[发明专利]一种脚跟试块

说明书

技术领域

本发明属于空心类锻件周向面方向斜入射超声波探伤水平、垂直、声程的精度定位领域，具体涉及一种脚跟试块。

背景技术

超声波探伤仪和探头的标定工作，目前主要的标准试块为V1(IIW1)船形试块和V2(IIW2)牛角试块，它们的作用主要为水平线性、垂直线性、动态范围、灵敏度余量、分辩力、盲区、探头的入射点、折射角等，探头的检测面为平面。而脚跟试块与船形试块或牛角试块的作用基本相同，但探头的检测面均为曲面。工件面的形状通常为平面和曲面，平面作为检测面的探伤工作，其仪器和探头标定为船形试块和牛角试块；曲面作为检测面的探伤工作，其仪器和探头标定全世界范围内没有检测试块。

曲面锻件的超声波周向斜探测缺陷精确定位，在国际上一直没有标准试块调试。如何确定曲面锻件检测的角度、扫描速度及零点，成为无损检测领域重大难题。油气钻采设备零部件周向斜探测缺陷的检测，国际上采用的探伤方法主要是内外径缺口上获得的第一个反射的峰值之间连接一条线，建立振幅的基准线。但对缺陷的精度定位无法保证，现有的对比试块均无法满足角度、速度及零点标定工作。

因此，需要一种新的对比试块以解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术中的对比试块均无法满足角度、扫描速度及零点标定的缺陷，提供一种可以对周向斜探测曲面锻件角度、声速及零点标定的脚跟试块。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的脚跟试块采用如下技术方案：

一种脚跟试块，包括半圆柱体、第一平板和第二平板，所述半圆柱体的侧面包括圆弧形面和第一平面，所述第一平面一侧设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与所述第一平面平行设置，所述第一平板和第二平板分别设置在所述半圆柱体的母线两侧，所述第一平板的厚度小于所述第二平板的厚度。

更进一步的，还包括第三平板，所述第三平板的各部分厚度均相同，所述第三平板与所述第一平板平行设置，所述第三平板与所述第一平板之间具有空隙，所述第一平板、第三平板和空隙的厚度总和等于第二平板的厚度。此设计可以保证第三平板远离半圆柱体的平面与第一平板远离半圆柱体的平面平齐，方便脚跟试块的放置。

更进一步的，所述空隙的厚度为5mm±0.5mm。

更进一步的，所述第一平板的的厚度为30mm±0.1mm，所述第二平板的的厚度为60mm±0.1mm。常见斜探头最大晶片尺寸为13×13mm²，探头频率为2.5MHz，因此λ＝C/f＝(3230×10³)/(2.5×10⁶)＝1.29mm。由于探头角度测量时，探头与反射孔之间声程须大于2倍探头近场区距离，可以避免近场区影响而造成的测量结果误差，所以必须N≥d²/(4×λ)＝13²/(4×1.29)＝32.8mm。又因为圆弧形半径R一般是大于30mm，因此，间隙的矩形槽与半圆弧的中心间距为30mm，将满足探头角度测量误差最低要求。半圆弧的中心与长方体2R长度的边相距60mm是考虑30mm的2倍关系，即满足大于2N。

更进一步的，所述半圆柱体的长度、所述第一平板的宽度和所述第二平板的宽度相同。确保脚跟试块各部分的厚度相同。

更进一步的，所述半圆柱体的上表面和下表面均为平面，所述上表面和/或下表面上设置有角度刻度。设置有角度刻度可以方便检测斜探头的入射角度。

更进一步的，所述第一平板和第二平板均为长方体。

更进一步的，所述半圆柱体的半径为R，所述第一平板和第二平板的长度均为R。

更进一步的，所述半圆柱体的长度、所述第一平板的宽度和所述第二平板的宽度均大于等于25mm。

有益效果：本发明的脚试块结构简单，可以对周向斜探测曲面锻件角度、声速及零点进行标定，利用本发明的脚跟对比试块标定的仪器比例，满足了仪器准确校准目的，更有利于曲面锻件的超声波缺陷定位探伤。

附图说明

图1是本发明的脚跟试块的主视图；

图2是本发明的脚跟试块的后视图；

图3是本发明的脚跟试块的左视图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：