GB/T 31211.1-2024 无损检测 超声导波检测 第1部分：总则

ICS19100

CCSJ0.4

中华人民共和国国家标准

GB/T312111—2024

.

代替GB/T31211—2014

无损检测超声导波检测

第1部分总则

:

Non-destructivetesting—Ultrasonicguided-wavetesting—

Part1Generalrincile

:pp

2024-04-25发布2024-04-25实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T312111—2024

.

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

检测原理

4…………………2

安全要求

5…………………3

人员资格

6…………………3

通用检测工艺规程

7………………………3

检测系统

8…………………4

检测程序

9…………………9

检测结果评价和处理

10…………………15

检测记录与报告

11………………………16

附录资料性超声导波检测技术的推荐

A()……………17

附录资料性管材和板材构件的频散曲线与波结构分析

B()…………18

Ⅰ

GB/T312111—2024

.

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件是无损检测超声导波检测的第部分已经发布了以下

GB/T31211《》1。GB/T31211

部分

:

第部分总则

———1:;

第部分磁致伸缩法

———2:。

本文件代替无损检测超声导波总则与相比除结构

GB/T31211—2014《》,GB/T31211—2014,

调整和编辑性改动外主要技术变化如下

,:

更改了部分术语和定义见第章年版的第章

a)(3,20143);

更改了检测原理见年版的第章

b)(4.1,20144);

增加了超声导波检测技术分类见

c)(4.2);

删除了超声导波检测的优点及特点局限性见年版的第章

d)、(20144);

更改了安全要求见第章年版的第章

e)(5,20145);

更改了通用检测工艺规程见第章年版的

f)(7,20147.1);

更改了检测仪器系统见年版的

g)(8.1,20148.1);

更改了超声导波传感器见年版的

h)(8.2,20148.3);

增加了检测仪功能分类见

i)(8.3.1);

更改了试样见年版的

j)(8.4,20148.7);

更改了检测设备维护与核查见年版的

k)(8.5,20148.8);

删除了检测条件确定见年版的

l)(20149.1.4);

增加了导波检测模态与频率的选择见

m)(9.2);

更改了检测实施见年版的

n)(9.5,20149.4);

增加了对比检测见

o)(9.6);

更改了不可接受信号的处理见年版的

p)(10.2.4,201410.2.4)。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由全国无损检测标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC56)。

本文件起草单位中国特种设备检测研究院华中科技大学浙江大学上海材料研究所有限公司

:、、、、

湖南省特种设备检验检测研究院杭州浙达精益机电技术股份有限公司中特检云智安全科技嘉兴有

、、()

限公司北京科海恒生科技有限公司山东瑞祥模具有限公司山东科捷工程检测有限公司安徽华夏高

、、、、

科技开发有限责任公司

。

本文件主要起草人沈功田郑阳唐志峰丁杰武新军胡斌彭小兰张君娇李素军王俊杰

:、、、、、、、、、、

李光海高广兴吕福在张鹏飞段庆儒魏忠瑞段元锋史明澄陈会明梁玉梅李寰

、、、、、、、、、、。

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为

:

年首次发布为

———2014GB/T31211—2014;

本次为第一次修订文件号变更为

———,GB/T31211.1—2024。

Ⅲ

GB/T312111—2024

.

引言

超声导波检测技术作为无损检测的重要组成部分广泛应用于石油化工电力海洋工程交通等

,、、、、

领域的管道轨道板壳等波导类结构内外缺陷的检测在带包覆层和隐蔽遮挡等结构不可达区域检测

、、,

中具有突出优势且单次检测距离长工作效率高为保障设备安全运行提供重要技术手段

,、,。

超声导波检测技术包含磁致伸缩压电超声电磁超声激光超声等多种方法建立超声导波检测

、、、。

的总则有利于超声导波各具体检测方法的规范开展拟由两个部分构成

,。GB/T31211。

第部分总则目的在于规定超声导波对管材棒材板材线材型材等横截面几何形状规

———1:。、、、、

则的结构件进行检测的总体要求

。

第部分磁致伸缩法目的在于规定用于快速发现构件中存在截面损失的磁致伸缩超声导

———2:。

波检测的具体要求

。

本文件是的第部分对超声导波检测的总体要求进行规范本次对

GB/T312111,。GB/T31211—

进行修订建立超声导波检测标准体系明确了超声导波检测通用的技术要求发挥

2014,GB/T31211,,

基础性支撑作用有利于促进超声导波检测技术的推广应用

,。

Ⅳ

GB/T312111—2024

.

无损检测超声导波检测

第1部分总则

:

1范围

本文件描述了利用磁致伸缩压电超声电磁超声激光超声等多种超声导波对被检构件检测的通

、、、

用方法

。

本文件适用于管材棒材板材线材含绳索型材等横截面几何形状规则的弹性固体结构件的

、、、(、)、

超声导波检测

。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适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单适用于

,;,()

本文件

。

无损检测人员资格鉴定与认证

GB/T9445

无损检测术语超声检测

GB/T12604.1

无损检测通用术语和定义

GB/T20737

3术语和定义

和界定的以及下列术语和定义适用于本文件

GB/T12604.1GB/T20737。

31

.

波导waveguide

定向引导特定频率超声波的结构件

。

注如细棒材管材或薄板等当其壁厚与波长接近时则纵波和横波受边界条件的影响不按原来的模式传播而

:、。,,,

是按照特定的形式传播

。

32

.

超声导波ultrasonicguidedwave

沿着波导结构表面或内部按特定导波模态传播的超声波

(3.1)(3.6)。

33

.

频散dispersion

波速随频率变化的现象

。

34

.

频散方程dispersiveequation

根据特定边界条件满足弹性动力学特解的方程反映了波速与频率的关系

、,。

35

.

频散曲线dispersioncurve

求解频散方程得到的波速与频率的关系曲线

(3.4)。

注频散曲线的横坐标表示频厚积频率波长或波数纵坐标表示群速度或相速度

:、、,。

1

GB/T312111—2024

.

36

.

导波模态guidedwavemodes

由波导的几何形状边界条件和介质性质等因素决定的导波在传播过程中的特定运动形式

(3.1)、。

37

.

波结构structureofwave

对同一导波模态某一频率下导波传递过程中的质点位移或应力在构件中的分布状态

(3.6)。

38

.

频厚积productoffrequencyandthickness

导波激励频率与波导厚度的乘积

(3.1)。

39

.

水平剪切导波horizontalshearguidedwave

在薄板类结构中振动方向垂直于波的传播方向且平行于板上下表面的超声导波

,(3.2)。

310

.

截面损失crosssectionalarealoss

被检构件缺陷处横截面减少的面积

。

311

.

截面损失率ratioofcrosssectionalarealoss

被检构件截面损失与其公称截面面积的比值

(3.10)。

4检测原理

41检测基本原理

.

根据被检构件特征采用一定的方式在构件中激励出沿构件传播的导波当该导波遇到缺陷时产

,,,

生反射或透射波采用接收传感器接收到该波信号通过分析该波信号特征或传播时间即实现对缺陷

,,,

位置或大小的判别以管道检测为例图为超声导波检测原理示意图

。,1。

标引序号说明

:

激励传感器

1———;

接收传感器

2———;

弹性波

3———;

缺陷

———。

4

图1超声导波检测原理示意图

42方法分类

.

根据超声导波产生与接收的物理原理分为以下类别

,:

磁致伸缩超声导波技术

———;

压电超声导波技术

———;

电磁超声导波技术

———;

2

GB/T312111—2024

.

激光超声导波技术

———。

按传感器布置方式分为以下类别

,:

反射式

———;

透射式

———。

上述不同的检测技术具有不同的适用对象和特点常见检测对象的检测方法选择见附录

,A。

43检测时机

.

超声导波检测在以下阶段实施

:

材料或构件制造及安装过程的检测包括最终验证试验

———,;

构件投入使用后的在役检测

———;

构件运行过程中的在线检测和监测

———。

5安全要求

使用本文件的用户应在检测前建立安全准则

。

检测过程中的安全要求应至少包括以下要素

:

在实施检测前对检测过程中伤害检测人员的各种危险源加以辨识并对检测人员进行培训和

a),,

采取必要的保护措施

;

检测人员遵守被检构件现场的安全要求根据检测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴有关防

b),

护设备

;

若有要求使用的电子仪器具有防爆功能

c),;

在进行在线检测时制定特别的安全措施

d),;

在封闭空间内进行操作时辨识氧气含量等相应因素采取必要的保护措施

e),,;

在高空进行操作时辨识人员检测设备器材坠落等因素采取必要的保护措施

f),、,;

在极端环境下进行操作时如低温高温等条件下辨识人员冻伤烫伤中暑等因素采取必要

g),、,、、,

的保护措施

。

6人员资格

采用本文件进行检测的人员应具备超声导波方面的基础知识并按的要求或有关主

,,GB/T9445

管部门的规定取得相应无损检测人员资格鉴定机构颁发或认可的超声检测等级资格证书从事相应资

,

格等级规定的检测工作

。

7通用检测工艺规程

从事超声导波检测的单位应按本文件的要求制定通用检测工艺规程其内容应至少包括以下要素

,:

适用范围

a);

引用标准法规

b)、;

检测人员资格

c);

检测仪器设备如传感器传感器夹具信号线电缆线仪器主机检测数据采集和分析软

d),、、、、、

件等

;

被检构件的信息如几何形状与尺寸材质设计与运行参数

e),、、;

检测覆盖范围及传感器型号

f);

3

GB/T312111—2024

.

被检构件表面状态及传感器安装方式

g);

检测时机

h);

对比试样及距离幅度曲线

i)-;

检测过程和数据分析解释

j);

检测结果的评定

k);

检测记录报告和资料存档

l)、;

工艺规程的编制审核和批准人员

m)、;

编制日期

n)。

8检测系统

81检测系统构成

.

超声导波检测系统构成见图根据被检构件计算频散曲线选择导波模态和激励信号频率计算

2。,;

机根据计算结果控制信号发生单元产生所需频率的信号源经功率放大单元放大后驱动传感器产生所

,,

需模态的导波并在被检构件内传播传感器接收到导波在构件内传播遇到腐蚀等缺陷时产生的反射回

,;

波放大器将传感器接收到的信号放大后通过模数转换输入计算机计算机进行信号分析处理后得到

;,,

检测信号波形及结果

。

图2超声导波检测系统构成

82超声导波传感器

.

821传感器分类

..

8211按传感器产生超声导波的工作原理分类传感器分为以下类型

...,:

磁致伸缩式

———;

压电式

———;

电磁超声式

———;

激光超声式

———。

8212按传感器与被检构件的接触方式不同传感器分为以下类型

...,:

接触式包括干耦合式黏结式

———,、;

非接触式

———。

8213按传感器激励与接收的导波模态分类传感器分为以下类型

...,:

柱状导波包含扭转模态Tmn纵向模态Lmn弯曲模态Fmn

———,(,)、(,)、(,);

注m代表模态的族数n代表圆周阶数

:,。

兰姆波包含对称模态反对称模态

———,S、A;

水平剪切导波包含水平剪切模态

———,SH。

4

GB/T312111—2024

.

822传感器选择

..

选择传感器应辨识以下因素

:

构件的材料特性如是否导电或导磁等

———,;

构件的几何形状如管材板材棒材线材型材等

———,、、、、;

构件的外部状况如表面可接近状况包覆层材料等

———,、;

构件的工作环境状况如工作温度工作介质和承载状态等

———,