無損檢測-金屬材料渦流陣列檢測技術(shù)規(guī)范

Q/LB.□XXXXX-XXXX目次TOC\o"1-1"\h前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14縮略語 15一般要求 26校準(zhǔn)和校驗(yàn) 57技術(shù) 58檢測 69檢測結(jié)果評定 710驗(yàn)收準(zhǔn)則 711文件 8附錄A（規(guī)范性）演示試樣 9前言本文件按照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。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(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國商品學(xué)會歸口。本文件起草單位：中興海陸工程有限公司、上海船舶工藝研究所（中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第十一研究所）、南通中遠(yuǎn)海運(yùn)船務(wù)工程有限公司、南通中遠(yuǎn)海運(yùn)重工裝備有限公司、招商局重工（江蘇）有限公司、中建八局新型建造工程有限公司、廣州惟恒知識產(chǎn)權(quán)服務(wù)有限公司。本文件主要起草人：孫圣輝、王希平、韋愛民、丁兵、蔡靈、劉會議、鄭中舉、姜殿忠、屈冰、歐嫦娥。無損檢測-金屬材料渦流陣列檢測技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了金屬材料渦流陣列檢測技術(shù)規(guī)范的縮略語、一般要求、校準(zhǔn)和校驗(yàn)、技術(shù)、檢測、檢測結(jié)果評定、驗(yàn)收準(zhǔn)則、文件。本文件適用于使用渦流陣列（ECA）技術(shù)檢測金屬材料的表面和近表面缺陷及其尺寸定量。其他導(dǎo)電材料的檢測可參照執(zhí)行。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，僅該日期對應(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(rèn)證GB/T12604.6無損檢測術(shù)語渦流檢測GB/T20737無損檢測通用術(shù)語和定義術(shù)語和定義GB/T12604.6、GB/T20737界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

渦流陣列檢測技術(shù)eddycurrentarry（ECA）testingtechnology電子驅(qū)動多個按一定方式排布的線圈，能夠一次完成大面積掃查，并對檢測結(jié)果進(jìn)行C掃描顯示的渦流檢測技術(shù)。

相幅圖phase-amplitudediagram也稱阻抗平面圖，描述檢測線圈阻抗隨檢測參數(shù)變化函數(shù)關(guān)系的坐標(biāo)點(diǎn)軌跡圖。

C掃描C-scan一種對被檢工件表面進(jìn)行二維探測響應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示方式，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)代表探頭在工件表面的位置，像素色彩或灰度代表在工件表面的探測響應(yīng)。

拓?fù)鋞opology按規(guī)律排布的線圈的幾何結(jié)構(gòu)。

拓?fù)浼夹g(shù)topologytechnology如何將多個線圈布置在一個探頭內(nèi)部，且如果控制它們實(shí)現(xiàn)不同的激勵與接收組合，從而建立一個或多個渦流陣列通道。

平衡balance信號檢測工作點(diǎn)補(bǔ)償至預(yù)定值的一種信號處理。縮略語下列縮略語適用于本文件：ECA：渦輪陣列（EddyCurrentArray）SNR：信噪比（SignaltoNoiseRatio）EC：渦流（EddyCurrent）ECT：渦流檢測（EddyCurrentTesting）MT：磁粉檢測（MagneticParticleTesting）PT：滲透檢測（PenetrantTesting）一般要求檢測人員按照本文件實(shí)施檢測的人員，應(yīng)按照GB/T9445或者合同各方均同意的體系進(jìn)行資格鑒定與認(rèn)證。實(shí)施渦流陣列（ECA）檢測的人員的最低資格等級應(yīng)為渦流檢測（ECT）II級，并經(jīng)過至少20h的ECA補(bǔ)充培訓(xùn)。渦流陣列（ECA）檢測方法使用的補(bǔ)充培訓(xùn)至少應(yīng)包括以下主題：對特定的渦流陣列（ECA）硬件和軟件進(jìn)行培訓(xùn)；渦流陣列（ECA）檢測的優(yōu)點(diǎn)和局限性；渦流陣列（ECA）探頭類型、構(gòu)造和操作；通道標(biāo)準(zhǔn)化；C掃描解釋；相位-幅度數(shù)據(jù)分析解釋；編碼掃查。檢測設(shè)備和器材渦流陣列（ECA）檢測儀器渦流陣列（ECA）儀器應(yīng)基于通道多路復(fù)用或并行通道系統(tǒng)來管理渦流陣列（ECA）探測信號。渦流陣列（ECA）儀器最小使用頻率范圍應(yīng)為1kHz至4MHz。渦流陣列（ECA）儀器及其相關(guān)軟件應(yīng)符合以下要求：允許通過對每個線圈通道的數(shù)據(jù)響應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)的調(diào)整（例如縮放）來標(biāo)準(zhǔn)化渦流陣列（ECA）探測信號響應(yīng)，以便在陣列通道之間提供統(tǒng)一的響應(yīng)和靈敏度（即通道標(biāo)準(zhǔn)化）；將數(shù)據(jù)顯示為二維C掃描，允許進(jìn)行基于圖像的分析。在傳統(tǒng)的相幅圖和帶狀圖視圖中也應(yīng)顯示數(shù)據(jù)；允許調(diào)整編碼器設(shè)置和顯示分辨率（mm/樣本）；允許以評估和存檔存儲的格式記錄渦流陣列（ECA）數(shù)據(jù)。探頭基本要求探頭應(yīng)滿足以下基本要求：應(yīng)提供超出被檢區(qū)域3mm的覆蓋范圍，否則需使用多次重疊掃查；在整個陣列傳感器上表現(xiàn)出均勻的靈敏度，可能需要疊加單個傳感元件來達(dá)到均勻的靈敏度水平（例如典型的多行交錯的單個傳感元件）。針對檢測的目的，對于同一參考試塊缺陷的多次掃查，應(yīng)保持至少達(dá)到檢測到的最大振幅的60%的振幅響應(yīng)。陣列線圈靈敏度變化見圖1；允許探測所有方向上體積性和線性表面斷裂缺陷；匹配被檢區(qū)域的幾何形狀，以最小化被檢表面與單個傳感元件之間的距離（即“提離”）。對同一缺陷的多次掃查應(yīng)始終保持至少達(dá)到檢測到的最大振幅的60%。陣列線圈靈敏度變化探頭的拓?fù)浼夹g(shù)根據(jù)探頭內(nèi)部線圈（傳感元件）激勵與接收的不同組合工作模式，探頭的拓?fù)浼夹g(shù)分為阻抗式和激勵/接收分離式兩種：阻抗式：阻抗式主要指基于常規(guī)渦流技術(shù)，一個或一組線圈既做激勵又做接收的一種工作模式，其主要優(yōu)勢是在提離較小的情況下，對任何方向缺陷均有較好的靈敏度和檢出率。阻抗式又常分為兩種經(jīng)典模式：絕對式——單個線圈被激勵且獨(dú)立工作，激勵渦流場并感應(yīng)渦流場本身的變化；差動式——兩個線圈被同時激勵工作，如果兩個線圈經(jīng)過沒有缺陷的區(qū)域，渦流場無變化，兩者的響應(yīng)值無差異，因?yàn)閮烧叨荚谕瑯拥墓ぜ线M(jìn)行工作。如果一個線圈檢測到缺陷而另外一個線圈還在工件完好區(qū)域，將產(chǎn)生一個信號差值，利用此特性可以對缺陷進(jìn)行一定的評估。激勵/接收分離式：激勵/接收分離的拓?fù)浼夹g(shù)是渦流陣列探頭主要的一種工作模式，通常須由兩排線圈協(xié)同工作，組成縱向（軸向）通道和橫向（周向）通道?？v向（軸向）通道用于檢測垂直于線圈陣列排布方向的缺陷，橫向（周向）通道主要用于檢測平行于線圈陣列排布方向的缺陷。激勵/接收分離式也分為兩種模式：長距，單激勵——這種拓?fù)浼夹g(shù)使用了一種較為傳統(tǒng)的產(chǎn)生渦流信號的方法：利用一個線圈作為激勵源。這種單激勵方式是檢測較大和（或）近表面缺陷較優(yōu)的選擇，且長距單激勵技術(shù)相對短距雙激勵技術(shù)對提離高度變化較為不敏感，可以容忍更大的提離變化。見圖2；長距，單激勵模式短距，雙激勵——這種拓?fù)浼夹g(shù)使用了兩個線圈同時作為激勵源，形成一個更大的激勵源。激勵源越大，相對單激勵模式缺陷響應(yīng)更強(qiáng)，靈敏度更高。然而在同樣線圈數(shù)量基礎(chǔ)上，雙激勵形成的通道數(shù)會少于單激勵通道數(shù)。見圖3。短距，雙激勵模式編碼器編碼器應(yīng)有足夠的分辨率，應(yīng)能保證掃查方向上的位置測量精度。參考試塊參考試塊應(yīng)采用與待檢材料等級相同的材料制造。參考試塊提離信號與被檢材料提離信號的差值應(yīng)在±5°范圍內(nèi)，否則應(yīng)采用更接近被檢試件的材料重新加工制作參考試塊。參考試塊的表面粗糙度應(yīng)代表待檢部件表面的表面粗糙度。參考試塊應(yīng)在縱向掃查方向的開始和結(jié)束處有一個38mm的無缺陷區(qū)域。鐵磁和非鐵磁參考試塊應(yīng)至少有一個平底孔和三個表面槽。表面槽應(yīng)包括斜向（即45°）、橫向和縱向方向。同一縱向方向的缺陷之間距離至少應(yīng)為13mm。平底孔的最大直徑和深度各為1.5mm和1.0mm。每條槽的長度、寬度和深度的最大值各為1.5mm、0.25mm和1.0mm。此外，鐵磁和非鐵磁材料的參考試塊應(yīng)有恒定深度的長橫槽，用于通道標(biāo)準(zhǔn)化。長橫槽的長度應(yīng)超過渦流陣列（ECA）探頭線圈的覆蓋范圍，至少為25mm，寬度和深度的最大值應(yīng)為0.25mm和1.0mm。見圖4。標(biāo)引序號說明：1—長橫槽；2—平底孔；3～5—表面槽。參考試塊當(dāng)被檢區(qū)域是曲面，需使用具有匹配輪廓表面的剛性探頭時，應(yīng)使用具有上述參考缺陷的特定幾何形狀的代表性參考試樣。參考試塊制造過程中的加工應(yīng)避免過度冷加工、過熱和應(yīng)力，以防止磁導(dǎo)率變化。檢測環(huán)境實(shí)施檢測的場地溫度和相對濕度應(yīng)控制在渦流陣列（ECA）檢測設(shè)備和被檢工件允許的范圍內(nèi)。檢測場地附近不應(yīng)有影響渦流陣列（ECA）檢測設(shè)備正常工作的磁場、震動、腐蝕性氣體及其他干擾。工藝規(guī)程要求渦流陣列（ECA）檢測應(yīng)按照工藝規(guī)程進(jìn)行，該規(guī)程至少應(yīng)包括表1中所列出的要求。對于每一個要求，工藝規(guī)程應(yīng)確定一個值或幾個值范圍。渦流陣列（ECA）檢測工藝規(guī)程要求要求重要變數(shù)非重要變數(shù)儀器（制造商、型號）X—探頭（制造商、型號）X—ECA探頭拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)X—檢查頻率、驅(qū)動電壓和增益設(shè)置X—掃查模式（如手動、機(jī)械化或遠(yuǎn)程控制）X—掃查計(jì)劃、覆蓋范圍、重疊部分和掃查方向X—校準(zhǔn)用參考試塊的標(biāo)識X—沿掃查軸的最低采樣密度（樣本/mm）X—表面條件X—數(shù)據(jù)采集時的最大掃查速度X—人員資格X—數(shù)據(jù)記錄—X數(shù)據(jù)分析參數(shù)—X檢查的樣品編號—X鑒定當(dāng)相關(guān)規(guī)范規(guī)定工藝規(guī)程要鑒定時，表1中重要變數(shù)的要求的變化，應(yīng)通過演示對工藝規(guī)程進(jìn)行重新鑒定。非重要變數(shù)的要求的變化，不要求對工藝規(guī)程進(jìn)行重新鑒定。所有工藝規(guī)程規(guī)定的重要或非重要變數(shù)發(fā)生變化，均應(yīng)對工藝規(guī)程作出修改或增補(bǔ)。演示工藝規(guī)程應(yīng)按照有關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行演示，并使檢驗(yàn)人員和負(fù)責(zé)的III級人員滿意。推薦使用附錄A中所述試樣進(jìn)行演示。校準(zhǔn)和校驗(yàn)設(shè)備校準(zhǔn)每年應(yīng)對渦流陣列（ECA）儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，當(dāng)設(shè)備損壞和/或進(jìn)行任何重大維修后，也應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。渦流陣列（ECA）儀器應(yīng)附有顯示最新校準(zhǔn)日期和校準(zhǔn)到期日期的標(biāo)簽。系統(tǒng)校驗(yàn)和驗(yàn)證檢測設(shè)備的系統(tǒng)校驗(yàn)應(yīng)使用工藝規(guī)程中規(guī)定的參考試塊進(jìn)行。該校驗(yàn)應(yīng)包括完整的渦流檢查系統(tǒng)，并應(yīng)在檢測開始前進(jìn)行。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，應(yīng)使用參考試塊進(jìn)行校驗(yàn)驗(yàn)證：導(dǎo)致信號飽和的材料特性變化；檢測新的部件；檢測設(shè)備疑似運(yùn)行不正常。連續(xù)檢測時每2h，或一系列檢測結(jié)束時應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)驗(yàn)證。當(dāng)校驗(yàn)結(jié)果異常時，應(yīng)重新進(jìn)行上一次校驗(yàn)正常之后的所有檢測。技術(shù)頻率、探頭驅(qū)動和增益選擇可以采用單頻或多頻技術(shù)。頻率的選擇應(yīng)使提離信號和參考缺陷之間的相位張角最大化。應(yīng)調(diào)整探頭驅(qū)動和增益，直到參考缺陷的響應(yīng)具有基于數(shù)據(jù)幅度的信噪比（SNR）大于3。相位調(diào)節(jié)相位調(diào)節(jié)應(yīng)有利于缺陷響應(yīng)信號與提離干擾信號的區(qū)分和識別，通常將提離信號的相位調(diào)節(jié)為水平方向（0°方向）。渦流響應(yīng)信號會隨著檢測頻率的改變而變化，因此在每次改變檢測頻率后，應(yīng)重新調(diào)節(jié)提離信號的相位，使其處于水平方向。缺陷響應(yīng)信號與提離信號之間應(yīng)有盡可能大的相位差，必要時，可通過調(diào)節(jié)缺陷響應(yīng)信號的垂直、水平比來增大缺陷響應(yīng)信號與提離信號間的相位差。通道標(biāo)準(zhǔn)化如果為檢測選擇的拓?fù)浼夹g(shù)具有不同的通道類型（例如縱向和橫向靈敏度），則應(yīng)對每種通道類型進(jìn)行通道標(biāo)準(zhǔn)化。通過傳統(tǒng)的相幅圖對各陣列通道的缺陷響應(yīng)進(jìn)行復(fù)查，確保通道標(biāo)準(zhǔn)化成功完成。通道標(biāo)準(zhǔn)化過程應(yīng)在帶有已知長度、寬度和深度機(jī)加工槽的參考試塊上進(jìn)行。如果可以證明與機(jī)加工槽有相同的功能，則可以使用其他參考點(diǎn)，如已知的提離效應(yīng)或金屬-空氣過渡區(qū)。調(diào)色板調(diào)整為了區(qū)別于提離效應(yīng)、幾何形狀變化和非缺陷相關(guān)信號，應(yīng)調(diào)整調(diào)色板比例，直到能清楚地辨別參考缺陷。濾波干擾信號影響檢測靈敏度時，允許使用濾波器過濾干擾信號，保留缺陷信號。應(yīng)用要求掃查速度掃查速度不得超過對參考試塊缺陷進(jìn)行檢測的速度。所有缺陷的基于數(shù)據(jù)幅度的信噪比（SNR）應(yīng)保持在大于3。沿掃查軸的最低取樣密度應(yīng)為2個/mm。有涂層表面在檢測有涂層材料時，參考試塊上的涂層厚度應(yīng)為涂層規(guī)范允許的檢測面的最大厚度。可用塑料絕緣片模擬非導(dǎo)電涂層進(jìn)行工藝鑒定。使用工藝規(guī)定的最大掃查速度，應(yīng)證明該工藝能夠穿過最大涂層厚度同樣地檢測參考試塊缺陷。所有缺陷的基于數(shù)據(jù)幅度的信噪比（SNR）應(yīng)保持在大于3。磁導(dǎo)率變化若沿掃查軸的磁導(dǎo)率變化使相幅圖上的渦流陣列（ECA）數(shù)據(jù)信號飽和，則檢測技術(shù)人員應(yīng)使用參考試塊進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)驗(yàn)證，將探頭置于受影響的區(qū)域重新平衡儀器，并重新掃查該區(qū)域。自動化數(shù)據(jù)篩選系統(tǒng)當(dāng)使用自動渦流數(shù)據(jù)篩選系統(tǒng)（如報(bào)警裝置）時，每個系統(tǒng)都應(yīng)按照書面規(guī)程進(jìn)行鑒定。編碼器校準(zhǔn)檢測前應(yīng)對編碼器進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)方式是使編碼器移動一定的距離（不小于500mm）時，對渦流陣列（ECA）設(shè)備所顯示的位移長度與實(shí)際移動長度進(jìn)行比較，其誤差應(yīng)不小于1%，最大不超過10mm。檢測資料審查和現(xiàn)場勘查在實(shí)施檢測前，檢測人員應(yīng)了解被檢材料的以下信息：材質(zhì)；幾何形狀、位置及檢測范圍；表面狀態(tài)；涂層類型和厚度。表面條件應(yīng)清洗材料表面，以清除松散的鐵磁性、導(dǎo)電性和非導(dǎo)電性碎屑。平衡將探頭放置與工件上進(jìn)行掃查前，應(yīng)先對儀器進(jìn)行信號平衡操作。當(dāng)工件磁導(dǎo)率異常時，應(yīng)按7.6.3進(jìn)行操作。掃查施加于渦流陣列（ECA）探頭的壓力應(yīng)足以與被檢部件保持接觸。使用適形陣列探頭時，應(yīng)對所有線圈施加一致的壓力。應(yīng)通過重疊掃查對被檢區(qū)域進(jìn)行檢測。沿掃查軸（即掃查方向）的重疊部分應(yīng)包括上次掃查末端的至少一個探頭寬度。沿步進(jìn)軸的重疊部分應(yīng)包括之前的掃查寬度的6mm。掃查的重疊區(qū)域見圖5。探頭長度重疊值6mm是基于探頭體內(nèi)的線圈感應(yīng)的長度。掃查的重疊區(qū)域當(dāng)不使用編碼器時，缺陷位置可以通過補(bǔ)充的手動單通道渦流檢測（ECT）技術(shù)來確認(rèn)。前提是它已經(jīng)通過性能演示鑒定合格。檢測結(jié)果評定相關(guān)顯示和非相關(guān)顯示判別非相關(guān)顯示可能是由于探頭與表面的接觸不一致、由幾何特征引起的探頭運(yùn)動或被檢表面的材料性質(zhì)變化而產(chǎn)生的。對于一個顯示，其相位響應(yīng)相當(dāng)于參考試塊上的缺陷響應(yīng)，且不能辨別為非相關(guān)顯示的，應(yīng)作為缺陷進(jìn)行評定和報(bào)告。如果還需要進(jìn)一步對相關(guān)顯示進(jìn)行澄清，或當(dāng)確定要去除缺陷時，建議用磁粉檢測(MT)或滲透檢測(PT)等其他無損檢測方法進(jìn)行驗(yàn)證檢測。長度定量應(yīng)利用編碼器來準(zhǔn)確地測量缺陷長度。編碼器的分辨率值應(yīng)設(shè)置為最多0.38mm/樣本。深度評估如合同規(guī)定有缺陷深度評定要求，可采用加工了不同深度人工缺陷的模擬試塊評估缺陷深度。根據(jù)缺陷顯示的信號幅值與模擬試塊上相關(guān)深度人工缺陷的信號幅值的比較，評估缺陷的深度。缺陷顯示信號的相位可作為缺陷深度評估的參考信息。驗(yàn)收準(zhǔn)則驗(yàn)收準(zhǔn)則及被檢件的后續(xù)處理應(yīng)在工藝規(guī)程或者合同規(guī)定的書面程序中規(guī)定。文件檢測報(bào)告檢測報(bào)告應(yīng)包含足夠的信息，以便于相同的檢測可以重復(fù)實(shí)施。檢測報(bào)告宜包括以下信息：被檢試樣的所有者、位置、類型、序列號和標(biāo)識；被檢材質(zhì)；試樣編號系統(tǒng)；被檢表面區(qū)域尺寸；執(zhí)行檢測的人員；檢測日期；ECA設(shè)備制造商、型號和序列號；ECA探頭制造商、型號和序列號；儀器硬件設(shè)置（頻率、探頭驅(qū)動、增益和采樣率）；參考試塊的編號、材質(zhì)和圖紙；使用的規(guī)程、識別號和版本；使用的驗(yàn)收準(zhǔn)則；試樣靈敏度受限區(qū)域或其他靈敏度降低區(qū)域的識別；檢測結(jié)果及被檢區(qū)域的相關(guān)草圖或地圖；用于進(jìn)一步調(diào)查或確認(rèn)測試結(jié)果的補(bǔ)充試驗(yàn)；延長的電纜，及其制造商、類型和長度；渦流檢測人員的資格等級；有要求時的涂層厚度表。檢測報(bào)告的格式應(yīng)在采購合同中議定。記錄保存檢測的各項(xiàng)記錄文件應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行保管。

（規(guī)范性）

演示試樣演示試樣的材質(zhì)應(yīng)符合正文5.2.4.1條的要求，長度×寬度×厚度為200mm×100mm×4mm，如圖