[发明专利]一种用于超声无损检测的相贯线焊缝试件及其设计方法

权利要求书

1.一种用于超声无损检测的相贯线焊缝试件的设计方法，其特征在于，所述试件包括主管(1)和支管(2)，所述支管(2)一端焊接于主管(1)侧壁以形成相贯线焊缝(3)；所述设计方法包括步骤：

基于相贯线焊缝(3)的基础参数数据，计算所述相贯线焊缝(3)上任一点处的主管(1)与支管(2)的二面角；所述基础参数数据包括主管外半径、支管外半径、以及主管轴线和支管轴线的夹角；

基于所述相贯线焊缝(3)上各点处的二面角，确定支管(2)焊接端各点处的坡口角度以及缺陷预埋方案；所述缺陷预埋方案包括缺陷种类和预埋位置；

基于所述坡口角度对所述支管(2)的焊接端进行坡口加工，并基于所述缺陷预埋方案，将支管(2)焊接至主管(1)侧壁，得到所述试件。

2.如权利要求1所述的用于超声无损检测的相贯线焊缝试件的设计方法，其特征在于，对于相贯线焊缝(3)上任一点M，该点M处的主管(1)与支管(2)的二面角为：

其中，R₁为主管外半径，R₂为支管外半径，β为点M的支管相贯角，θ为主管轴线和支管轴线的夹角。

3.如权利要求1所述的用于超声无损检测的相贯线焊缝试件的设计方法，其特征在于，基于所述相贯线焊缝(3)上各点处的二面角，确定支管(2)焊接端各点处的坡口角度，具体包括：

当相贯线焊缝(3)上某一点处的二面角大于等于90°时，该点对应的支管(2)处的坡口角度为45°；

当相贯线焊缝(3)上某一点处的二面角大于等于30°且小于等于90°时，该点对应的支管(2)处的坡口角度为该二面角的一半；

当相贯线焊缝(3)上某一点处的二面角大于等于20°且小于30°时，该点对应的支管(2)处的坡口角度等于该二面角；

当相贯线焊缝(3)上某一点处的二面角小于20°时，不开坡口。

4.如权利要求1所述的用于超声无损检测的相贯线焊缝试件的设计方法，其特征在于，基于所述相贯线焊缝(3)上各点处的二面角，确定缺陷预埋方案，具体包括：

以相贯线焊缝(3)上二面角最大的点A为相贯线焊缝(3)的起点位置，并设置该点A的支管相贯角为0°；

于相贯线焊缝(3)上二面角最小的点B以及最大的点A处，均设计未焊透缺陷；

确定相贯线焊缝(3)上点A至点B之间的二面角突变的点，并当该突变的点的支管相贯角处于预设范围内时，获取沿点A至点B方向，点A与点B的中点C，并于该点C处设计条状夹渣缺陷；

于所述相贯线焊缝(3)上点B至点A之间间隔设置主管侧未熔合缺陷和支管侧未熔合缺陷。

5.如权利要求4所述的用于超声无损检测的相贯线焊缝试件的设计方法，其特征在于：所述支管轴线与主管轴线相交，且二者之间的夹角为30-60°，所述点B的支管相贯角为180°。

6.如权利要求4所述的用于超声无损检测的相贯线焊缝试件的设计方法，其特征在于，于所述相贯线焊缝(3)上点B至点A之间间隔设置主管侧未熔合缺陷和支管侧未熔合缺陷，具体包括：

获取相贯线焊缝(3)沿点B至点A方向，点B与点A的中点D；

于所述点B至点D的中点E处，设计主管侧未熔合缺陷；

于所述点D至点A的中点F处，设计支管侧未熔合缺陷。

7.如权利要求6所述的用于超声无损检测的相贯线焊缝试件的设计方法，其特征在于：

所述点A处的未焊透缺陷自点A为起点逆时针设置；

所述点B处的未焊透缺陷自点B为起点顺时针设置；

所述点C处的条状夹渣缺陷自点C为起点逆时针设置；

所述点E处的主管侧未熔合缺陷自点E为起点顺时针设置；

所述点F处的支管侧未熔合缺陷自点F为起点顺时针设置。

8.如权利要求7所述的用于超声无损检测的相贯线焊缝试件的设计方法，其特征在于：所述未焊透缺陷、条状夹渣缺陷、主管侧未熔合缺陷、及支管侧未熔合缺陷沿所述相贯线焊缝(3)周向的缺陷长度均为15mm。