从2010年开始,全球的相控阵超声检测(PAUT)在各种压力容器、油气管道、高铁铝制车体上应用广泛,但是各国的标准却跟不上。原来IIW推荐的ISO 2400试块功能单一、尺寸庞大,没法满足不同校验需求,导致实验室连一块合适的试块都很难找。操作员们经常自己拼凑替代方案,数据可比性大打折扣。直到2017年1月,国际标准化组织发布了ISO 19675:2017,这次一次性推出了两种并行的试块:IIW试块和V形试块,这就让校验变得系统化了。 这个新标准给实验室解决了困扰已久的问题。先说说IIW试块吧,这个项目从2010年开始,它的目标只有一个:设计一款便宜、轻便又全能的PAUT校验试块,让各国都能用得起、带得走、用得好。关键指标是材料声速、楔块延时和角度校正增益这三大功能。为了实现这三点,工作组跨越好几个国家,经过五年的努力,终于把标准压缩进了一块100毫米见方的铝合金方块里。 这块试块的设计历程并不简单。一开始能源行业提议50毫米高度方便搬运,后来经过仿真验证,发现增加到100毫米高度能容纳更多反射体,减少假信号。接着又加入了双斜坡结构,让声束三向可测。最后还进行了刻度化处理,方便肉眼读数。这个型式被ISO 19675:2017全盘采纳,成为全球第一个用全声束仿真软件CIVA全程模拟优化再模拟的超声校验试块。 法国CEA研发的CIVA软件在这个过程中发挥了很大作用。工作组成员借助这个软件在电脑里模拟了上千次波形,把横孔、斜孔和各向异性材料全部建进模型,再实时比对信号干扰。仿真结果直接反馈给铸造厂,把试错成本大大降低。最终实物只有三处标准反射体,操作界面也非常简洁。 ISO19675:2017中的IIW试块用途非常广泛。比如可以用来快速判定材料各向异性合格与否。附录A给出了规范性流程:先测纵波声速再测快慢横波声速,三个方向取平均值就能判断材料是否合格。还有斜探头折射角测量、阵元配置校验等六大场景都可以使用这个小方块。 虽然ISO19675:2017解决了很多问题,但旧标准ISO2400还有它的优势。比如它尺寸大、反射体多适合科研与高校教学。所以两者可以互补共存:“小方块”用来现场校验,“大试块”用来科研与仲裁。 把这个新标准带回现场并不复杂。收货后先测各向异性三方向声速平均值是否在框内;然后做一次斜探头折射角校核确保角度显示正确;最后用B扫验证阵元配置是否单调递增即可有效配置完毕。完成以上三步就能在检验报告中引用ISO19675:2017校准依据了。