CSK-IIA試塊和CSK-IIIA

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”，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。
 文章指出，在1973年我國檢測(cè)行業(yè)在蘭州通過了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)來分析。學(xué)習(xí)一些文章和資料后，我從下面三個(gè)方面來分析該原因，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)的孔來說都不應(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BV、挪威船級(jí)社以及美國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，同屬我國的一個(gè)“獨(dú)特”，短橫孔試塊是不能被國際認(rèn)可。中國在世界中的地位和話語權(quán)不斷提高，與老外的貿(mào)易越來越多，為了與國際接軌，是時(shí)候?qū)⒛承┚哂兄袊厣牡湫妥鞒鲞m當(dāng)?shù)恼{(diào)整。