GB/T 20935.1-2018 金属材料 电磁超声检测方法 第1部分：电磁超声换能器指南

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GB/T20935.1-2018

代替GB/T20935.1-2007

金属材料电磁超声检测方法

第1部分：电磁超声换能器指南

Metalmaterials-Methodofelectromagneticacousticinspection一

Part1:Standardguideforelectromagneticacoustictransducers(EMATs)

2018-03-15发布2018-12-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T20935.1-2018

目u昌

GB/T20935《金属材料电磁超声检测方法》分为以下3个部分：

一一第1部分：电磁超声换能器指南；

一一第2部分：利用电融超声换能器技术进行超声检测的方法；

第3部分：利用电磁超声换能器技术进行超声表面检测的方法。

本部分为GB/T20935的第1部分。

本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本部分代替GB/T20935.1-2007《金属材料电磁超声检验方法第1部分：电磁超声换能器指

南》，与GB/T20935.1-2007相比主要技术内容变化如下：

增加了第5章应用条件（见第5章）；

删除了第8章人员资格要求（见2007年版第8章）；

一一删除了第9章应用内容（见2007年版第9章）；

一一增加了资料性附录A电磁超声换能器典型应用实例（见附录A）。

本部分向中同钢铁了业协会提出。

本部分向全同钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。

本部分起草单位：钢铁研究总院、钢研纳克检测技术有限公司、冶金下业信息标准研究院。

本部分主要起草人：范弘、张建卫、张克、沈海红、徐磊、董莉。

本部分代替标准的历次版本发布情况为：

一一－GB/T20935.1-2007。

I

GB/T20935.1-2018

罔由尖脉冲激励时将产生宽带频响。

8.1.5提离

8.1.5.1虽然电磁超声换能器在检测材料时是非接触的，但线罔与被检材料的接近程度是影响信号强

度的主要因素，见式（6）。

S(;.;)=Sof'（＝萨）...(6)

式中：

s（；.；）一一信号强度随提离间隙的变化函数；

S。一一零｜可隙时的信号强度，单位为分贝（dB);

g－一线罔距材料表面的间隙，单位为毫米（mm);

D线罔导线间距，单位为毫米（mm);

8.1.5.2保持最小间隙来获得最强信号很重要。此外，保持间隙恒定对于信号重复性和信号分析也至

关重要，这往往通过在电磁届声换能器线罔与被检t件之间力J］薄层材料实现，如将高电阻金属片粘在电

磁超声换能器上，只要薄片厚度小于电磁趋肤深度即可。也可以用陶瓷和碳纤维增强塑料制作电磁超

声换能器线罔的保护层，使在扫查时耐磨。

8.2发射器和接收器

虽然一些脉冲发射器可同时兼容用在电磁超声上，但是电磁超声换能器在电特性上与传统压电换

能器有明显区别。电磁超声换能器一般是电感性负载，而压电换能器是电容性负载，因此，电磁超声脉

冲发射器与传统超声明显不同。在设计电磁超声换能器脉冲发射器时，另一个需要考虑的是，与传统压

电装置相比较，电磁超声换能器的插入损失高达40dB甚至更高，所以前置放大器需要高增益，这样，噪

声电平和饱和恢复时间在电磁超声接收器的设计中就成为重要的考虑参数。例如，在电磁超声换能器

脉冲回波系统中，前置放大器应能承受加到电醋超声换能器上的峰值电压，还能足够迅速恢复以便检测

缺陷信号。

8.3数据处理器

为电磁超声换能器信号处理配置的计算机应具有足够的数据处理能力。计算机带有通用接口板和l

数据转换版。用来采集和存储电磁超声换能器获得的数据和诸如扫查中换能器位置坐标数据。信号’也

可以用传统超声方法来评价。

8.4被检材料

8.4.1由于电磁超声换能器技术是依靠电磁原理在被检材料上发射和接收声能量的，所以被检材料应

是铁磁性或非铁磁性金属材料。

8.4.2由于电磁超声换能器技术是非接触的，所以材料的表面粗糙度对灵敏度的影响比传统压电趣声

小很多，尽管这种影响不能被忽视。

8.4.3因为电磁超声换能器不使用相合剂，所以它比传统压电超声易于用在高泪材料的检测。

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GB/T20935.1-2018

附录A

（资料性附录）

电磁超声换能器典型应用实例

A.1金属母材探伤

A.1.1钢棒

电磁超声换能器可用来检测lj钢棒表面裂缝和折叠。电磁超声换能器采用脉冲磁场和回折线罔，激

发2MHz表面波沿钢棒表面周向传播，能检出数十微米的裂缝和折叠。电磁超声换能器使用脉冲磁铁

的目的是利用趋肤效应使磁场集中在钢棒表面区域。

A.1.2铜板

电磁超声换能器可用来检测lj钢板内部不连续性。电磁超声换能器采用永久磁铁和回折线罔，激发

2.5MHz横、波垂直钢板表面传播，能有效检出板材内部的气孔和夹杂等。

A.2焊缝探伤

A.2.1燃料箱焊缝

电磁超声换能器可对空间飞行器外部液体燃料箱的钥焊缝进行检测。它作为射线法检测内部缺陷

的补充，可代替传统渗透法检测表面开口型缺陷。电磁超声系统使用多种换能器（表面波和垂直偏振横

波）沿焊缝轴线扫查，可同时实现对焊缝及其两侧区域的表面和内部缺陷的检测。

A.2.2海上钻井平台焊缝

波浪的周期冲击会使平台承力支架上的焊缝裂纹沿闹周方向扩展。为了确保支架完好，设计阳一

种电磁超声系统用于焊缝检测。电磁超声传感器装在管道爬行器上对焊缝进行自动检测，超声波的辐

射主要集中在裂纹扩展比较严重的焊缝根部和余高区域。该系统FR计算机控制扫描、数据采集、显示和

结果记录。

A.2.3钢带对接电阻焊焊缝

为了使冷轧钢带生产过程保持连续，在冷轧前采用电阻焊（ER）将单卷钢带的端部焊接在一起。在

焊接过程中产生的任何缺陷都可能导致钢带的断裂。可设计一种电磁超声系统，用水平偏振横波在电

阻焊工序完成后检测焊缝。

A.2.4真空电阻焊焊缝

宇航工业中使用很多特殊合金，这些合金需使用电弧或高能激光在真空容器中焊接。使用传统的

无损检测方法非常耗费时间，需要将士件从真空容器中取咐，当重焊T{4时还需将其放回真空容器。使

用电磁超声换能器激发斜声束横波，直接在真空容器中对刚焊接过的工件进行检测。这种技术已经成

熟。由于电磁起声换能器在真空条件下能够实现榈合，所以它能在焊接后的高泪下下作。

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GB/T20935.1-2018

A.3;WJ厚

电磁超声广泛应用于厚度测量，特别在高速或高泪场合得到很好应用。使用一发一收和脉冲反射

式的