權(quán)利要求1所述的腳跟試塊，其特征在于，所述第一平板(2)的的厚度為30_±0.1 mm，所述第二平板(3)的的厚度為60_±0.1 mm。
5.如權(quán)利要求1所述的腳跟試塊，其特征在于，所述半圓柱體(I)的長(zhǎng)度、第一平板(2)的寬度和第二平板(3)的寬度相同。
6.如權(quán)利要求1所述的腳跟試塊，其特征在于，所述半圓柱體(I)的上表面和下表面均為平面，所述上表面和/或下表面上設(shè)置有角度刻度。
7.如權(quán)利要求1所述的腳跟試塊，其特征在于，所述第一平板(2)和第二平板(3)均為長(zhǎng)方體。
8.如權(quán)利要求7所述的腳跟試塊，其特征在于，所述半圓柱體(I)的半徑為R，所述第一平板(2)和第二平板(3)的長(zhǎng)度均為R。
9.如權(quán)利要求7所述的腳跟試塊，其特征在于，所述半圓柱體(I)的長(zhǎng)度、所述第一平板(2)的寬度和所述第二平板(3)的寬度均大于等于25mm。
【文檔編號(hào)】G01N29/30GK103954695SQ201410166754
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】張利, 陳昌華 申請(qǐng)人:南京迪威爾高端制造股份有限公司