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CSK-IIA 和 CSK-IIIA试块

CSK-IIA和CSK-IIIA试块
NB/T47013.3-2015标准实施之前，CSK-IIA试块和CSK-IIIA均被认可的对比试块，可是在实际应用中，由于在CSK-III试块上制作DAC曲线操作简单，适用的厚度范围广。因此，CSK-IIIA试块在特种设备行业中广泛使用，只要带着一块3A，便可走遍“全中国”，CSK-IIIA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试块被“软禁”在附录O中，而CSK-IIA试块却重新被委以重任，甚至与CSK-IIA试块有裙带关系的RB-C试块也被提拔。正所谓三十年河东，三十年河西。

雷胜军的《长横孔与短横孔试块研究》文章中，提到了长横孔与短横孔试块并存的历史由来。
文章指出，在1973年我国检测行业在兰州通过了JB/T1152-73标准，这一标准中规定的参考反射体是Φ1×20mm横孔。使用一段时间后，大家普遍发现这一参考反射点有问题，由于存在侧壁干扰和端角反射现象，使用超声波的*高反射回波位置不在正对着横孔的位置，而是偏离一定角度。因此，后来人们开始此采用Φ2×40mm长横孔试块，即CSK-IIA试块作为参考反射体。这期间某锅炉厂提出CSK-IIIA试块，即Φ1×6mm短横孔试块，并在一些锅炉厂得到广泛应用。1981年在对JB1152-73标准中进行修订时，采用长横孔还是短横孔称为争论的焦点。由于争论没有结果，*终在JB1152-81标准中将两种孔型的试块都列入。JB4730-94、JB4730-2005均延续了这一规定。
是什么原因导致CSK-IIA试块重新重要，而CSK-IIIA试块

要分析CSK-III试块被“贬”的原因，还得从试块特性的优缺点来分析。学习一些文章和资料后，我从下面三个方面来分析该原因，仅为个人观点。
1、试块厚度的影响——侧壁干扰
CSK-III试块厚度为25mm，新版标准中CSK-IIA试块需要根据厚度分为CSK-IIA-1和CSK-IIA-2等，其中CSK-IIA-1试块厚度为40mm，CSK-IIA-2试块厚度为60mm。
“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试块确实还会存在侧壁干扰现象，由于侧壁干扰的存在，*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试块采用了Φ1×6mm的横孔，新版标准中CSK-IIA-1试块采用Φ2×40mm的横孔，CSK-IIA-2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。

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