CN104535662B - 一种圆钢无损检测用对比样棒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种圆钢无损检测用对比样棒。其包括加工有第一近表面人工反射体的第二试块，加工有第二近表面人工反射体的第三试块，加工有第一中心人工反射体的第四试块，加工有第二中心人工反射体的第五试块，联接第二试块和第三试块的第一钢管和第一螺杆，联接第四试块和第五试块的第二钢管和第二螺杆，定位第一近表面人工反射体端部盲区尺寸的第一试块，其采用全螺纹联接结构，可避免焊接联接对对比样棒弯曲度、人工反射体产生的不良影响，同时便于试块局部更换。在第二试块、第三试块、第四试块、第五试块、第一钢管和第二钢管上可加工矩形槽形状的第一表面人工反射体，使同一支对比样棒可同时用于圆钢表面缺陷等级和内部缺陷等级的评定。

Description

一种圆钢无损检测用对比样棒

技术领域

本发明属于圆钢无损检测技术领域，具体而言，本发明涉及一种圆钢无损检测用对比样棒；尤其是圆钢的自动无损检测生产线领域。

背景技术

目前国内外无损检测多采用“当量法”评定圆钢的缺陷尺寸，所谓的“当量法”就是将所发现的缺陷与对比样棒中一定的规则形状的人工反射体在同样的检测条件下相比较，从而评定圆钢中缺陷的等级。

对比样棒上的人工反射体按在圆钢截面上所处位置分为中心人工反射体、近表面人工反射体和表面人工反射体，中心人工反射体、近表面人工反射体加工成圆柱孔形状，圆柱孔轴线与对比样棒轴线平行。表面人工反射体加工成矩形槽形状，矩形槽长度方向与对比样棒轴线平行。

由于要加工中心人工反射体和近表面人工反射体，需要将对比样棒的母材截成几段试块，分别钻好中心人工反射体和近表面人工反射体后，再将这几段试块焊接成完整的对比样棒。对比样棒采用焊接式结构，主要存在以下问题：

1、焊接热影响区会改变近表面人工反射体周围的材质，甚至会使近表面人工反射体发现变形损坏，从而影响“当量法”的检测精度。

2、焊接容易使对比样棒发生弯曲变形，并且焊接强度不可靠，对比样棒易发生开焊。

3、焊接式对比样棒局部磨损或损坏时，无法进行局部更换，只能报废整支对比样棒，使备件成本居高不下。

4、现有对比样棒未同时加工有表面人工反射体、近表面人工反射体和中心人工反射体，使得圆钢表面缺陷等级的评定与圆钢内部缺陷等级的评定不能采用同一支对比样棒进行评定。

因此，如何消除焊接式对比样棒的缺点，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆钢无损检测用对比样棒，以至少解决现有技术存在的对比样棒由于焊接易于变形的技术问题，以及进一步地解决现有技术存在的对比样棒连接强度不高的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种圆钢无损检测用对比样棒，其技术方案如下：

一种圆钢无损检测用对比样棒，包括第一试块、第二试块、第三试块、第四试块和第五试块；在所述第二试块的首端加工有第一近表面人工反射体；所述第一试块用于定位所述第一近表面人工反射体端部盲区的尺寸；在所述第三试块上加工有第二近表面人工反射体；在所述第四试块上加工有第一中心人工反射体；在所述第五试块上加工有第二中心人工反射体；在所述第二试块、所述第三试块、所述第四试块和所述第五试块的任何一个试块上加工有第一表面人工反射体；其中，所述第一试块和所述第二试块之间采用螺接方式进行连接，所述第二试块和所述第三试块之间采用螺接方式进行连接，所述第三试块和所述第四试块之间采用螺接方式进行连接，所述第四试块和所述第五试块之间采用螺接方式进行连接。

如上述圆钢无损检测用对比样棒，进一步优选为：在所述第一试块上开有螺纹中心孔；在所述第二试块的尾端开有螺纹中心沉孔，在所述第二试块的首端设有中心螺柱；在所述第三试块的首端开有螺纹中心沉孔，在所述第三试块的尾端设有中心螺柱；在所述第四试块的首端和尾端均开有螺纹中心沉孔；在所述第五试块的首端开有螺纹中心沉孔；所述第二试块的首端的中心螺柱与所述第一试块的尾端的螺纹中心孔螺接；第一螺杆的两端分别与所述第二试块的尾端的螺纹中心沉孔和所述第三试块的首端的螺纹中心沉孔螺接，第一钢管的两端分别与所述第二试块的尾端外侧和所述第三试块的首端外侧插接，所述第一螺杆和所述第一钢管用于将所述第二试块和第三试块连接在一起；所述第三试块的尾端的中心螺柱与所述第四试块的首端的螺纹中心沉孔螺接；第二螺杆的两端分别与所述第四试块的尾端的螺纹中心沉孔和所述第五试块的首端的螺纹中心沉孔螺接，第二钢管的两端分别与所述第四试块的尾端外侧和所述第五试块的首端外侧插接，所述第二螺杆和所述第二钢管用于将所述第四试块和所述第五试块连接在一起；所述第一试块、所述第二试块、所述第三试块、所述第四试块和所述第五试块的外径相同。

如上述圆钢无损检测用对比样棒，进一步优选为：还包括固定销；所述固定销将所述第一螺杆分别与所述第二试块和所述第三试块紧固连接；所述固定销将所述第二螺杆分别与所述第四试块和所述第五试块紧固连接。

如上述圆钢无损检测用对比样棒，进一步优选为：在所述第一试块的尾端的螺纹中心孔处加工有锥形口；在所述第二试块的尾端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口；在所述第三试块的首端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口；在所述第四试块的首端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口，在所述第四试块的尾端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口；在所述第五试块的首端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口。

如上述圆钢无损检测用对比样棒，进一步优选为：在所述第二试块的尾端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端；在所述第三试块的首端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端；在所述第四试块的首端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端，在所述第四试块的尾端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端；在所述第五试块的首端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端。

如上述圆钢无损检测用对比样棒，进一步优选为：设锥形口与对比样棒轴线之间形成的夹角为W°，80≥W≥10；设锥形口的深度为L1，L1≥10mm。

如上述圆钢无损检测用对比样棒，进一步优选为：设所述第一试块、所述第二试块、所述第三试块、所述第四试块、所述第五试块、所述第一螺杆和所述第二螺杆上螺纹的公称直径为M,2/3* 为对比样棒直径。

如上述圆钢无损检测用对比样棒，进一步优选为：设所述第二试块、所述第三试块、所述第四试块和所述第五试块的螺纹中心沉孔的深度为L8，L8≥50mm；所述第一螺杆的两端的螺柱的螺纹长度比L8小2～5mm，所述第二螺杆的两端的螺柱的螺纹长度比L8小2～5mm，所述第三试块的中心螺柱的螺纹长度比L8小2～5mm。

如上述圆钢无损检测用对比样棒，进一步优选为：在所述第一钢管的两端内侧和所述第二钢管的两端内侧均加工有第一坡口，在所述第二试块的尾端外侧、所述第三试块的首端外侧、所述第四试块的尾端外侧和所述第五试块的首端外侧均加工有第二坡口，所述第一坡口的截面为长方形结构，设所述第一坡口的壁厚为t1，设所述第一坡口和第二坡口的长度为L2，t1≥5mm，L2≥10mm。

如上述圆钢无损检测用对比样棒，进一步优选为：所述第一钢管和所述第二钢管为无缝钢管。

分析可知，与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

一、本发明提供的圆钢无损检测用对比样棒采用全螺纹连接结构，能够增加试块之间的相互连接强度，并且避免了焊接变形(现有技术中均采用焊接方式连接)，不会对人工反射体产生破坏。

二、本发明增设了固定销，能够确保第一螺杆将第二试块和第三试块牢靠地连接在一起，和能够确保第二螺杆将第四试块和第五试块牢靠地连接在一起。

三、本发明在各个试块的螺纹孔(包括螺纹中心孔和螺纹中心沉孔)，处加工了锥形口，能够斜反射掉发射波。

附图说明

图1为本发明优选实施例的圆钢无损检测用对比样棒的结构示意图(未设置尺寸标注)。

图2为本发明优选实施例的圆钢无损检测用对比样棒的结构示意图(设置尺寸标注)。

图3为本发明优选实施例的定位第一近表面人工反射体U和加工有第二近表面人工反射体J的试块的组装图。

图4为本发明优选实施例的加工有第一中心人工反射体K和加工有中心人工反射体H的试块的组装图。

图5为图2的A-A向剖视图。

图6为图2的B-B向剖视图。

图7为本发明优选实施例的的对比样棒的具体尺寸参数图。

图8为本发明第一坡口的壁厚t1的局部放大图。

图中，1-第一试块；2-第二试块；3-固定销；4-第一钢管；5-第一螺杆；6-第三试块；7-第四试块；8-第二螺杆；9-第二钢管；10-第五试块；U-第一近表面人工反射体；J-第二近表面人工反射体；K-第一中心人工反射体；H-第二中心人工反射体；S-第一表面反射体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明优选实施例的圆钢无损检测用对比样棒主要包括第一试块1、第二试块2、第三试块6、第四试块7和第五试块10，在第二试块2的首端加工有第一近表面人工反射体U，第一试块1用于定位第一近表面人工反射体U端部盲区的尺寸，在第三试块6上加工有第二近表面人工反射体J，在第四试块7上加工有第一中心人工反射体K，在第五试块10上加工有第二中心人工反射体H，第一试块1和第二试块2之间采用螺接方式进行连接，第二试块2和第三试块6之间采用螺接方式进行连接，第三试块6和第四试块7之间采用螺接方式进行连接，第四试块7和第五试块10之间采用螺接方式进行连接。

具体而言，第一试块1、第二试块2、第三试块6、第四试块7和第五试块10的外径相同，在第一试块1上开有螺纹中心孔；在第二试块2的尾端开有螺纹中心沉孔，在第二试块2的首端设有中心螺柱；在第三试块6的首端开有螺纹中心沉孔，在第三试块6的尾端设有中心螺柱；在第四试块7的首端和尾端均开有螺纹中心沉孔；在第五试块10的首端开有中心沉孔；第二试块2的首端的中心螺柱与第一试块1的尾端的螺纹中心孔螺接，第一螺杆5的两端分别与第二试块2的尾端的螺纹中心沉孔和第三试块6的首端的螺纹中心沉孔螺接，第一钢管4的两端分别与第二试块2的尾端外侧和第三试块6的首端外侧卡接或者插接，第一螺杆5和第一钢管4用于将第二试块2和第三试块6连接在一起；第三试块6的尾端的中心螺柱与第四试块7的首端的螺纹中心沉孔螺接，第二螺杆8的两端分别与第四试块7的尾端的螺纹中心沉孔和第五试块10的首端的螺纹中心沉孔螺接，第二钢管9的两端分别与第四试块7的尾端外侧和第五试块10的首端外侧卡接或者插接，第二螺杆8和第二钢管9用于将第四试块7和第五试块10连接在一起；在第二试块2、第三试块6、第四试块7和第五试块10、第一钢管4和第二钢管9的任意一个加工有矩形槽形状的第一表面人工反射体S。

在常规状态下，第二试块2和第三试块6通过第一螺杆5已经连接较为牢靠，但是在使用过程中，由于试块与螺杆之间采用螺纹连接，有可能出现松动，为了防止在试块与螺杆在使用过程产生松动影响对比样棒的工作效率，本发明还包括固定销3，固定销3将第一螺杆5分别与第二试块2和第三试块6紧固连接。基于同样考虑，固定销3将第二螺杆8分别与第四试块7和第五试块10紧固连接。如图5所示，以第二螺杆8和第五试块10为例对具体连接方法进行详细介绍：将第二螺杆8和第五试块10螺纹连接上紧后，再在第五试块10的外圆周面上开有与第五试块10的轴线垂直的安装孔，固定销3与安装孔插接实现第二螺杆8和第五试块10的紧固连接。优选为在第二螺杆8上开有与安装孔，第二螺杆8的安装孔与第五试块10的安装孔尺寸相同，固定销3分别穿过第五试块10和第二螺杆8实现第二螺杆8和第五试块10的紧固。设安装孔(包括第二螺杆8和第五试块10的安装孔)的公差为H7，设固定销3的公差为m6；固定销3与安装孔的装配采用基孔制配合，H7/m6的配合公差为过渡配合，H7/m6的配合公差多用于过盈较小的配合，即用于精密的定位配合，这样可以保证固定销3在本发明中起到良好的紧固作用；当然也可以采用H7/n6或者H7/p6。

为了能够斜反射掉发射波，如图2、图3和图4所示，本发明在第一试块1的尾端的螺纹中心孔处加工有锥形口；在第二试块2的尾端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口；在第三试块6的首端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口；在第四试块7的首端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口，在第四试块7的尾端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口；在第五试块10的首端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口。优选为，在第二试块2的尾端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端；在第三试块6的首端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端；在第四试块7的首端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端，在第四试块7的尾端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端；在第五试块10的首端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端。设锥形口与对比样棒轴线之间形成的夹角为W°，80≥W≥10，优选W＝30。锥形口的深度为L1，L1≥10mm。

为了进一步提高本发明的螺接强度，设第一试块1、第二试块2、第三试块6、第四试块7、第五试块10、第一螺杆5和第二螺杆8上螺纹的公称直径为M, 为对比样棒直径，即第二试块2、第三试块6、第四试块7、第五试块10、第一试块1、第一钢管4和第二钢管9的外径。优选设第二试块2、第三试块6、第四试块7、第五试块10、第一试块1、第一螺杆5和第二螺杆8上螺纹的螺距为P，螺距P为细牙螺距。

为了进一步提高本发明的螺接强度，设第二试块2、第三试块6、第四试块7和第五试块10的螺纹中心沉孔的深度为L8，L8≥50mm，优选为L8≥100mm。第一螺杆5的两端的螺柱的螺纹长度比L8小2～5mm，第二螺杆8的两端的螺柱的螺纹长度比L8小2～5mm，第三试块6的中心螺柱的螺纹长度比L8小2～5mm。

为了便于第一试块1和第二试块2的连接，第一试块1上的螺纹中心孔加工成通孔，第一试块1的长度为L3，第二试块2的中心螺柱的螺纹长度为L3。

为了便于第一钢管4的两端与第二试块2和第三试块6之间的插接连接，同时为了便于第二钢管9的两端与第四试块7和第五试块10之间的插接连接，在第一钢管4的两端内侧和第二钢管9的两端内侧均加工有第一坡口，在第二试块2的尾端外侧、第三试块6的首端外侧、第四试块7的尾端外侧和第五试块10的首端外侧均加工有第二坡口，第一坡口的截面为长方形结构，如图8设第一坡口的壁厚(即第一坡口处第一钢管4和第二钢管9的厚度)为t1，设第一坡口和第二坡口的长度为L2，本发明优选为：t1≥5mm，L2≥10mm。简单来说，第一钢管4的两端与第二试块2和第三试块6之间为坡口插接，同样，第二钢管9的两端与第四试块7和第五试块10之间也为坡口插接。为了便于第一钢管4、第二钢管9的两端与相邻试块的对接，第一钢管4和第二钢管9优选为无缝钢管。

如图2所示，本发明将第一近表面人工反射体U、J的尺寸设为将第一中心人工反射体K、第二中心人工反射体H的尺寸设为如图2、图6所示，将表面人工反射体S的尺寸设为Ld3×b×h。

如图7所示，下面以直径为220mm的对比样棒为例对本发明的各个参数进行详细介绍。

其中，第一近表面人工反射体U、第二近表面人工反射体J的尺寸为第一中心人工反射体K、第二中心人工反射体H的尺寸为锥形口夹角W°为30°，第一表面人工反射体S的尺寸为0.2×0.2×15mm，对比样棒总长L为4000mm，实际生产中可根据需要修改图7中的各个参数以满足具体的无损检测生产线。

分析可知，与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

一、本发明提供的圆钢无损检测用对比样棒采用全螺纹连接结构，能够增加试块之间的相互连接强度，并且避免了焊接变形(现有技术中均采用焊接方式连接)，不会对人工反射体产生破坏。

二、本发明增设了固定销，能够确保第一螺杆将第二试块和第三试块牢靠地连接在一起，和能够确保第二螺杆将第四试块和第五试块牢靠地连接在一起。

三、本发明在各个试块的螺纹孔(包括螺纹中心孔和螺纹中心沉孔)，处加工了锥形口，能够斜反射掉发射波。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种圆钢无损检测用对比样棒，其特征在于：包括第一试块、第二试块、第三试块、第四试块和第五试块；

在所述第二试块的首端加工有第一近表面人工反射体；

所述第一试块用于定位所述第一近表面人工反射体端部盲区的尺寸；

在所述第三试块上加工有第二近表面人工反射体；

在所述第四试块上加工有第一中心人工反射体；

在所述第五试块上加工有第二中心人工反射体；

在所述第二试块、所述第三试块、所述第四试块和所述第五试块的任何一个试块上加工有第一表面人工反射体；

其中，所述第一试块和所述第二试块之间采用螺接方式进行连接，所述第二试块和所述第三试块之间采用螺接方式进行连接，所述第三试块和所述第四试块之间采用螺接方式进行连接，所述第四试块和所述第五试块之间采用螺接方式进行连接。

2.根据权利要求1所述的圆钢无损检测用对比样棒，其特征在于：

在所述第一试块上开有螺纹中心孔；在所述第二试块的尾端开有螺纹中心沉孔，在所述第二试块的首端设有中心螺柱；在所述第三试块的首端开有螺纹中心沉孔，在所述第三试块的尾端设有中心螺柱；在所述第四试块的首端和尾端均开有螺纹中心沉孔；在所述第五试块的首端开有螺纹中心沉孔；

所述第二试块的首端的中心螺柱与所述第一试块的尾端的螺纹中心孔螺接；

第一螺杆的两端分别与所述第二试块的尾端的螺纹中心沉孔和所述第三试块的首端的螺纹中心沉孔螺接，第一钢管的两端分别与所述第二试块的尾端外侧和所述第三试块的首端外侧插接，所述第一螺杆和所述第一钢管用于将所述第二试块和第三试块连接在一起；

所述第三试块的尾端的中心螺柱与所述第四试块的首端的螺纹中心沉孔螺接；

第二螺杆的两端分别与所述第四试块的尾端的螺纹中心沉孔和所述第五试块的首端的螺纹中心沉孔螺接，第二钢管的两端分别与所述第四试块的尾端外侧和所述第五试块的首端外侧插接，所述第二螺杆和所述第二钢管用于将所述第四试块和所述第五试块连接在一起；

所述第一试块、所述第二试块、所述第三试块、所述第四试块和所述第五试块的外径相同。

3.根据权利要求2所述的圆钢无损检测用对比样棒，其特征在于：还包括固定销；

所述固定销将所述第一螺杆分别与所述第二试块和所述第三试块紧固连接；

所述固定销将所述第二螺杆分别与所述第四试块和所述第五试块紧固连接。

4.根据权利要求2所述的圆钢无损检测用对比样棒，其特征在于：

在所述第一试块的尾端的螺纹中心孔处加工有锥形口；

在所述第二试块的尾端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口；

在所述第三试块的首端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口；

在所述第四试块的首端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口，在所述第四试块的尾端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口；

在所述第五试块的首端的螺纹中心沉孔的底端和螺纹中心沉孔的顶端均加工有锥形口。

5.根据权利要求4所述的圆钢无损检测用对比样棒，其特征在于：

在所述第二试块的尾端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端；

在所述第三试块的首端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端；

在所述第四试块的首端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端，在所述第四试块的尾端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端；

在所述第五试块的首端的螺纹中心沉孔的底端加工的锥形口以螺纹中心沉孔的底端为大端。

6.根据权利要求4所述的圆钢无损检测用对比样棒，其特征在于：

设锥形口与对比样棒轴线之间形成的夹角为W°，80≥W≥10；

设锥形口的深度为L1，L1≥10mm。

7.根据权利要求4所述的圆钢无损检测用对比样棒，其特征在于：

设所述第一试块、所述第二试块、所述第三试块、所述第四试块、所述第五试块、所述第一螺杆和所述第二螺杆上螺纹的公称直径为M, 为对比样棒直径。

8.根据权利要求4所述的圆钢无损检测用对比样棒，其特征在于：

设所述第二试块、所述第三试块、所述第四试块和所述第五试块的螺纹中心沉孔的深度为L8，L8≥50mm；

所述第一螺杆的两端的螺柱的螺纹长度比L8小2～5mm，所述第二螺杆的两端的螺柱的螺纹长度比L8小2～5mm，所述第三试块的中心螺柱的螺纹长度比L8小2～5mm。

9.根据权利要求4所述的圆钢无损检测用对比样棒，其特征在于：

在所述第一钢管的两端内侧和所述第二钢管的两端内侧均加工有第一坡口，在所述第二试块的尾端外侧、所述第三试块的首端外侧、所述第四试块的尾端外侧和所述第五试块的首端外侧均加工有第二坡口，所述第一坡口的截面为长方形结构，设所述第一坡口的壁厚为t1，设所述第一坡口和第二坡口的长度为L2，t1≥5mm，L2≥10mm。

10.根据权利要求2所述的圆钢无损检测用对比样棒，其特征在于：

所述第一钢管和所述第二钢管为无缝钢管。