GBT 40730-2021 無損檢測 電磁超聲脈沖回波式測厚方法

無損檢測電磁超聲脈沖回波式測厚方法Measuringthicknessbyelectromagneticultrasonicpulse-echo2021-10-11發(fā)布國家標準化管理委員會GB/T40730—2021前言 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4測厚原理、厚度值計算及測厚類型 5人員要求 46安全要求 47檢測工藝規(guī)程 48檢測設(shè)備和器材 59檢測程序 810測量結(jié)果不確定度 11檢測記錄與報告 附錄A(資料性)電磁超聲測厚方法的主要優(yōu)點及局限性 附錄B(資料性)常用材料溫度-橫波聲速表 附錄C(資料性)電磁超聲測厚儀測量材料溫度-聲速曲線的方法 附錄D(資料性)影響電磁超聲測厚結(jié)果測量不確定度的因素 I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國無損檢測標準化技術(shù)委員會(SAC/TC56)提出并歸口。本文件起草單位：中國特種設(shè)備檢測研究院、上海材料研究所、中北大學(xué)、清華大學(xué)、電子科廣東汕頭超聲電子股份有限公司超聲儀器分公司、武漢中科創(chuàng)新技術(shù)股份有限公司、合肥通用機械研究院有限公司、南昌航空大學(xué)。1無損檢測電磁超聲脈沖回波式測厚方法本文件規(guī)定了使用電磁超聲換能器激勵和接收超聲進行材料厚度測量的方法。本文件適用于溫度范圍在-196℃~800℃之間的鋼材、有色金屬及其他采用電磁超聲換能器激發(fā)超聲的材料的測量。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅注日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T9445無損檢測人員資格鑒定與認證GB/T12604.1無損檢測術(shù)語超聲檢測GB/T27418測量不確定度評定和表示GB/T34885無損檢測電磁超聲檢測總則3術(shù)語和定義GB/T12604.1、GB/T27418和GB/T34885界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4測厚原理、厚度值計算及測厚類型4.1測厚原理電磁超聲技術(shù)是通過電-磁-聲耦合換能的方式，實現(xiàn)超聲的激發(fā)與接收。電磁超聲的核心換能器件為磁鐵和線圈，基本工作原理如圖1所示。電磁超聲激發(fā)過程中，當置于被檢導(dǎo)電材料上方的線圈通以瞬態(tài)交變電信號時，被檢材料表面產(chǎn)生感應(yīng)渦流，同時線圈感生出動態(tài)磁場。渦流區(qū)域材料在偏置磁場和動態(tài)磁場作用下受到洛侖茲力的作用。由于線圈中通過的是交變電流，感生的渦流也是交變的，從而渦流區(qū)域材料中各質(zhì)點受到的洛侖茲力也是交變的。這種交變作用力使材料表面質(zhì)點產(chǎn)生振動，如果交變的頻率是超聲頻段，則產(chǎn)生的振動表現(xiàn)為超聲振動，即在材料中激發(fā)出超聲。如果被檢材料是鐵磁性材料，除了交變的洛侖茲力，還存在交變的磁致伸縮力和磁化力，在三種力的共同作用下，引起材料表面質(zhì)點的超聲振動，從而產(chǎn)生超聲。電磁超聲接收過程是激發(fā)的逆作用過程。電磁超聲測厚方法不是直接測量厚度，而是由超聲的傳播時間與速度的乘積求得被測對象厚度值。傳播時間為超聲在被測對象厚度路徑上一次傳播的時間或多次往復(fù)傳播的時間差。電磁超聲測厚方法的主要優(yōu)點及局限性參見附錄A。2標引序號說明：3——被檢材料；a——靜態(tài)偏置磁場；b——瞬態(tài)交變信號；d——感應(yīng)渦流；e——洛倫茲力；圖1電磁超聲激發(fā)/接收機制4.2厚度值計算4.2.1測厚模式采用電磁超聲測厚時，常見的測厚模式有：a)一次脈沖回波測厚；b)多次脈沖回波測厚；c)超聲共振測厚。4.2.2一次脈沖回波測厚原理如圖2a)和圖2d)所示，厚度值是聲速與超聲在材料厚度路徑上傳播時間的乘積，見式(1): 式中：d——厚度，單位為米(m);v——聲速，單位為米每秒(m/s);△t——超聲在材料厚度路徑上往返一次的傳播時間，單位為秒(s)。4.2.3多次脈沖回波測厚原理如圖2b)和圖2e)所示，厚度值是多個相鄰脈沖時間差的平均值與聲速的乘積。由于檢測較薄3A/A/試件時，聲波在材料中會經(jīng)過多次反射，形成多次底面回波，在測厚時提取多次相鄰脈沖時間差，對其時間差求平均再乘以當前聲速即為厚度。見式(2):式中：d——厚度，單位為米(m);v——聲速，單位為米每秒(m/s);4.2.4超聲共振測厚原理如圖2c)和圖2f)所示，特定頻率的超聲進入材料后，在其上下表面來回反射達到駐波條件后，產(chǎn)生超聲共振現(xiàn)象。共振測厚時，一般采用寬頻探頭、寬頻激發(fā)接收系統(tǒng)和寬頻激勵信號，接收到的檢測信號中存在共振信號，將共振信號進行傅立葉變換，可獲得共振頻率，在已知聲速條件下，獲得厚度值。見式(3):式中：d——厚度，單位為米(m);n——自然數(shù)；v——聲速，單位為米每秒(m/s);f,——試件中第n階共振頻率，單位為赫茲(Hz),實際中通常采用第1階共振頻率進行計算。a)一次脈沖回波測厚原理b)多次脈沖回波測厚原理c)超聲共振測厚原理頻率/MH:d)一次脈沖回波測厚信號e)多次脈沖回波測厚信號f)超聲共振測厚頻譜圖2電磁超聲測厚模式44.3測厚類型電磁超聲測厚以檢測中探頭適用溫度范圍劃分如下：a)超高溫測厚——被檢材料溫度不小于350℃時的測厚；b)高溫測厚——被檢材料溫度大于或等于80℃且小于350℃時的測厚；c)常溫測厚——被檢材料溫度大于或等于0℃且小于80℃時的測厚；d)低溫測厚——被檢材料溫度大于一50℃且小于0℃時的測厚；e)超低溫測厚——被檢材料溫度不大于一50℃時的測厚。5人員要求按本文件實施測厚的檢測人員應(yīng)按GB/T9445或合同各方同意的體系進行人員資格鑒定或認證，取得超聲檢測人員資格等級證書，并由雇主或代理對其進行崗位培訓(xùn)和授權(quán)。6安全要求本章沒有列出進行檢測時所有的安全要求，使用本文件的用戶應(yīng)在檢測前建立安全準則。檢測過程中的安全要求至少包括如下要素：a)在實施檢測前，應(yīng)對檢測過程中可能傷害檢測人員的各種危險源加以辨識，并對檢測人員進行培訓(xùn)和采取必要的保護措施；b)檢測人員應(yīng)遵守被檢件現(xiàn)場的安全要求，根據(jù)檢測地點的要求穿戴防護工作服和佩戴有關(guān)防護設(shè)備；c)在危爆場合使用時，由于電磁超聲激發(fā)電壓一般在高壓范圍，應(yīng)注意對儀器、接插線、電磁超聲前端的放電測試，確保具有防爆性后，再實施檢測；d)在進行在線檢測時，應(yīng)制定特別的安全措施；e)在封閉空間內(nèi)進行操作時，宜考慮氧氣含量等相應(yīng)因素，并采取必要的保護措施；f)在高空進行操作時，宜考慮人員、檢測設(shè)備器材墜落等因素，并采取必要的保護措施；g)在極端環(huán)境下進行操作時，如低溫、高溫等條件下，宜考慮人員凍傷、燙傷等因素，并采取必要的保護措施；h)永磁式電磁超聲換能器在運輸、存放、搬運和使用過程中避免強磁對人身安全、設(shè)備、儀器儀表和環(huán)境的影響；i)檢測時應(yīng)注意磁場導(dǎo)致的人員受傷和設(shè)備損壞及對其他輔助電子設(shè)備的影響；j)儀器操作中，應(yīng)注意儀器、換能器和導(dǎo)線高壓漏電檢查，避免高壓放電對人體或物品造成危害。7檢測工藝規(guī)程從事電磁超聲測厚檢測的單位應(yīng)按本文件的要求制定通用檢測工藝規(guī)程，其內(nèi)容至少應(yīng)包括如下a)適用范圍；b)依據(jù)的標準、法規(guī)或其他技術(shù)文件；c)檢測人員資格要求；d)檢測設(shè)備和器材；e)被檢產(chǎn)品信息及檢測前的準備要求；5f)檢測時機；g)檢測方法和檢測步驟；h)檢測的標記和原始數(shù)據(jù)記錄要求；i)檢測后的操作要求；j)檢測結(jié)果的評價及處理方式；k)編制(等級)、審核(等級)和批準人；1)制定日期。8檢測設(shè)備和器材8.1測厚儀8.1.1電磁超聲測厚儀類型8.1.1.1按支持的電磁超聲探頭磁鐵種類分類，電磁超聲測厚儀分為如下類型，a)永磁鐵式電磁超聲測厚儀；b)電磁鐵式電磁超聲測厚儀；c)雙模式電磁超聲測厚儀(既支持永磁鐵式又支持電磁鐵式探頭)。8.1.1.2按用途分類，電磁超聲測厚儀分為如下類型：a)手動單次測量型電磁超聲測厚儀；b)自動連續(xù)掃查型電磁超聲測厚系統(tǒng)；c)長期在線監(jiān)測型電磁超聲測厚系統(tǒng)。8.1.1.3按電磁超聲測厚儀顯示方式分類，電磁超聲測厚儀分為如下類型：a)數(shù)字直讀式——直接顯示被測材料厚度；b)A掃顯示式——顯示A掃描檢測信號同時顯示被測材料厚度。8.1.2電磁超聲測厚儀基本參數(shù)電磁超聲測厚儀應(yīng)提供如下參數(shù)：a)激發(fā)工作電壓范圍；b)激發(fā)工作電流范圍；c)激發(fā)脈沖類型與特征；d)輸出/輸入阻抗；e)工作頻率范圍；f)最大接收增益；g)可調(diào)接收增益范圍及步長；h)測量分辨率。8.1.3電磁超聲測厚儀其他參數(shù)電磁超聲測厚儀宜提供如下參數(shù)：a)尺寸；b)重量；c)電池工作時間；e)存儲與運輸要求。68.1.4電磁超聲測厚儀功能要求電磁超聲測厚儀功能宜滿足如下要求：a)用于高溫或低溫材料檢測的測厚儀宜具有測量和指示被檢材料溫度功能；b)電磁超聲測厚儀至少具有4.2.1中所述的三種測厚模式中的一種；c)電磁超聲測厚儀的工作頻率范圍一般為0.5MHz～20MHz,常用頻率范圍為1MHz~d)電磁超聲測厚儀動態(tài)增益調(diào)節(jié)范圍不小于40dB;e)電磁超聲測厚儀宜顯示線性時基的A掃描檢測信號；f)電磁超聲測厚儀宜具有手動選擇回波波包進行測厚的功能；g)對于在易燃、易爆環(huán)境下使用的電磁超聲測厚儀，具有防爆功能，通過防爆性能測試，儀器和探頭外殼標有明顯的“Ex”標志。8.2探頭8.2.1電磁超聲探頭基本參數(shù)電磁超聲探頭應(yīng)提供如下參數(shù)：a)換能器類型；b)操作溫度范圍；c)高溫操作時限；d)表面磁感應(yīng)強度；e)標準工作電壓/電流；f)最大允許電壓/電流；g)輸入/輸出阻抗；h)聚焦型傳感器焦點位置。8.2.2電磁超聲探頭其他參數(shù)電磁超聲探頭宜提供如下參數(shù)：a)換能器重量和尺寸；b)連接器類型；c)線圈形狀和尺寸；d)偏置磁場類型；e)輻射聲場(鐵磁性材料與非鐵磁性材料);f)3種以上典型材料上零提離距離時的工作主頻或頻響曲線，一般為鋁、20鋼、316不銹鋼；g)存儲與運輸要求。8.2.3電磁超聲探頭其他要求電磁超聲探頭宜滿足如下其他要求。a)電磁超聲測厚探頭可以為永磁鐵式、電磁鐵式或兩者組合形式。當采用永磁鐵式探頭時，宜具有防撞擊功能。b)電磁超聲測厚探頭的線圈常見的有餅形線圈、環(huán)形線圈、跑道形線圈和蝶形線圈，配合不同的磁鐵形成特定輻射聲場，宜根據(jù)所測材料厚度、反射面情況選擇合適線圈的探頭執(zhí)行測量。c)高溫、低溫測厚中使用的電磁超聲探頭，應(yīng)具有穩(wěn)定實現(xiàn)測厚檢測的耐溫性能。78.3儀器與探頭組合性能8.3.1檢測設(shè)備通用參數(shù)檢測設(shè)備應(yīng)提供如下通用參數(shù)：a)最大測量厚度范圍；b)典型材料測量厚度范圍，如鋁、20鋼、316不銹鋼20℃時測量厚度范圍；c)測量誤差；d)最大提離高度；e)典型材料提離高度，如20mm厚鋁、20鋼、316不銹鋼上最大提離高度。8.3.2自動化測厚系統(tǒng)參數(shù)自動化測厚系統(tǒng)應(yīng)提供如下參數(shù)：a)掃查速度；b)掃查步距；c)定位精度。8.3.3在線監(jiān)測系統(tǒng)參數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)提供如下參數(shù)：a)服役時長；b)電池更換/充電時間間隔；c)壁厚變化分辨率。8.4試塊8.4.1.1校準試塊為已知聲速和厚度的試塊，用于聲速校準的試塊采用與被檢材料相同的材質(zhì)、同樣的熱處理狀態(tài)。8.4.1.2校準試塊的形狀為階梯試塊或圓柱試塊。試塊尺寸由電磁超聲傳感器線圈尺寸和最深厚度上聲束的擴散范圍決定。采用圓柱試塊校準時，選用兩塊厚度分別為被檢件的最小厚度、最大厚度的圓柱試塊。當被檢材料最小厚度和最大厚度相差不大于10mm時，也可只采用一塊厚度為被檢件平均厚度的試塊。8.4.1.3常溫校準試塊尺寸按8.4.1.2執(zhí)行。非常溫校準試塊采用直徑為100mm圓柱形試塊，厚度分別為被檢材料的最小厚度、最大厚度。當被檢件最小和最大厚度相差不大于10mm時，也可只采用一塊厚度為被檢件平均厚度的試塊。校準時將試塊加熱或冷卻至被檢件同樣溫度。8.4.2.1對連續(xù)曲率變化的彎曲對象(如彎管、鑄造弧面等)、曲率較大的對象(如小徑管)、帶有導(dǎo)電或?qū)Т鸥采w層和規(guī)則紋理表面的對象進行檢測時，應(yīng)制作模擬試塊，用以驗證檢測有效性或作為對比的參照。8.4.2.2模擬試塊的材質(zhì)、表面狀況應(yīng)與被檢件一致，厚度應(yīng)包含被檢件最大和最小兩個厚度。8.4.2.3模擬試塊使用時應(yīng)加熱或冷卻至被檢測對象工況溫度。88.5操作輔助裝置操作輔助裝置用于電磁超聲探頭檢測時探頭的放置、移動和收起，以及高溫檢測時對人體的保護。8.6檢測設(shè)備的維護檢測設(shè)備的維護宜考慮如下情況：a)應(yīng)制定書面規(guī)程，對檢測設(shè)備進行周期性維護和檢查，以保證儀器功能和性能正常；b)現(xiàn)場每次檢測前，應(yīng)檢查儀器設(shè)備和探頭外觀、線纜連接情況、信號顯示等是否正常；c)現(xiàn)場進行檢測時，如懷疑設(shè)備的檢測結(jié)果，應(yīng)對設(shè)備進行功能和性能檢查調(diào)整，并對每次維護檢查的結(jié)果進行記錄。9檢測程序9.1檢測條件確認9.1.1檢測條件及要素應(yīng)從如下要素確認檢測條件。a)被檢件的材料。確認是否適用于電磁超聲檢測，材料晶粒度、不均勻性、電學(xué)特性、磁學(xué)特性對測量的影響。b)被檢件的結(jié)構(gòu)與尺寸。確認被檢件為平板結(jié)構(gòu)、管道和曲面結(jié)構(gòu)。確認被檢件的厚度尺寸范圍。c)被檢件的溫度。確認被檢件接觸面溫度，內(nèi)充介質(zhì)溫度。溫度變化范圍，包括同一部位接觸面與反射面之間的溫度變化，不同測量部位的溫度變化。d)被檢件接觸面和反射面狀況。確認接觸面的平整性，是否為弧面。確認是否存在表面腐蝕及腐蝕的類型和程度。確認是否存在覆蓋層。e)操作空間。確認被檢件周邊的狀況，確認檢測區(qū)及是否有足夠的操作空間。f)操作環(huán)境。確認是否為易燃易爆場合，確認周圍是否存在易受磁場影響的儀表，確認操作環(huán)境的溫濕度，以及現(xiàn)場環(huán)境是否存在對檢測人員安全構(gòu)成威脅的因素。在役設(shè)備測厚，應(yīng)對被檢件進行現(xiàn)場勘查，找出并設(shè)法排除可能影響檢測結(jié)果的因素。同時，對被檢件進行定位標識。對于高、低溫材料，應(yīng)現(xiàn)場測試其檢測面的溫度、確認檢測部位的可接觸性。9.2檢測方式選擇9.2.1.1如在檢測電磁超聲換能效率較低的材料(奧氏體不銹鋼)、衰減較大材料(高溫材料)、背景噪聲大的材料(粗晶材料)時，宜選用具有A掃描顯示，且能進行手動參數(shù)設(shè)置的測厚儀。9.2.1.2用于鐵磁性粉屑較多的場合宜選用支持電磁鐵式探頭的測厚儀。9.2.2.1電磁超聲探頭的中心頻率隨著提離距離、被檢材料及其溫度在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化。特定的檢測狀況下電磁超聲探頭的工作頻率是確定的。根據(jù)被檢材料厚度d的范圍，按表1選擇工作頻率合適的探頭。9表1電磁超聲探頭工作頻率選擇被檢材料厚度d材料類型細晶材料粗晶材料9.2.2.2對于檢測狀況穩(wěn)定，即檢測中提離距離、溫度、表面狀況穩(wěn)定，電磁超聲探頭工作頻率不變或變化很小的情況，宜選用窄頻探頭進行檢測。9.2.2.3對于檢測狀況不穩(wěn)定，即檢測中提離距離、溫度、表面狀況變化較大，電磁超聲探頭工作頻率變化較大的情況，宜選用寬頻探頭進行檢測。9.2.2.4用于掃查檢測的探頭應(yīng)配備移動裝置。9.2.2.5用于高溫測厚的探頭應(yīng)滿足在一定接觸時間內(nèi)的耐溫性能和良好的散熱恢復(fù)性。9.2.2.6用于鐵磁性粉屑較多的場合宜選用電磁鐵式探頭。9.2.2.7檢測彎曲表面試件或管道時，大曲率表面檢測應(yīng)選用小尺寸探頭，小曲率曲面宜根據(jù)檢測需求選擇探頭尺寸，或采用柔性接觸前端探頭。采用電磁超聲測厚進行壁厚線掃描或C掃描時，根據(jù)被檢件的形狀尺寸和電磁超聲探頭聲束參9.2.4檢測參數(shù)9.2.4.1檢測設(shè)置一般原則智能化的電磁超聲測厚儀一般能自動優(yōu)化選擇檢測參數(shù)，操作者使用中選擇自動模式即可。檢測狀況復(fù)雜的場合，可進行手動參數(shù)設(shè)置，以獲得良好的檢測效果。激勵/接收參數(shù)選擇應(yīng)根據(jù)如下要素確定：a)激勵/接收參數(shù)主要包括激勵電壓、激勵波形、脈沖重復(fù)頻率和接收增益；b)激勵電壓和接收增益應(yīng)配合設(shè)置，使得能在檢測過程中獲得足夠信噪比的檢測信號；c)易燃易爆場合使用時，應(yīng)限制激勵電壓大小，使得電磁超聲探頭不至于發(fā)生擊穿放電。插拔探信號處理時應(yīng)根據(jù)如下要素確定。a)電磁超聲檢測信號一般較微弱，在檢測電磁超聲換能效率較低的材料(奧氏體不銹鋼)、衰減較大材料(高溫材料)、背景噪聲大的材料(粗晶材料)時，可采用合適的信號處理方法得到信噪比足夠好的信號。b)常用的信號處理方法有信號平均、濾波、相關(guān)提取和鎖相放大等。信號處理方式可多種處理疊加使用。c)常用的獲得超聲傳播時間的算法有過零間距、峰值間距、初次波時間等。d)信號平均次數(shù)增加，會增加獲得檢測信號的時間，高溫檢測或掃查檢測時，得到足夠信噪比的信號即可，不宜設(shè)置過多的平均次數(shù)。9.3檢測準備被檢工件表面應(yīng)無影響檢測的障礙物和干擾檢測的異物，如有影響檢測的破碎氧化皮、鐵屑、疏松腐蝕殘余或金屬顆粒等，以及易造成換能器接觸面損壞的尖突，應(yīng)清除。9.3.1.2帶有覆蓋層表面的準備針對帶有覆蓋層表面被檢件實施檢測時應(yīng)根據(jù)如下要素準備。a)不影響測量信號獲取的較薄非導(dǎo)電非導(dǎo)磁覆蓋層，包括存在破損的覆蓋層，無需清理。b)存在較厚非導(dǎo)電導(dǎo)磁覆蓋層，提離高度增加，使得無法獲取檢測信號時，應(yīng)清除覆蓋層，清除范圍為探頭接觸面的2倍大小。c)存在導(dǎo)電導(dǎo)磁覆蓋層時，超聲首先在覆蓋層中產(chǎn)生并傳播再進入被測材料本體進行傳播，考慮覆蓋層厚度對測量結(jié)果的影響并對測厚結(jié)果進行修正以得到本體的準確厚度。如果導(dǎo)電導(dǎo)磁覆蓋層有破損時，應(yīng)打磨平整再進行測量。針對具有腐蝕表面被檢件實施檢測時應(yīng)根據(jù)如下要素準備。a)均勻的腐蝕表面不會影響測量，一般可不做處理。b)坑蝕或點蝕形成的粗糙接觸面，會使檢測信號變形和換能效率降低，造成超聲的傳播時間難以準確測量，應(yīng)處理平整。如果測厚精度要求不高，波形變化對測量結(jié)果的影響可忽略，可不進行表面處理。對于有余高的焊縫表面、焊接波紋明顯的表面應(yīng)打磨平整。如采用柔性接觸前端電磁超聲換能器，在能獲得良好信噪比信號時，可不打磨。連續(xù)曲率變化的彎曲表面(如彎管、鑄造弧面等)和曲率較大的表面(如小徑管),清除障礙物和干擾檢測的異物。9.3.1.6相對規(guī)則的紋理表面準備規(guī)則紋理表面，凹凸差在2mm以內(nèi)時(如離心球墨鑄管),清除障礙物和干擾檢測的異物后，確認可獲得足夠信噪比的檢測信號后實施檢測。測量前應(yīng)已知被檢材料在檢測溫度下的聲速，可查表或試驗測得。常用材料溫度-橫波聲速表參見附錄B;采用電磁超聲測厚儀測量材料溫度-聲速曲線的方法參見附錄C。9.3.3檢測作業(yè)指導(dǎo)書編制對于每個檢測工程或每個被檢件，應(yīng)根據(jù)使用的儀器和現(xiàn)場實際情況，按照通用檢測工藝規(guī)程編制電磁超聲檢測作業(yè)指導(dǎo)書，確定電磁超聲檢測的部位和使用條件。檢測部位避免內(nèi)部或外部附件的影響，測繪每個被檢件，畫出被檢件結(jié)構(gòu)示意圖。9.4電磁超聲測厚儀的調(diào)試、核查與校準9.4.1.1每次實施檢測前應(yīng)對檢測系統(tǒng)(探頭、導(dǎo)線、儀器及輔助裝置)進行調(diào)試，以保證檢測結(jié)果的準確性。應(yīng)記錄每次調(diào)試結(jié)果。9.4.1.2采用兩個圓柱試塊進行調(diào)試，分別在厚度接近待測厚度的最大值和待測厚度的最小值(或待測厚度最大值的1/2)進行調(diào)試，調(diào)試試塊上下表面平行而光滑，尺寸應(yīng)保證側(cè)面不產(chǎn)生反射波。9.4.1.3實驗室條件下，宜采用一組試塊進行檢測設(shè)備調(diào)試和工藝驗證?，F(xiàn)場條件下，允許采用單一厚度圓柱試塊進行檢測設(shè)備調(diào)試和核查。9.4.1.4用于調(diào)試的試塊，其材料應(yīng)與被檢件相同。9.4.1.5如有必要，檢測調(diào)試應(yīng)在與被檢材料溫度相同的試塊上進行。9.4.1.6聲速測量按如下情況實施。a)若未知被檢材料聲速，則探頭置于已知厚度較大的試塊上，調(diào)整儀器聲速值直到儀器顯示厚度示值接近已知厚度值。再將探頭置于已知厚度較薄的試塊上，調(diào)整儀器聲速值直到儀器顯示厚度示值接近已知厚度值。反復(fù)進行上述兩操作，直到厚度量程的高低兩端都得到正確讀數(shù)位置止。b)若已知被檢材料聲速，則允許在儀器中直接輸入聲速值，同時應(yīng)在用于標定的試塊上調(diào)整儀器控制直到儀器顯示正確的厚度值。c)對于非常溫測厚，先測定被檢材料溫度，聲速值修正至相應(yīng)溫度下的聲速值。材料不同溫度下的聲速值差異較大，且許多材料聲速隨溫度變化是非線性的，應(yīng)提前獲得不同溫度下材料的聲速經(jīng)驗值，或采用對比試塊，在同等溫度下進行聲速測量與調(diào)試。9.4.1.7零位調(diào)試時，探頭置于較薄的試塊上，調(diào)整零位調(diào)試參數(shù)，使測厚儀顯示厚度示值接近已知厚度值。9.4.2.1在下列情況下，應(yīng)對電磁超聲檢測設(shè)備進行核查：a)每次檢測開始前和結(jié)束后；b)兩班工作的間隔期內(nèi)；c)探頭或?qū)Ь€更換時；d)檢測材料類型改變時；e)工作表面溫度變化較大時；f)懷疑檢測設(shè)備工作不正常時；g)合同各方有爭議或認為有必要時。9.4.2.2若核查讀數(shù)偏差超過儀器允許誤差，則應(yīng)對檢測開始或上次核查以來的全部測量數(shù)據(jù)予以復(fù)測。電磁超聲測厚儀應(yīng)每年校準。9.5檢測實施9.5.1對于數(shù)字直顯脈沖回波式電磁超聲測厚儀，測厚探頭置于被檢材料表面，待儀器穩(wěn)定后，讀取厚度示值。9.5.2對于有波形顯示功能的測厚儀，測厚探頭置于被檢工件表面。當回波信號穩(wěn)定后，根據(jù)如下情況讀取厚度示值：a)觀察到可識別的多次回波并且儀器讀數(shù)穩(wěn)定時，讀取厚度示值；b)觀察到可識別的多次回波，但儀器讀數(shù)不穩(wěn)定時，調(diào)節(jié)閘門直到儀器讀數(shù)穩(wěn)定，讀取厚度示值；c)無法觀察到可識別的多次回波時，適當調(diào)節(jié)增益、激發(fā)和接收參數(shù)，直到能觀察到可識別的多d)只觀察到可識別的一次回波時，采用始波和一次回波法進行測厚，待儀器讀數(shù)穩(wěn)定，讀取厚度示值；e)經(jīng)調(diào)節(jié)無法觀察到可識別的回波時，測厚失敗。9.5.3掃查測厚時，掃查速度應(yīng)確保得到每一個點的厚度值或滿足允許的數(shù)據(jù)丟失要求。9.5.4測厚結(jié)束，移除探頭，永磁鐵探頭偏轉(zhuǎn)一定角度后再移除，避免吸力對被檢件造成損壞。9.5.5對有剩磁要求的場合，檢測后應(yīng)進行退磁處理。10測量結(jié)果不確定度10.1影響電磁超聲測厚測量結(jié)果不確定度的因素測量不確定度是表征被測量值分散性的非負參數(shù)，表明了實際測量值可能的分布區(qū)間。檢測人員應(yīng)對產(chǎn)生測量不確定度的潛在因素進行分析，如果認為它們對結(jié)果產(chǎn)生明顯的影響，則應(yīng)納入不確定度影響因素進行評定。電磁超聲測厚的測量結(jié)果不確定度影響因素參見附錄D。測量結(jié)果不確定度分析參照GB/T27418實施。10.2不確定度評定測量結(jié)果不確定度評價依賴于影響因素分析和計算方法。按GB/T27418確定的方法計算電磁超聲測厚測量結(jié)果不確定度。11檢測記錄與報告11.1檢測記錄應(yīng)按檢測工藝規(guī)程的要求記錄檢測數(shù)據(jù)和有關(guān)信息。檢測報告應(yīng)至少包括如下內(nèi)容：b)檢測單位；境溫度；d)執(zhí)行標準，如引用本文件；f)探頭的類型和頻率；g)調(diào)試和對比試件的材料、尺寸或編號；h)儀器檢測狀態(tài)參數(shù)的設(shè)置值；i)用圖示標明檢測部位；j)檢測設(shè)置文件名稱及數(shù)據(jù)文件名稱(適用時);k)驗收準則及檢測結(jié)論；1)檢測日期、檢測人員和審核人簽字及資格。(資料性)電磁超聲測厚方法的主要優(yōu)點及局限性A.1電磁超聲測厚方法的主要優(yōu)點電磁超聲測厚方法主要有如下優(yōu)點：a)測量精度高，電磁超聲測厚中一般采用橫波，聲速低，波長小，同樣的傳播路徑上較縱波有更長的傳播時間，測量精度較縱波高，薄壁時更易分辨波包；b)帶防銹漆或覆蓋層檢測，在檢測帶非導(dǎo)電和非磁性覆蓋層材料時，電磁超聲換能器直接在材料表面激勵和接收超聲，超聲只在被檢材料內(nèi)部傳播，而不在覆蓋層中傳播，避免了覆蓋層對測厚結(jié)果準確性的影響；c)無需耦合劑，可非接觸測量，易用于自動掃查系統(tǒng)；d)高低溫工況下材料測厚；e)粗糙表面不打磨條件下測厚；f)粗晶材料大壁厚測厚，電磁超聲易于在材料中直接產(chǎn)生直入射橫波，且激發(fā)頻率很低，對粗晶材料有較好的穿透性；g)檢測復(fù)雜表面形狀對象，換能器易于制成柔性前端，使得電磁超聲換能器線圈可與復(fù)雜檢測表面實現(xiàn)自適應(yīng)貼合。A.2電磁超聲測厚方法的主要局限性電磁超聲測厚方法主要有如下局限性：a)檢測效果依賴于被檢材料的電磁特性，當材料的換能效率低時，信號微弱，無法進行測厚；b)激發(fā)電壓高，在易燃易爆場合使用時，對儀器、傳感器的安全性要求高；c)受強磁沖擊影響大的對象無法使用，如儀表附近。當剩磁對被檢材料使用性能有影響時檢測后應(yīng)退磁；d)當被檢材料存在雜散電平或外部環(huán)境存在較強電磁干擾時，對儀器和換能器的接地和抗干擾要求高。(資料性)常用材料溫度-橫波聲速表表B.1～表B.9分別給出了常用材料的部分溫度下的橫波聲速，可作為校準或?qū)嶋H測量的參考值進行使用。溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)29964002980溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)4002978溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)288628712845400283042027944402945277046029044802917表B.4TP347H溫度-橫波聲速表溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)475291128812863400298728374252968279845029392819表B.5430F溫度-橫波聲速表溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)400295042529364502907475289129722863表B.612CrMo溫度-橫波聲速表溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)299729354002856298229134252843297629054502825296328884752800294628702777表B.7Cr17Mo2Ti溫度-橫波聲速表溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)40029934252974450296047529362900溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)表B.9Al溫度-橫波聲速表溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)溫度/℃聲速/(m/s)299029432969— 2956(資料性)電磁超聲測厚儀測量材料溫度-聲速曲線的方法C.1概述規(guī)定了采用A型脈沖反射式電磁超聲設(shè)備器材測量獲得材料溫度-聲速關(guān)系的方法。對于確定的材料，適用溫度范圍為能在材料上采用電磁超聲設(shè)備器材有效激發(fā)并接收到超聲的溫度范圍。如鐵磁性材料在小于其居里溫度的范圍內(nèi)。測量中溫度范圍上限和下限宜為材料使用溫度上限和下限。使用標準試塊進行測量，在厚度已知的前提下，通過不同溫度下接收的原始信號得到相鄰回波間的時間差，并計算獲得該溫度下的聲速值。必要時考慮標準試塊熱膨脹造成的厚度變化對測量的影響，對不同溫度下的聲速值進行修正，得到最終的材料溫度—聲速曲線。為獲得較準確的聲速，宜進行10次以上測量，求解平均值，并評估測量不確定度。C.3設(shè)備和器材采用帶有A型脈沖顯示的電磁超聲儀器。儀器的時間軸分辨率宜大于10ns。電磁超聲探頭輻射聲場宜具有良好的直線聲束指向性，擴散角盡量小。測量橫波溫度-聲速曲線時采用橫波探頭。測量縱波溫度-聲速曲線時采用縱波探頭。在能有效獲得聲速測量的多次回波信號時，盡量采用較高工作主頻的探頭，以獲得高的時間分辨高溫測量時探頭具有足夠的耐熱性能。C.3.3試塊直徑100mm、高10mm圓柱試塊，材質(zhì)20鋼，用于校驗儀器的各項參數(shù)設(shè)置。直徑100mm、高10mm圓柱試塊，材質(zhì)為被測材料，用于測量溫度-聲速曲線。C.3.4測溫計一般可采用熱電偶或紅外測溫儀作為測量計，如有條件可采用紅外熱像儀監(jiān)測試塊受熱的均勻性。測溫計在測量溫度范圍內(nèi)的測量精度不大于0.1%。C.4溫度-聲速曲線測量C.4.1系統(tǒng)調(diào)試和核查采用C.3.3.1規(guī)定的標準試塊，按9.4在常溫下進行檢測系統(tǒng)調(diào)試和核查。C.4.2高溫聲速測量C.4.2.1高溫下聲速測量時，測量試塊置于帶有溫控功能的加熱爐上或腔式加熱爐中。如采用加熱爐，試塊上宜覆蓋耐高溫保溫棉，如石棉，以使試塊獲得較好的升溫。加熱爐式材料溫度-聲速曲線電磁超聲測量系統(tǒng)如圖C.1中所示。1——計算機；2——電磁超聲檢測儀；3——高溫EMAT;4——高溫石棉；5—-待檢試樣；6——高溫加熱爐；7——溫度測量儀；a——激勵/接收信號。圖C.1加熱爐式材料溫度-聲速曲線電磁超聲測量系統(tǒng)示意圖C.4.2.2采用測溫計監(jiān)測試塊溫度，根據(jù)不同類型的加熱方式選擇合適的監(jiān)測方式，包括如下具體操作。表面；采用紅外測溫儀