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CSK-IIA 和 CSK-IIIA試塊
日期：2024-07-31 01:20
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摘要：CSK-IIA和CSK-IIIA試塊
NB/T47013.3-2015標準實(shí)施之前，CSK-IIA試塊和CSK-IIIA均被認可的對比試塊，可是在實(shí)際應用中，由于在CSK-III試塊上制作DAC曲線(xiàn)操作簡(jiǎn)單，適用的厚度范圍廣。因此，CSK-IIIA試塊在特種設備行業(yè)中廣泛使用，只要帶著(zhù)一塊3A，便可走遍“全中國”，CSK-IIIA試塊可謂出盡風(fēng)頭。而新標準實(shí)施之后，劇情似乎發(fā)生180度大反轉，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。正所謂三十年河東，三十年河西。
雷勝軍的《長(cháng)橫孔與短橫孔試塊研...
CSK-IIA和CSK-IIIA試塊
NB/T47013.3-2015標準實(shí)施之前，CSK-IIA試塊和CSK-IIIA均被認可的對比試塊，可是在實(shí)際應用中，由于在CSK-III試塊上制作DAC曲線(xiàn)操作簡(jiǎn)單，適用的厚度范圍廣。因此，CSK-IIIA試塊在特種設備行業(yè)中廣泛使用，只要帶著(zhù)一塊3A，便可走遍“全中國”，CSK-IIIA試塊可謂出盡風(fēng)頭。而新標準實(shí)施之后，劇情似乎發(fā)生180度大反轉，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。正所謂三十年河東，三十年河西。
雷勝軍的《長(cháng)橫孔與短橫孔試塊研究》文章中，提到了長(cháng)橫孔與短橫孔試塊并存的歷史由來(lái)。
文章指出，在1973年我國檢測行業(yè)在蘭州通過(guò)了JB/T1152-73標準，這一標準中規定的參考反射體是Φ1×20mm橫孔。使用一段時(shí)間后，大家普遍發(fā)現這一參考反射點(diǎn)有問(wèn)題，由于存在側壁干擾和端角反射現象，使用超聲波的*高反射回波位置不在正對著(zhù)橫孔的位置，而是偏離一定角度。因此，后來(lái)人們開(kāi)始此采用Φ2×40mm長(cháng)橫孔試塊，即CSK-IIA試塊作為參考反射體。這期間某鍋爐廠(chǎng)提出CSK-IIIA試塊，即Φ1×6mm短橫孔試塊，并在一些鍋爐廠(chǎng)得到廣泛應用。1981年在對JB1152-73標準中進(jìn)行修訂時(shí)，采用長(cháng)橫孔還是短橫孔稱(chēng)為爭論的焦點(diǎn)。由于爭論沒(méi)有結果，*終在JB1152-81標準中將兩種孔型的試塊都列入。JB4730-94、JB4730-2005均延續了這一規定。
是什么原因導致CSK-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(guān)點(diǎn)。
1、試塊厚度的影響——側壁干擾
CSK-III試塊厚度為25mm，新版標準中CSK-IIA試塊需要根據厚度分為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)在不太遠的聲程處，其聲束邊緣已經(jīng)達到試塊的兩側，引起側壁反射，干擾了聲場(chǎng)。而在實(shí)際檢測中遇到的工件，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(cháng)橫孔，對于距探測面較遠的孔來(lái)說(shuō)都不應該作為驗收之用，也不能用于較厚的超聲檢測。
有人會(huì )提出不同的觀(guān)點(diǎn)。CSK-III試塊中，在短橫孔端面設計了一個(gè)半圓弧，其目的不就是為了避免試塊的端面引起側壁干擾嗎？
馬前輩認為短橫孔端面的半圓柱形缺口，不能解釋不存在了側壁干擾，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 )存在側壁干擾現象，由于側壁干擾的存在，*高反射波不在探頭軸線(xiàn)上，從而影響缺陷的定位和定量。
2、短橫孔與長(cháng)橫孔的優(yōu)缺點(diǎn)比較
CSK-III試塊采用了Φ1×6mm的橫孔，新版標準中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?xún)瓤煽醋鳛殚L(cháng)橫孔，Φ2×60mm在厚度為80mm以?xún)纫部煽醋鳛殚L(cháng)橫孔。如：當用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），可計算出在孔深80mm時(shí)，聲束直徑約55~57mm，因此，孔長(cháng)60mm能滿(mǎn)足長(cháng)橫孔的條件。
短橫孔與長(cháng)橫孔有那些優(yōu)缺點(diǎn)呢？
雷勝軍指出，焊縫中常見(jiàn)的缺陷有氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、裂紋等。不同性質(zhì)的缺陷對超聲波的反射規律不同，即使用同一類(lèi)型的缺陷，其形狀不同，對超聲波的反射規律也會(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律是不實(shí)現的，只能是在某種程度上的近似。從常識上判斷，尺寸大的缺陷其反射規律可能與長(cháng)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的概率遠大于大尺寸的缺陷，如點(diǎn)狀氣孔、夾渣焊縫中經(jīng)常出現，而這些小缺陷對焊縫強度影響較小。通常在實(shí)際檢測中，按標準要求允許存在這類(lèi)小缺陷。但是大缺陷危害大，如未焊透、未熔合、裂紋等缺陷對焊縫傷害極大。因此，大缺陷才是我們必須找出的對象，所以采用長(cháng)橫孔似乎更加合理。
長(cháng)橫孔還適用于直探頭檢測焊縫的基準靈敏度調節，因此，斜探頭掃查發(fā)現缺陷后，還可以用直探頭對缺陷進(jìn)行定量分析。
3、與國際接軌
新標準重新設計了CSK-IIA試塊上長(cháng)橫孔的位置和數量，其主要參考了歐盟（EN）和日本（JIS）標準。除此之外，還有ISO、法國B(niǎo)V、挪威船級社以及美國ASME等標準均采用了長(cháng)橫孔設計。
而CSK-IIIA試塊和K值，同屬我國的一個(gè)“獨特”，短橫孔試塊是不能被國際認可。中國在世界中的地位和話(huà)語(yǔ)權不斷提高，與老外的貿易越來(lái)越多，為了與國際接軌，是時(shí)候將某些具有中國特色的典型作出適當的調整。
NB/T47013.3-2015標準實(shí)施之前，CSK-IIA試塊和CSK-IIIA均被認可的對比試塊，可是在實(shí)際應用中，由于在CSK-III試塊上制作DAC曲線(xiàn)操作簡(jiǎn)單，適用的厚度范圍廣。因此，CSK-IIIA試塊在特種設備行業(yè)中廣泛使用，只要帶著(zhù)一塊3A，便可走遍“全中國”，CSK-IIIA試塊可謂出盡風(fēng)頭。而新標準實(shí)施之后，劇情似乎發(fā)生180度大反轉，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。正所謂三十年河東，三十年河西。
雷勝軍的《長(cháng)橫孔與短橫孔試塊研究》文章中，提到了長(cháng)橫孔與短橫孔試塊并存的歷史由來(lái)。
文章指出，在1973年我國檢測行業(yè)在蘭州通過(guò)了JB/T1152-73標準，這一標準中規定的參考反射體是Φ1×20mm橫孔。使用一段時(shí)間后，大家普遍發(fā)現這一參考反射點(diǎn)有問(wèn)題，由于存在側壁干擾和端角反射現象，使用超聲波的*高反射回波位置不在正對著(zhù)橫孔的位置，而是偏離一定角度。因此，后來(lái)人們開(kāi)始此采用Φ2×40mm長(cháng)橫孔試塊，即CSK-IIA試塊作為參考反射體。這期間某鍋爐廠(chǎng)提出CSK-IIIA試塊，即Φ1×6mm短橫孔試塊，并在一些鍋爐廠(chǎng)得到廣泛應用。1981年在對JB1152-73標準中進(jìn)行修訂時(shí)，采用長(cháng)橫孔還是短橫孔稱(chēng)為爭論的焦點(diǎn)。由于爭論沒(méi)有結果，*終在JB1152-81標準中將兩種孔型的試塊都列入。JB4730-94、JB4730-2005均延續了這一規定。
是什么原因導致CSK-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(guān)點(diǎn)。
1、試塊厚度的影響——側壁干擾
CSK-III試塊厚度為25mm，新版標準中CSK-IIA試塊需要根據厚度分為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)在不太遠的聲程處，其聲束邊緣已經(jīng)達到試塊的兩側，引起側壁反射，干擾了聲場(chǎng)。而在實(shí)際檢測中遇到的工件，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(cháng)橫孔，對于距探測面較遠的孔來(lái)說(shuō)都不應該作為驗收之用，也不能用于較厚的超聲檢測。
有人會(huì )提出不同的觀(guān)點(diǎn)。CSK-III試塊中，在短橫孔端面設計了一個(gè)半圓弧，其目的不就是為了避免試塊的端面引起側壁干擾嗎？
馬前輩認為短橫孔端面的半圓柱形缺口，不能解釋不存在了側壁干擾，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 )存在側壁干擾現象，由于側壁干擾的存在，*高反射波不在探頭軸線(xiàn)上，從而影響缺陷的定位和定量。
2、短橫孔與長(cháng)橫孔的優(yōu)缺點(diǎn)比較
CSK-III試塊采用了Φ1×6mm的橫孔，新版標準中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?xún)瓤煽醋鳛殚L(cháng)橫孔，Φ2×60mm在厚度為80mm以?xún)纫部煽醋鳛殚L(cháng)橫孔。如：當用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），可計算出在孔深80mm時(shí)，聲束直徑約55~57mm，因此，孔長(cháng)60mm能滿(mǎn)足長(cháng)橫孔的條件。
短橫孔與長(cháng)橫孔有那些優(yōu)缺點(diǎn)呢？
雷勝軍指出，焊縫中常見(jiàn)的缺陷有氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、裂紋等。不同性質(zhì)的缺陷對超聲波的反射規律不同，即使用同一類(lèi)型的缺陷，其形狀不同，對超聲波的反射規律也會(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律是不實(shí)現的，只能是在某種程度上的近似。從常識上判斷，尺寸大的缺陷其反射規律可能與長(cháng)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的概率遠大于大尺寸的缺陷，如點(diǎn)狀氣孔、夾渣焊縫中經(jīng)常出現，而這些小缺陷對焊縫強度影響較小。通常在實(shí)際檢測中，按標準要求允許存在這類(lèi)小缺陷。但是大缺陷危害大，如未焊透、未熔合、裂紋等缺陷對焊縫傷害極大。因此，大缺陷才是我們必須找出的對象，所以采用長(cháng)橫孔似乎更加合理。
長(cháng)橫孔還適用于直探頭檢測焊縫的基準靈敏度調節，因此，斜探頭掃查發(fā)現缺陷后，還可以用直探頭對缺陷進(jìn)行定量分析。
3、與國際接軌
新標準重新設計了CSK-IIA試塊上長(cháng)橫孔的位置和數量，其主要參考了歐盟（EN）和日本（JIS）標準。除此之外，還有ISO、法國B(niǎo)V、挪威船級社以及美國ASME等標準均采用了長(cháng)橫孔設計。
而CSK-IIIA試塊和K值，同屬我國的一個(gè)“獨特”，短橫孔試塊是不能被國際認可。中國在世界中的地位和話(huà)語(yǔ)權不斷提高，與老外的貿易越來(lái)越多，為了與國際接軌，是時(shí)候將某些具有中國特色的典型作出適當的調整。
