一、先分清三类试块
这是现场最容易混的地方:标准试块校仪器,对比试块调灵敏度,两者的角色不能互换。
| 类别 | 材质要求 | 干什么用 | 典型型号 |
|---|---|---|---|
| 标准试块(校准试块) | 由标准严格规定,带检定证书 | 校验仪器和探头本身的性能 | CSK-IA、IIW(V1)、V2 |
| 对比试块(参考试块) | 与被检工件同材质或声学性能相近 | 调整检测灵敏度、绘制 DAC 曲线 | CSK-IIA、CSK-IIIA、CSK-IVA、RB、GS |
| 模拟试块 | 同工件材质,含人工模拟缺陷 | 验证检测工艺与系统检出能力 | 带槽、带孔的人工缺陷试块 |
一句话记法:CSK-IA 校仪器,CSK-IIA / CSK-IVA 调灵敏度。
二、国内主力:CSK 系列
1. CSK-IA(基础校准块)
- 来源:最早由 JB 1152—81 规定,现被 NB/T 47013.3 等标准引用,源于 IIW 试块改良;变体为 CSK-IB。
- 形式:长方体基础块,材质与工件相同或声学性能相近。
- 特征件:R100 / R50 阶梯圆弧、φ50 / φ44 / φ40 台阶孔、φ1.5 通孔、直接标注 K 值刻度。
- 校准项目:水平线性、垂直线性、动态范围、分辨力、斜探头入射点与 K 值(折射角)、盲区、灵敏度余量。
注意:CSK-IA 是校准仪器的试块,不是调整检测灵敏度的试块。这个区分在考核与实际操作中都经常被问。
2. CSK-IIA 系列(对接焊缝灵敏度试块)
| 编号 | 适用工件厚度 | 人工反射体 |
|---|---|---|
| CSK-IIA-1 | ≥6~40 mm | φ2×40 长横孔 |
| CSK-IIA-2 | >40~100 mm | φ2×40 长横孔 |
| CSK-IIA-3 | >100~200 mm | φ2×40 长横孔 |
长横孔回波稳定、重复性好,适合绘制 DAC 曲线,其远场变化规律对未焊透类缺陷对应性最好。
3. CSK-IIIA(点状缺陷灵敏块)
- 人工反射体为 φ1×6 短横孔,适用壁厚 8~120 mm。
- 短横孔远场规律接近球孔,对点状缺陷(气孔、夹渣)灵敏度更合理;用于中厚板时灵敏度偏高。
- 与 CSK-IIA 交替使用时,必须把灵敏度调平,与 CSK-IIA 保持一致。
4. CSK-IVA 系列(厚壁专用)
- 适用厚度约 >200~500 mm,按分档可延伸至 400 / 600 / 800 mm(CSK-IVA-1/2/3)。
- 人工反射体同为长横孔,试块尺寸更大、孔深范围更宽。
- 厚壁声程长、材质衰减显著,绘曲线时必须计入材质衰减补偿,否则远距离灵敏度偏低。
5. 其他常用国内试块
| 试块 | 主要依据 | 用途 |
|---|---|---|
| RB-1 / RB-2 / RB-3 | GB/T 11345—1989 | 平板对接焊缝对比试块 |
| RB-C / RB-L | 管件专用 | 管子对接焊缝:小径管 / 较大直径管 |
| GS-1~4 | 小径薄壁管专用 | 外径≤100 mm、壁厚≤14 mm 管焊缝,须配小晶片短前沿探头 |
| FBH 对比试块 | GB/T 11259 | 距离-幅度组 21 块、基本组 10 块、面积-幅度组 8 块,平底孔 |
| 棒材对比试块 | GB/T 4162 | 锻轧钢棒,纵波与横波检验,直径≤120 mm |
| 锻件对比试块 | GB/T 6402 | 钢锻件,分平面对比块与曲面对比块 |
| ZGZ / ZGS | GB/T 7233 | 铸钢件超声探伤及质量评级(ZGZ 全套 21 块) |
| 铜合金棒试块 | GB/T 3310 | 平底孔与短横孔标准人工缺陷试块 |
| 钢板阶梯试块 | GB/T 2970 | 厚钢板,常用 φ5 平底孔 |
| HS / SDH 试块 | GB/T 18852 | 半圆阶梯试块与横孔试块,测量接触探头声束特性 |
三、国际主流试块
| 试块 | 标准 | 说明 |
|---|---|---|
| IIW / V1 | ISO 2400(国标 GB/T 19799.1) | 25×100×300 mm 通用校准块,测入射点、折射角、分辨力、时基与增益线性 |
| V2 | ISO 7963(国标 GB/T 19799.2) | 12.5×43×75 mm,俗称 Rompas / 肾形块,现场便携版,只覆盖 V1 的部分项目 |
| BCB | ASME Sec. V Art. 4 | 基本校准试块 |
| DSC | ASME Sec. V Art. 4 | 距离-灵敏度校准块 |
| 参考试块 | ASME Sec. V T-434.2 | 带横孔(SDH)的参考试块 |
| FBH 试块 | ASTM E127 / E428 | 平底孔标准试块及其制造与控制方法 |
| 焊缝与钢板试块 | ASTM E164 / A435 | 焊缝超声检测、钢板平底孔检测 |
| A2 / A4 / A5 等 | BS 2704 | 英国体系校准块系列 |
四、靶材检测的两点提醒
靶材常见材质为 Cu、Al、Ti、Ta、Mo,声速与衰减同钢差别很大,钢制 CSK 试块的参数不能直接套用。
- 不要用钢制标准试块直接定灵敏度。应使用同材质、同厚度的参考试块配合平底孔(FBH),按目标当量(常见 φ2、φ3、φ5)建立距离-波幅曲线。
- 结合率检测另建参考。靶材与背板的钎焊、扩散焊结合质量评价,参考试块需制作人工脱粘区(平底孔或平底槽)来标定结合率百分比,比单纯测当量更实用。Ta、Mo 等高衰减材料尤其要注意衰减补偿。
五、选块速查表
| 工件类型 / 厚度 | 推荐试块 |
|---|---|
| 平板焊缝 6~40 mm | CSK-IIA-1 |
| 平板焊缝 >40~100 mm | CSK-IIA-2 |
| 平板焊缝 >100~200 mm | CSK-IIA-3 |
| 平板焊缝 8~120 mm | CSK-IIIA(φ1×6,灵敏度须与 IIA 调平) |
| 厚壁焊缝 >200 mm | CSK-IVA-1 / 2 / 3 |
| 管焊缝(较大直径) | RB-L |
| 管焊缝(小径管) | RB-C |
| 小径薄壁管(外径≤100 mm) | GS-1~4 |
| 钢板 / 钢棒 / 锻件 | 对应国标的平底孔对比试块 |
| 靶材(Cu / Al / Ti / Ta / Mo) | 同材质同厚度参考试块 + FBH |
六、试块使用铁律
- 材质:对比试块必须与被检工件相同或声学性能相近。
- 精度:孔径误差不大于 ±0.02 mm,其他尺寸误差不大于 ±0.05 mm,开孔垂直度偏差不大于 0.1°。
- 曲率:试块曲率应与被检管件外径相同或相近,不匹配时需做曲率修正。CSK-IA、CSK-IIA、CSK-IIIA、CSK-IVA 适用于检测面曲率半径不小于 250 mm 的焊接接头。
- 厚度选择:试块厚度由较大工件厚度确定;扫查灵敏度和质量分级由薄侧工件厚度确定。
- 声学特性相同时可厚代薄,但需在工艺文件中说明。
依据标准:NB/T 47013.3—2015、GB/T 11345、GB/T 11259、GB/T 4162、GB/T 6402、GB/T 2970、GB/T 18852、GB/T 19799.1/.2、ISO 2400、ISO 7963、ASME Sec. V Art. 4、ASTM E127/E428/E164。具体执行以现行有效版本及产品技术条件为准。