超声波探伤仪CSK-IIIA标准试块为何被“软禁”

NB/T47013.3-2015标准实施之前，CSK-IIA超声波试块和CSK-IIIA超声波试块均是被认可的对比试块，可是在实际应用中，由于在CSK-III超声波试块上制作DAC曲线操作简单，适用的厚度范围广。因此，CSK-IIIA超声波试块在特种设备行业中广泛使用，只要带着一块3A超声波试块，便可走遍“全中国”，CSK-IIIA超声波试块可谓出尽风头。而新标准实施之后，剧情似乎发生180度大反转，CSK-IIIA超声波试块被“软禁”在附录O中，而CSK-IIA超声波试块却重新被委以重任，甚至与CSK-IIA超声波试块有裙带关系的RB-C超声波试块也被提拔。

“K值之父”马铭钢前辈，在《超声波检测中两个值得反思的问题》文章中指出，一般斜探头的声场在不太远的声程处，其声束边缘已经达到试块的两侧，引起侧壁反射，干扰了声场。而在实际检测中遇到的工件，则并不如此。所以在这样窄的试块中，不论其反射体是短横孔还是长横孔，对于距探测面较远的孔来说都不应该作为验收之用，也不能用于较厚的超声检测。

有人会提出不同的观点。CSK-III超声波试块中，在短横孔端面设计了一个半圆弧，其目的不就是为了避免试块的端面引起侧壁干扰吗？

马前辈认为短横孔端面的半圆柱形缺口，不能解释不存在了侧壁干扰，其作用仅为了容易在试块中部加工Φ1×6mm的横孔。所以CSK-IIIA超声波试块确实还会存在侧壁干扰现象，由于侧壁干扰的存在，最高反射波不在探头轴线上，从而影响缺陷的定位和定量。

2. 短横孔与长横孔的优缺点比较

CSK-III超声波试块采用了Φ1×6mm的横孔，新版标准中CSK-IIA-1超声波试块采用Φ2×40mm的横孔，CSK-IIA-2超声波试块采用Φ2×60mm的横孔。通过理论计算，通常情况下Φ1×6mm被看作为是短横孔，而Φ2×40mm在厚度为40mm以内可看作为长横孔，Φ2×60mm在厚度为80mm以内也可看作为长横孔。如：当用K=2.5，频率f=2.5MHz，晶片直径D=14mm时，通过公式（D为晶片有效直径），可计算出在孔深80mm时，声束直径约55~57mm，因此，孔长60mm能满足长横孔的条件。

短横孔与长横孔有那些优缺点呢？

雷胜军指出，焊缝中常见的缺陷有气孔、夹渣、未熔合、未焊透、裂纹等。不同性质的缺陷对超声波的反射规律不同，即使用同一类型的缺陷，其形状不同，对超声波的反射规律也会不同。因此，要采用某一种人孔缺陷来模拟所有缺陷的反射规律是不实现的，只能是在某种程度上的近似。从常识上判断，尺寸大的缺陷其反射规律可能与长横孔接近，尺寸小的缺陷可能与短横孔相似。

而焊缝中，小尺寸的缺陷虽然出现的概率远大于大尺寸的缺陷，如点状气孔、夹渣焊缝中经常出现，而这些小缺陷对焊缝强度影响较小。通常在实际检测中，按标准要求允许存在这类小缺陷。但是大缺陷危害大，如未焊透、未熔合、裂纹等缺陷对焊缝伤害极大。因此，大缺陷才是我们必须找出的对象，所以采用长横孔似乎更加合理。

长横孔还适用于直探头检测焊缝的基准灵敏度调节，因此，斜探头扫查发现缺陷后，还可以用直探头对缺陷进行定量分析。

3. 与国际接轨

新标准重新设计了CSK-IIA超声波试块上长横孔的位置和数量，其主要参考了欧盟（EN）和日本（JIS）标准。除此之外，还有ISO、法国BV、挪威船级社以及美国ASME等标准均采用了长横孔设计。

而CSK-IIIA超声波试块和K值，同属我国的一个“独特”，短横孔试块是不能被国际认可。中国在世界中的地位和话语权不断提高，与老外的贸易越来越多，为了与国际接轨，是时候将某些具有中国特色的典型作出适当的调整。