(正式版)GB/T 31211.1-2024 無(wú)損檢測(cè) 超聲導(dǎo)波檢測(cè) 第1部分：總則

GB/T31211.1—2024代替GB/T31211—2014無(wú)損檢測(cè)超聲導(dǎo)波檢測(cè)Part1:Generalprinciple國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I 1 1 1 2 3 3 3 4 9 附錄A(資料性)超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的推薦 附錄B(資料性)管材和板材構(gòu)件的頻散曲線與波結(jié)構(gòu)分析 ⅢGB/T31211.1—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T31211《無(wú)損檢測(cè)超聲導(dǎo)波檢測(cè)》的第1部分。GB/T31211已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：總則；-—第2部分：磁致伸縮法。本文件代替GB/T31211—2014《無(wú)損檢測(cè)超聲導(dǎo)波總則》,與GB/T31211—2014相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外，主要技術(shù)變化如下：a)更改了部分術(shù)語(yǔ)和定義(見(jiàn)第3章，2014年版的第3章);b)更改了檢測(cè)原理(見(jiàn)4.1,2014年版的第4章);c)增加了超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)分類(lèi)(見(jiàn)4.2);d)刪除了超聲導(dǎo)波檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)、局限性(見(jiàn)2014年版的第4章);e)更改了安全要求(見(jiàn)第5章，2014年版的第5章);f)更改了通用檢測(cè)工藝規(guī)程(見(jiàn)第7章，2014年版的7.1);g)更改了檢測(cè)儀器系統(tǒng)(見(jiàn)8.1,2014年版的8.1);h)更改了超聲導(dǎo)波傳感器(見(jiàn)8.2,2014年版的8.3);i)增加了檢測(cè)儀功能分類(lèi)(見(jiàn)8.3.1);j)更改了試樣(見(jiàn)8.4,2014年版的8.7);k)更改了檢測(cè)設(shè)備維護(hù)與核查(見(jiàn)8.5,2014年版的8.8);1)刪除了檢測(cè)條件確定(見(jiàn)2014年版的9.1.4);m)增加了導(dǎo)波檢測(cè)模態(tài)與頻率的選擇(見(jiàn)9.2);n)更改了檢測(cè)實(shí)施(見(jiàn)9.5,2014年版的9.4);o)增加了對(duì)比檢測(cè)(見(jiàn)9.6);p)更改了不可接受信號(hào)的處理(見(jiàn)10.2.4,2014年版的10.2.4)。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由全國(guó)無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC56)提出并歸口。本文件起草單位：中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院、華中科技大學(xué)、浙江大學(xué)、上海材料研究所有限公司、湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院、杭州浙達(dá)精益機(jī)電技術(shù)股份有限公司、中特檢云智安全科技(嘉興)有科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司。本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為：——2014年首次發(fā)布為GB/T31211—2014;——本次為第一次修訂，文件號(hào)變更為GB/T31211.1—2024。GB/T31211.1—2024領(lǐng)域的管道、軌道、板殼等波導(dǎo)類(lèi)結(jié)構(gòu)內(nèi)外缺陷的檢測(cè)，在帶包覆層和隱蔽遮擋等結(jié)構(gòu)不可達(dá)區(qū)域檢測(cè)中具有突出優(yōu)勢(shì)，且單次檢測(cè)距離長(zhǎng)、工作效率高，超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)包含磁致伸縮、壓電超聲、電磁超聲、激光超聲等多種方法。建立超聲導(dǎo)波檢測(cè)的總則，有利于超聲導(dǎo)波各具體檢測(cè)方法的規(guī)范開(kāi)展。GB/T31211擬由兩個(gè)部分構(gòu)成?！?部分：總則。目的在于規(guī)定超聲導(dǎo)波對(duì)管材、棒材、板材、線材、型材等橫截面幾何形狀規(guī)則的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)的總體要求。 第2部分：磁致伸縮法。目的在于規(guī)定用于快速發(fā)現(xiàn)構(gòu)件中存在截面損失的磁致伸縮超聲導(dǎo)波檢測(cè)的具體要求。本文件是GB/T31211的第1部分，對(duì)超聲導(dǎo)波檢測(cè)的總體要求進(jìn)行規(guī)范。本次對(duì)GB/T31211—2014進(jìn)行修訂，建立GB/T31211超聲導(dǎo)波檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系，明確了超聲導(dǎo)波檢測(cè)通用的技術(shù)要求，發(fā)揮基礎(chǔ)性支撐作用，有利于促進(jìn)超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的推廣應(yīng)用。1GB/T31211.1—2024無(wú)損檢測(cè)超聲導(dǎo)波檢測(cè)GB/T9445無(wú)損檢測(cè)人員資格鑒定與認(rèn)證GB/T12604.1無(wú)損檢測(cè)術(shù)語(yǔ)超聲檢測(cè)GB/T20737無(wú)損檢測(cè)通用術(shù)語(yǔ)和定義是按照特定的形式傳播。2GB/T31211.1—20243.63.7對(duì)同一導(dǎo)波模態(tài)(3.6)某一頻率下導(dǎo)波傳遞過(guò)程中的質(zhì)點(diǎn)位移或應(yīng)力在構(gòu)件中的分布狀態(tài)。3.8頻厚積productoffrequencyandthickness3.93.10截面損失crosssectionalarealoss被檢構(gòu)件缺陷處橫截面減少的面積。3.11截面損失率ratioofcrosssectionalarealoss4檢測(cè)原理位置或大小的判別。以管道檢測(cè)為例，圖1為超聲導(dǎo)波檢測(cè)原理示意圖。標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：2——接收傳感器；圖1超聲導(dǎo)波檢測(cè)原理示意圖4.2方法分類(lèi)——磁致伸縮超聲導(dǎo)波技術(shù)；——壓電超聲導(dǎo)波技術(shù)；3GB/T31211.1—2024——反射式； 超聲導(dǎo)波檢測(cè)在以下階段實(shí)施：——構(gòu)件投入使用后的在役檢測(cè)；——構(gòu)件運(yùn)行過(guò)程中的在線檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。使用本文件的用戶(hù)應(yīng)在檢測(cè)前建立安全準(zhǔn)則。檢測(cè)過(guò)程中的安全要求應(yīng)至少包括以下要素：采取必要的保護(hù)措施；b)檢測(cè)人員遵守被檢構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)的安全要求，根據(jù)檢測(cè)地點(diǎn)的要求穿戴防護(hù)工作服和佩戴有關(guān)防采用本文件進(jìn)行檢測(cè)的人員，應(yīng)具備超聲導(dǎo)波方面的基礎(chǔ)知識(shí)，并按GB/T9445的要求或有關(guān)主管部門(mén)的規(guī)定取得相應(yīng)無(wú)損檢測(cè)人員資格鑒定機(jī)構(gòu)頒發(fā)或認(rèn)可的超聲檢測(cè)等級(jí)資格證書(shū)，從事相應(yīng)資格等級(jí)規(guī)定的檢測(cè)工作。7通用檢測(cè)工藝規(guī)程從事超聲導(dǎo)波檢測(cè)的單位應(yīng)按本文件的要求制定通用檢測(cè)工藝規(guī)c)檢測(cè)人員資格；f)檢測(cè)覆蓋范圍及傳感器型號(hào)；4GB/T31211.1—2024g)被檢構(gòu)件表面狀態(tài)及傳感器安裝方式；h)檢測(cè)時(shí)機(jī)；i)對(duì)比試樣及距離-幅度曲線；j)檢測(cè)過(guò)程和數(shù)據(jù)分析解釋?zhuān)籯)檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定；m)工藝規(guī)程的編制、審核和批準(zhǔn)人員；n)編制日期。8檢測(cè)系統(tǒng)8.1檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成超聲導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成見(jiàn)圖2。根據(jù)被檢構(gòu)件計(jì)算頻散曲線，選擇導(dǎo)波模態(tài)和激勵(lì)信號(hào)頻率；計(jì)算機(jī)根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制信號(hào)發(fā)生單元，產(chǎn)生所需頻率的信號(hào)源，經(jīng)功率放大單元放大后驅(qū)動(dòng)傳感器產(chǎn)生所需模態(tài)的導(dǎo)波，并在被檢構(gòu)件內(nèi)傳播；傳感器接收到導(dǎo)波在構(gòu)件內(nèi)傳播遇到腐蝕等缺陷時(shí)產(chǎn)生的反射回波；放大器將傳感器接收到的信號(hào)放大后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)分析處理后，得到檢測(cè)信號(hào)波形及結(jié)果。激勵(lì)單元激勵(lì)單元功放單元信號(hào)采集信號(hào)處理單元頻散曲線計(jì)算軟件信號(hào)發(fā)生單元模數(shù)轉(zhuǎn)換傳感器圖2超聲導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成8.2超聲導(dǎo)波傳感器8.2.1.1按傳感器產(chǎn)生超聲導(dǎo)波的工作原理分類(lèi)，傳感器分為以下類(lèi)型：8.2.1.2按傳感器與被檢構(gòu)件的接觸方式不同，傳感器分為以下類(lèi)型：——柱狀導(dǎo)波，包含扭轉(zhuǎn)模態(tài)T(m,n)、縱向模態(tài)L(m,n)、彎曲模態(tài)F(m,n);-—蘭姆波，包含對(duì)稱(chēng)模態(tài)S、反對(duì)稱(chēng)模態(tài)A;5GB/T31211.1—2024——多通道檢測(cè)儀；——A型脈沖檢測(cè)功能；——B掃查成像檢測(cè)功能。A型脈沖檢測(cè)功能，是一種顯示導(dǎo)波在長(zhǎng)距離被檢構(gòu)件中傳播歷程的檢測(cè)儀器。儀器的波形顯示界面顯示超聲導(dǎo)波的時(shí)域波形信號(hào)，即信號(hào)幅值(縱B掃查成像檢測(cè)功能，是一種可顯示掃查方向上的不同位置處導(dǎo)波傳播歷程的檢測(cè)儀器。儀器的6GB/T31211.1—2024標(biāo)引說(shuō)明：3——板類(lèi)被檢構(gòu)件；4——導(dǎo)波傳播方向；X——笛卡爾坐標(biāo)系X方向坐標(biāo)軸(板長(zhǎng)度方向);Y——笛卡爾坐標(biāo)系Y方向坐標(biāo)軸(板寬度方向);Z——笛卡爾坐標(biāo)系Z方向坐標(biāo)軸(板厚度方向)。圖3超聲導(dǎo)波在板上的B掃查顯示示意圖a)管道周向B掃查示意圖b)管道軸向B掃查示意圖圖4超聲導(dǎo)波在管道上的B掃查顯示示意圖7GB/T31211.1—20241——掃查方向；3——導(dǎo)波傳播方向；0——柱坐標(biāo)系θ方向坐標(biāo)軸(管道圓周方向);r——柱坐標(biāo)系r方向坐標(biāo)軸(管道半徑方向);——柱坐標(biāo)系之方向坐標(biāo)軸(管道長(zhǎng)度方向)。圖4超聲導(dǎo)波在管道上的B掃查顯示示意圖(續(xù))激勵(lì)單元的功能主要是產(chǎn)生相應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)激勵(lì)傳感器在構(gòu)件中激發(fā)出相應(yīng)模態(tài)的導(dǎo)計(jì)算機(jī)。信號(hào)處理單元主要包括放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，輸入到計(jì)算機(jī)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率應(yīng)至少大于激勵(lì)頻率的10倍。超聲導(dǎo)波信號(hào)采集與分析軟件應(yīng)至少包含以下功能：——頻散曲線計(jì)算；——信號(hào)回放；標(biāo)準(zhǔn)試樣用于對(duì)儀器系統(tǒng)檢測(cè)靈敏度及其功能進(jìn)行測(cè)試。標(biāo)準(zhǔn)試樣選用材料為20號(hào)鋼的無(wú)縫直試樣應(yīng)具有截面損失率分別為3%、6%、9%的三處缺陷，缺陷類(lèi)型可采用平底孔或環(huán)槽兩種方式，標(biāo)準(zhǔn)88×6TZ0219×88×6TZ0219×8單位為毫米單位為毫米2I,Ⅱ,IⅢ6:1φ9±0.2a)平底孔缺陷22ⅡI2±0.2IⅢ500b)環(huán)槽缺陷1——無(wú)縫鋼管；圖5標(biāo)準(zhǔn)試樣示意圖8.4.2對(duì)比試樣對(duì)比試樣用于對(duì)被檢構(gòu)件上缺陷的截面損失率當(dāng)量進(jìn)行評(píng)定。對(duì)比試樣應(yīng)采用與被檢測(cè)構(gòu)件材料性能相同或相近的材料制作，其幾何尺寸根據(jù)被檢對(duì)象的檢測(cè)距離和檢測(cè)靈敏度要求確定。除合同各方另有約定之外，按以下要求加工對(duì)比試樣。a)對(duì)于管材構(gòu)件，試樣的長(zhǎng)度至少為儀器可探測(cè)9%截面損失率人工缺陷距離的1.2倍。在對(duì)比試樣上至少3個(gè)部位外表面分別加工多個(gè)直徑相同、深度為壁厚40%的平底孔；每個(gè)部位所有平底孔組成的截面損失之和應(yīng)分別按截面損失率3%、6%和9%進(jìn)行計(jì)算，平底孔在環(huán)向間距應(yīng)均勻分布，在縱向間距的距離應(yīng)大于1m,深度的公差不大于±0.2mm;試樣兩端的平底孔應(yīng)至少距試樣端部1m。9GB/T31211.1—2024b)對(duì)于板材構(gòu)件，試樣的長(zhǎng)度至少為傳感器聲束有效覆蓋范圍內(nèi)9%截面損失率人工缺陷檢測(cè)距離的1.2倍，試樣的寬度至少為傳感器聲束有效覆蓋范圍的2倍，在對(duì)比試樣的長(zhǎng)度方向上3個(gè)部位分別加工平底孔缺陷，缺陷損失率分別為傳感器聲束有效覆蓋范圍內(nèi)構(gòu)件截面的3%、6%、9%,孔的直徑和深度公差不大于±0.2mm。c)對(duì)于棒材構(gòu)件，試樣的長(zhǎng)度至少為儀器可探測(cè)9%截面損失率人工缺陷距離的1.2倍。在對(duì)比試樣上至少3個(gè)部位外表面分別加工出多個(gè)直徑為5mm～10mm、深度為2mm～5mm的平底孔；每個(gè)部位所有平底孔組成的截面損失之和應(yīng)分別按截面損失率3%、6%和9%進(jìn)行計(jì)算，平底孔在環(huán)向間距應(yīng)均勻分布，在縱向間距的距離應(yīng)大于1m,深度的公差不大于d)對(duì)于線狀捆扎的鋼索或鋼絲繩等構(gòu)件，試樣的長(zhǎng)度至少為儀器可探測(cè)9%截面損失率人工缺陷距離的1.2倍。在對(duì)比試樣上3個(gè)部位分別加工出線狀材料的斷口；每個(gè)部位所有斷絲組成的截面損失之和應(yīng)分別按截面損失率3%、6%和9%進(jìn)行計(jì)算，同一處斷絲應(yīng)緊密相鄰；試樣兩端的斷口應(yīng)至少距試樣端部1m,不同部位斷口的間距應(yīng)大于1m,在環(huán)向應(yīng)均勻分布。e)對(duì)于型材構(gòu)件，應(yīng)采用分區(qū)檢測(cè)方式。在對(duì)比試樣的每個(gè)區(qū)域至少3個(gè)部位分別加工多處槽形缺陷；每個(gè)部位所有切槽組成的截面損失之和分別按該檢測(cè)區(qū)域截面損失率3%、6%和9%進(jìn)行計(jì)算，切槽寬度2mm～5mm,切槽在型材長(zhǎng)度方向的間隔距離應(yīng)大于1m,切槽深度公差不大于±0.2mm;試樣兩端的切槽應(yīng)至少距試樣端部1m。8.5檢測(cè)設(shè)備的維護(hù)和核查每6個(gè)月對(duì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行周期性維護(hù)和核查，以保證儀器功能。9檢測(cè)程序和材質(zhì)特性等；GB/T31211.1—20249.2導(dǎo)波檢測(cè)模態(tài)與頻率的選擇頻散曲線和波結(jié)構(gòu)選擇合適的導(dǎo)波模態(tài)和檢測(cè)頻率。不同頻率的導(dǎo)波對(duì)各類(lèi)損傷有不同的靈敏度，檢測(cè)過(guò)程中宜采用多種頻率掃查或掃頻?！牧厦芏龋灰鈭D見(jiàn)圖6,橫坐標(biāo)代表頻厚積，如果厚度給定的情況下可簡(jiǎn)化成頻率，縱坐標(biāo)代表導(dǎo)波在構(gòu)件中傳播的群速度。對(duì)于L(0,1)模態(tài)，在頻率區(qū)域1是非頻散的。對(duì)于L(0,2)模態(tài)，在頻率區(qū)域2是非頻散GB/T31211.1—2024f2f 頻率區(qū)域1:--——頻率區(qū)域2;紅色曲線——T(0,1)模態(tài)群速度頻散曲線；圖6典型頻散曲線示意圖導(dǎo)波模態(tài)的波結(jié)構(gòu)，用于表征導(dǎo)波振動(dòng)位移在截面的分布，是導(dǎo)波模態(tài)選擇參考依據(jù)之一。在求解頻散曲線的特征方程中分析模態(tài)在被檢構(gòu)件的分布，特征向量表征導(dǎo)波振動(dòng)位移在被檢構(gòu)件截面的分布。9.2.4檢測(cè)模態(tài)選擇原則根據(jù)不同類(lèi)型的被檢構(gòu)件，按照以下原則，結(jié)合頻散曲線和波結(jié)構(gòu)，選擇合適的檢測(cè)模態(tài)和頻率范圍。a)管材類(lèi)被檢構(gòu)件●對(duì)于充液的管道，宜采用扭轉(zhuǎn)模態(tài)的超聲導(dǎo)波進(jìn)行檢測(cè)；●公稱(chēng)直徑為20mm～100mm的管道，宜采用T(0,1)、L(0,1)、L(0,2)模態(tài)的超聲導(dǎo)波并使用A型脈沖檢測(cè)法；●公稱(chēng)直徑為100mm～800mm的管道，宜采用T(0,1)、L(0,1)、L(0,2)以及T(n,1)模態(tài)的超聲導(dǎo)波并使用A型脈沖檢測(cè)方法或B掃查成像檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，必要時(shí)同時(shí)采用兩種方法協(xié)同檢測(cè)；●公稱(chēng)直徑大于800mm的管道，宜采用T(n,1)模態(tài)的超聲導(dǎo)波并使用B掃查成像檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。b)板材類(lèi)被檢構(gòu)件GB/T31211.1—2024●長(zhǎng)距中低頻檢測(cè)時(shí)，一般宜采用零階水平剪切波SH0模態(tài)、零階蘭姆波S0、A0模態(tài)的導(dǎo)波進(jìn)行檢測(cè)；●對(duì)于寬度大于300mm的板，宜采用導(dǎo)波B掃查成像檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。c)線材和棒材等被檢構(gòu)件宜采用縱向模態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。d)型材類(lèi)被檢構(gòu)件其頻散曲線與型材的幾何尺寸及材料聲學(xué)參數(shù)有關(guān)且頻散特性復(fù)雜。根據(jù)構(gòu)件情況計(jì)算頻散曲線并分析波結(jié)構(gòu)，選取頻散現(xiàn)象較弱的模態(tài)和頻段。9.2.5檢測(cè)頻率選擇原則按照以下原則選擇頻率。a)宜選用零階模態(tài)的非頻散區(qū)域?qū)嵤z測(cè)，在選定檢測(cè)模態(tài)后，由頻散曲線上檢測(cè)模態(tài)非頻散段確定檢測(cè)頻厚積范圍。b)對(duì)于上下或內(nèi)外表面無(wú)液體或固體接觸的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)施導(dǎo)波檢測(cè)時(shí)，可不考慮波結(jié)構(gòu)的影c)對(duì)于上下或內(nèi)外表面有液體或固體接觸的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)施導(dǎo)波檢測(cè)時(shí)，識(shí)別波結(jié)構(gòu)的影響，在選面處總位移小的頻率點(diǎn)。綜合考慮檢測(cè)距離和缺陷檢測(cè)靈敏度的影響后，最終確定檢測(cè)頻率。d)繩、索類(lèi)構(gòu)件宜采用低頻的超聲導(dǎo)波進(jìn)行檢測(cè)。9.3距離-幅度曲線繪制應(yīng)采用8.4.2規(guī)定的對(duì)比試樣在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)繪制距離-幅度曲線。該曲線族由記錄線、評(píng)定線和判廢線組成；記錄線由3%截面損失率的人工缺陷反射波幅直接繪制而成，評(píng)定線由6%截面損失率的人工缺陷反射波幅直接繪制而成，判廢線由9%截面損失率的人工缺陷反射波幅直接繪制而成。記錄線以下(包括記錄線)為I區(qū)，記錄線與評(píng)定線(包括評(píng)定線)之間為Ⅱ區(qū)，評(píng)定線與判廢線之間為ⅢGB/T31211.1—2024D 傳感器安裝應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：a)按照確定的檢測(cè)方案在被檢構(gòu)件上確定傳感器安裝的具體位置，傳感器的安裝部位遠(yuǎn)離被檢c)傳感器壓在被檢構(gòu)件的表面，使傳感器與被檢構(gòu)件表面達(dá)到良好的聲耦合狀態(tài)；e)對(duì)于高溫構(gòu)件超聲導(dǎo)波檢測(cè)，采用高溫傳感器或非接觸的電磁超聲與磁致伸縮超聲導(dǎo)波傳感器。GB/T31211.1—2024a)連接傳感器與儀器主機(jī)；b)打開(kāi)儀器開(kāi)關(guān)通電，并按儀器制造商規(guī)定的時(shí)間預(yù)熱，使儀器達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)；c)按照被檢構(gòu)件的具體情況和頻散曲線計(jì)算確定的檢測(cè)頻率等設(shè)定儀器的工作參數(shù)；反射信號(hào)，測(cè)量被檢構(gòu)件超聲導(dǎo)波傳播的波速；e)進(jìn)一步調(diào)節(jié)儀器工作參數(shù)，使儀器處于良好的工作狀態(tài)。9.5.2檢測(cè)信號(hào)分析和解釋檢測(cè)信號(hào)的分析和解釋通常應(yīng)參考相關(guān)試驗(yàn)建立的數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：a)采用調(diào)節(jié)好的儀器，對(duì)被檢構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，觀察和記錄出現(xiàn)的超聲導(dǎo)波反射回波信號(hào)；c)對(duì)于被檢構(gòu)件上無(wú)明顯幾何形狀變化部位的超聲導(dǎo)波回波信號(hào)，排除反向回波、多次反射波及噪聲等干擾信號(hào)后，即可確定為材料損失缺陷等截面變化產(chǎn)生的超聲導(dǎo)波回波信號(hào)，首先確定這一回波信號(hào)的反射部位，并加以標(biāo)識(shí)，然后進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)和處理。9.6對(duì)比檢測(cè)對(duì)比檢測(cè)包括歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比和橫向檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比。歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比是指同一個(gè)被檢對(duì)象在不同時(shí)間的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，橫向檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比是指多個(gè)相同被檢對(duì)象的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。9.6.2檢測(cè)儀器與傳感器安裝對(duì)比檢測(cè)應(yīng)采用相同型號(hào)的傳感器，安裝方法應(yīng)按照9.4執(zhí)行。檢測(cè)儀器調(diào)試及傳感器安裝位置應(yīng)按照儀器的操作說(shuō)明執(zhí)行，其要求應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：a)檢測(cè)儀器參數(shù)設(shè)置保持一致，包括激勵(lì)單元、接收單元的參數(shù)設(shè)置及波速等；b)數(shù)據(jù)采集前，儀器按儀器制造商規(guī)定的時(shí)間預(yù)熱，使儀器達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)；c)采用橫向檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比時(shí)，各被檢構(gòu)件的傳感器安裝位置保持相同，且被檢構(gòu)件的工況應(yīng)d)采用歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比時(shí)，傳感器在檢測(cè)周期內(nèi)穩(wěn)定安裝在被檢構(gòu)件上，或每次數(shù)據(jù)采集時(shí)確保傳感器的安裝條件一致。9.6.3橫向檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析與解釋橫向檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比的分析與解釋通常應(yīng)與參考信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，至少包括以下內(nèi)容：a)采用調(diào)節(jié)好的儀器，對(duì)無(wú)缺陷的被檢構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，觀察和記錄出現(xiàn)的超聲導(dǎo)波反射回波信b)對(duì)被檢構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，觀察和記錄出現(xiàn)的超聲導(dǎo)波反射回波信號(hào)；c)對(duì)于出現(xiàn)的超聲導(dǎo)波反射回波信號(hào)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)被檢構(gòu)件的特征，首先確定這些信號(hào)是否是由構(gòu)d)將被檢構(gòu)件采集到的信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，查找出與參考信號(hào)有差異的結(jié)構(gòu)部位即為疑GB/T31211.1—20249.6.4歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析與解釋歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析與解釋通常應(yīng)與參考信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，至少包括以下內(nèi)容。a)傳感器首次安裝完成后，采用調(diào)節(jié)好的儀器，對(duì)被檢構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，獲取被檢構(gòu)件的參考信號(hào)庫(kù)；首次采集參考信號(hào)時(shí)，應(yīng)對(duì)被檢構(gòu)件的工況進(jìn)行分析。構(gòu)件在不同工況下的差異過(guò)大時(shí)(如溫度、傳輸介質(zhì)黏度、構(gòu)件接觸條件等),應(yīng)建立不同工況下的參考信號(hào)庫(kù)。b)分析被檢構(gòu)件的腐蝕速度、關(guān)鍵程度、風(fēng)險(xiǎn)情況等因素，確定被檢構(gòu)件檢測(cè)的周期。c)按照檢測(cè)周期，對(duì)被檢構(gòu)件進(jìn)行定期檢測(cè)，存儲(chǔ)每次檢測(cè)的波形數(shù)據(jù)。d)將定期采集到檢測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，查找出檢測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)差異的結(jié)構(gòu)部位即為疑似缺陷?？刹捎萌斯び^察法或計(jì)算分析法進(jìn)行對(duì)比分析。e)對(duì)被檢構(gòu)件上的疑似缺陷位置進(jìn)行標(biāo)識(shí)，然后對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)與處理。10檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)和處理10.1檢測(cè)結(jié)果分級(jí)將超聲導(dǎo)波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的缺陷信號(hào)與距離-幅度曲線進(jìn)行比對(duì)分級(jí)，反射波幅在I區(qū)的為I級(jí)，在Ⅱ10.2不可接受信號(hào)的確定與處理超聲導(dǎo)波檢測(cè)給出的是缺陷當(dāng)量，由于腐蝕、機(jī)械損傷等金屬損失缺陷的大小和形狀與人工缺陷不同，且被檢構(gòu)件的實(shí)際幾何尺寸與對(duì)比試樣間存在差異，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果顯示的缺陷當(dāng)量值與其真實(shí)缺陷會(huì)存在一定的差異，因此不可接受信號(hào)的水平的確定應(yīng)根據(jù)被檢構(gòu)件的具體情況由用戶(hù)和檢測(cè)人員協(xié)商確定。用戶(hù)參與確定的，以用戶(hù)的要求確定不可接受信號(hào)的等級(jí)；用戶(hù)不參與確定的，由檢測(cè)人員確定不10.2.3基于被檢構(gòu)件上真實(shí)缺陷的確定首先對(duì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的前三個(gè)最大的缺陷信號(hào)部位，按10.2.4規(guī)定的方法進(jìn)行復(fù)檢，根據(jù)復(fù)檢結(jié)果逐步確定不可接受缺陷信號(hào)的水平。對(duì)于確定的不可接受信號(hào)，采用以下方法進(jìn)行復(fù)檢：a)采用目視和小錘敲擊的方法進(jìn)行檢測(cè)，用以分辨是位于外表面或內(nèi)部的缺陷；b)對(duì)于外表面缺陷可采用深度尺直接測(cè)量缺陷的深度；c)對(duì)于管材或板材的內(nèi)表面缺陷，應(yīng)采用雙晶直探頭進(jìn)行超聲檢測(cè)測(cè)量，以更精確地測(cè)量缺陷的深度；d)對(duì)于高溫在線檢測(cè)，宜采用電磁超聲測(cè)厚進(jìn)行腐蝕剩余壁厚測(cè)量，以更精確地測(cè)量缺陷的GB/T31211.1—202411.1檢測(cè)記錄應(yīng)按檢測(cè)工藝規(guī)程的要求記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)和有關(guān)信息。超聲導(dǎo)波檢測(cè)報(bào)告應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：b)檢測(cè)單位；f)檢測(cè)儀器工作參數(shù)設(shè)置；h)傳感器安裝部位示意圖；i)檢測(cè)軟件名及數(shù)據(jù)文件名；j)檢測(cè)結(jié)果分析及分級(jí)結(jié)果及數(shù)據(jù)圖；k)檢測(cè)結(jié)論；1)檢測(cè)人員和審核人員簽字及資格證書(shū)編號(hào)；m)檢測(cè)日期。GB/T31211.1—2024(資料性)超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的推薦超聲導(dǎo)波常用檢測(cè)技術(shù)主要有磁致伸縮超聲導(dǎo)波、壓電陣列超聲導(dǎo)波、電磁超聲導(dǎo)波、激光超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)，其選用建議見(jiàn)表A.1。表A.1超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)選用建議檢測(cè)對(duì)象及工況優(yōu)選波型模態(tài)檢測(cè)頻率檢測(cè)缺陷優(yōu)選技術(shù)壓電陣列超聲導(dǎo)波磁致伸縮超聲導(dǎo)波電磁超聲導(dǎo)波激光超聲導(dǎo)波管道導(dǎo)波長(zhǎng)距離粗檢測(cè)T(0.1)、L(0,1),L(0,2)腐蝕1133管道短距超聲導(dǎo)波軸向/周向B掃查成像精檢蘭姆波、類(lèi)水平剪切波模態(tài)4MHz裂紋等4112管道支吊架處缺陷檢測(cè)軸向/周向傳播蘭姆波或類(lèi)水平剪切波模態(tài)150kHz~4MHz裂紋等2113板類(lèi)結(jié)構(gòu)檢測(cè)蘭姆波、水平剪切導(dǎo)波模態(tài)10kHz~4MHz裂紋等1111焊縫檢測(cè)蘭姆波、水平剪切導(dǎo)波模態(tài)150kHz~4MHz焊接缺陷1111非金屬?gòu)?fù)合材料導(dǎo)波檢測(cè)蘭姆波50kHz~800kHz分層等1114鋼絲/鋼絞線/鋼絲繩/纜索檢測(cè)柱狀導(dǎo)波3kHz~斷絲等4124鋼軌檢測(cè)鋼軌導(dǎo)波20kHz~200kHz剝落2122鋼棒/桿檢測(cè)柱狀導(dǎo)波3kHz~腐蝕1111高低溫在線超聲導(dǎo)波檢測(cè)(類(lèi))蘭姆波、(類(lèi))水平剪切導(dǎo)波模態(tài)10kHz~4MHz裂紋等2111在線監(jiān)測(cè)各類(lèi)超聲導(dǎo)波10kHz~4MHz裂紋等1114注：1———強(qiáng)；2———中；3———弱；4———不適合。被檢構(gòu)件溫度大于60℃或小于10℃,宜采用電磁超聲導(dǎo)波。被檢構(gòu)件溫度大于80℃,宜采用磁致伸縮超聲導(dǎo)波和電磁超聲導(dǎo)波。GB/T31211.1—2024(資料性)管材和板材構(gòu)件的頻散曲線與波結(jié)構(gòu)分析B.1管材構(gòu)件的頻散曲線與波結(jié)構(gòu)B.1.1頻散曲線對(duì)于管材構(gòu)件，其質(zhì)點(diǎn)位移方程由公式(B.1)給出：u——質(zhì)點(diǎn)位移場(chǎng)，單位為米(m);p——材料密度，單位為千克每立方米(kg/m3);σ——應(yīng)力，單位為帕斯卡(Pa)。公式(B.1)在柱坐標(biāo)系下的邊界條件為om=σm=σn=0,r=R,r=R。。柱坐標(biāo)系下的管道模型見(jiàn)r——圓柱坐標(biāo)系半徑方向坐標(biāo)軸；z———圓柱坐標(biāo)系長(zhǎng)度方向坐標(biāo)軸；θ——圓柱坐標(biāo)系圓周方向坐標(biāo)軸；R;-——管道內(nèi)徑，單位為米(m);R?！艿劳鈴?，單位為米(m)。圖B.1柱坐標(biāo)系下的管道模型將位移矢量(u)進(jìn)行亥姆霍茲分解，得到公式(B.2):式中：H———等容矢量勢(shì)。將公式(B.2)代入公式(B.1),并利用等容條件▽·H=0,得到縱波控制方程(B.3)和橫波控制方程求得固體中縱波和橫波的速度表達(dá)式分別為公式(B.5)和公式(B.6):GB/T31211.1—2024……(B.5)利用邊界條件，加入等容條件，求解控制方程式(B.1)得到特征方程(B.7):……(B.7)通過(guò)求解公式(B.7)特征方程，獲取特征值、特征向量，可得到管道中超聲導(dǎo)波傳播的頻散曲線和波結(jié)構(gòu)等信息。直徑為219mm,壁厚為5mm的典型無(wú)包覆層無(wú)縫管導(dǎo)波相速度頻散曲線和群速度頻8T(0.2)6T(0.1)2L(0.2)40080060020050030040/a)相速度頻散曲線L(0.2L(0.254T(0.1)210T(0.2)T(0.3)6fb)群速度頻散曲線圖B.2典型管道的頻散曲線20u?f L(0.1)、L(0,2)、L(0,3)、L(0,4)——縱向模態(tài)頻散曲線；紅色曲線藍(lán)色曲線 ——縱向(L)模態(tài)頻散曲線。圖B.2典型管道的頻散曲線(續(xù))B.1.2波結(jié)構(gòu)分析頻率為64kHz,模態(tài)為T(mén)(0,1)、L(0,1)、L(0,2)的超聲導(dǎo)波在直徑為219mm壁厚為5mm的無(wú)包覆層無(wú)縫管上的波結(jié)構(gòu)徑向位移分布見(jiàn)圖B.3,圖中橫坐標(biāo)表示歸一化位移，縱坐標(biāo)表示管道半徑。由圖可見(jiàn)，T(0,1)扭轉(zhuǎn)模態(tài)的波結(jié)構(gòu)僅有周向位移(uo),且在整個(gè)壁厚分布均勻；L(0,1)和L(0,2)縱向模態(tài)的波結(jié)構(gòu)同時(shí)具有徑向位移(u)和軸向位移(u?),無(wú)周向位移(ug)。其中，L(0,1)模態(tài)的徑向位移較大，且在壁厚方向均勻；L(0,2)模態(tài)的徑向位移很小。L(0,1)模態(tài)的軸向位移在壁厚方向分布a)T(0.1)模態(tài)的徑向位移b)L(0,1)模態(tài)的徑向位移c)L(0,2)模態(tài)的徑向位移——徑向位移；r——軸向位移；u?紅色曲線——周向位移分量在半徑方向的分布曲線；綠色曲線——徑向位移分量在半徑方向的分布曲線；藍(lán)色曲線——軸向位移分量在半徑方向的分布曲線。圖B.3管道中T(0,1)、L(0,1)、L(0,2)模態(tài)超聲導(dǎo)波在頻率f=64kHz時(shí)的徑向位移分布導(dǎo)波模態(tài)的波結(jié)構(gòu)，包括徑向位移分布、周向位移分布和軸向位移分布，表征導(dǎo)波模態(tài)的能量分計(jì)基本原則之一，因此波結(jié)構(gòu)信息是超聲導(dǎo)波用于無(wú)損檢測(cè)時(shí)導(dǎo)波模態(tài)選擇、激勵(lì)換能器設(shè)