GBT 11343-2008 无损检测 接触式超声斜射检测方法.pdf
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1、书书书犐 犆 犛 犑 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准犌 犅犜 代替 无损检测接触式超声斜射检测方法犖 狅 狀 犱 犲 狊 狋 狉 狌 犮 狋 犻 狏 犲 狋 犲 狊 狋 犻 狀 犵犘 狉 犪 犮 狋 犻 犮 犲 犳 狅 狉狌 犾 狋 狉 犪 狊 狅 狀 犻 犮犪 狀 犵 犾 犲 犫 犲 犪 犿狋 犲 狊 狋 犻 狀 犵犫 狔 狋 犺 犲 犮 狅 狀 狋 犪 犮 狋犿 犲 狋 犺 狅 犱 发布 实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发 布书书书前言本标准修改采用 ( ) 接触式超声斜射检测方法 ( 英文版) 。本标准根据 ( ) 重新
2、起草。考虑到我国国情, 在采用 ( ) 时, 本标准做了一些修改。有关技术性差异如下: 删除 标准的 和 ; 将规范性引用文件 改为 ; 将规范性引用文件 改为 ; 将规范性引用文件 改为 ; 将规范性引用文件 改为 和 ; 将规范性引用文件 和 改为 ; 增加规范性引用文件 ; 删除规范性引用文件 和 ; 删除 标准的第 章。为便于使用, 本标准还做了下列编辑性修改: “ 本方法” 一词改为“ 本标准” ; 插入 规定的引导语; 删除英制单位和数据, 仅保留 制单位和数据; 重新编排了部分条号和标题, 以符合 的要求。本标准代替 接触式超声斜射探伤方法 。本标准与 相比主要变化如下: 修改和
3、增加了检测原理和应用举例; 增加了检测项目合同等要求。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国无损检测标准化技术委员会( ) 归口。本标准起草单位: 上海宝钢工业检测公司、 上海材料研究所、 常州超声电子有限公司。本标准主要起草人: 宁锴、 罗云东、 于宝虹、 潘振新。本标准所代替标准的历次版本发布情况为: 。犌 犅犜 无损检测接触式超声斜射检测方法范围本标准规定了采用接触式超声斜射脉冲回波技术( 包括超声斜射纵波、 横波、 瑞利波、 莱姆波) 对材料进行超声检测的方法, 同时对系统设备及校准做了适当的规定。规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用
4、文件, 其随后所有的修改单( 不包括勘误的内容) 或修订版均不适用于本标准, 然而, 鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件, 其最新版本适用于本标准。 无损检测应用导则 无损检测人员资格鉴定与认证( , : , ) 无损检测术语超声检测( , : , ) 无损检测超声检测号校准试块( , : , ) 无损检测通用术语和定义( , : , ) 接触式超声纵波直射探伤方法 型脉冲反射式超声波系统工作性能测试方法术语和定义 和 确立的术语和定义适用于本标准。要点和应用 将电脉冲施加在压电换能器上即能将电能转变为机械能。在斜射波探头中, 换能器通常发生厚
5、度变化, 产生压缩与扩张。这种纵波( 压缩波) 将通过斜楔( 通常为一种塑料) 。换能器表面与斜楔接触面之间的角度等于被检表面法线与入射波束之间的角度。图表示超声波束的入射角和折射角。图折射 当斜探头的检查面与材料耦合时, 超声波将在材料中传播, 如图所示。超声波在材料中的传播犌 犅犜 角度( 从被检表面的法线量起) 和振动的模式将根据斜楔角度、 斜楔中的超声声速和被检材料中的超声声速而定。当材料厚度大于几个波长时, 材料中传播的波可以是纵波和横波。单纯的横波、 横波和表面波、 单纯的表面波, 在界面上也可能产生全反射( 见图) 。在薄的材料中( 最长为几个波长的厚度) , 从斜探头中来的波可
6、能以不同模式的板波在材料中传播。图波型振动模式图有机玻璃中探头楔块的角度 () 所有模式的超声振动都可用做材料的斜射法检测。材料结构和不连续可能存在的位置和取向将决定选择波束的方向和振动的模式。如何使用斜射波和选择适当的波型, 需要有关物体几何形状、 预期不连续的可能存在位置、 大小、 取向和反射率, 以及超声波传播的物理定律等方面的知识。必须知道或测定所使用检验系统的特性和被检材料的超声性能。)斜射纵波如图所示, 斜射纵波的折射角为 ( 此时同时存在的斜射横波很弱, 如图所示) , 它将可用于轴类工件的端面上利用直接反射或角反射探测疲劳裂纹。如图所示的交叉波束的双换能器型探头产生的斜射纵波可
7、用来测厚或检查平行于检查面的反射体, 如分层等不连续( 如图所示) 。当反射体的主平面与检查面的夹角不超过 时, 将为垂直于反射体主平面的斜射纵波提供最佳反射条件。 的斜射纵波将随着角度的增加而变弱, 与此同时共存的斜射横波也将随之增强。在材料中斜射纵波的幅度在约为 时与 的斜射横波的幅度相等, 将同时存在于材料中( 如图所示) 。由于两束波以不同速度和不同方向同时传播将引起混乱, 故很少应用此范围内的斜射波。犌 犅犜 图轴类图厚度图纵向角度图同时发生的波束)斜射切变波( 横波)在 范围内的斜射切变波是最常用的斜射波。斜射横波在下列情况下能探测到材料中的不连续, 即当反射体的平面与材料表面垂直
8、, 则依靠角反射或再辐射现象( 如图所示) 。当超声波束与反射体平面相互垂直, 则依靠直接反射( 如图所示) 。平行于检查面的反射体( 如图 所示钢板中的分层) 很少能被斜射波探测到, 除非同时有另一反射体, 例如在钢板边缘处的分层( 如图 所示) , 由于分层和钢板边缘造成的角反射而能被探测出来。通常分层应用直射波探测和评价。斜射横波应用于焊缝检测时, 利用角反射, 可探出未熔合( 如图 所示) , 利用柱面反射或角反射而能使之检测出来( 如图 所示) 。 的斜射横波经常在材料表面上同时产生表面波, 两束波以稍有不同的角度和不同的速度传播将产生混乱, 故此角度范围内的斜射波应用是受到限制的。
9、犌 犅犜 图角反射图法向平面图 叠层图 边缘分层犌 犅犜 图 未焊透图 未熔合图 夹渣或气孔图 裂纹)在表面传播的瑞利波在表面传播的瑞利波以与检查面法线成 方向在检查面上传播。在厚度大于两个波长的材料中, 瑞利波的能量大约穿透到一个波长的深度。但由于能量以指数式分布, 半数能量集中在离表面波长的深度范围内。长度方向与瑞利波传播方向垂直的裂纹能被检出, 其深度可用改变瑞利波频率的犌 犅犜 方法加以估计, 因为波长改变后透入深度也改变, 波长等于速度除以频率, 表面下不连续如在表面下一个波长范围内, 可被瑞利波发现。狏犳)莱姆波莱姆波传播时检查法线成 , 并在整个材料中产生椭圆形的质点振动。根据材
10、料厚度与检查用频率, 这些振动存在于不同数量的振动层中, 并以低于瑞利波至接近纵波的速度传播。非对称性莱姆波有奇数个椭圆层振动而对称性莱姆波有偶数个椭圆层振动。资质 为了检测工作有效进行, 下列条款要求供需各方达成一致。)检测人员资格参与检测项目的检测人员应具备由国家认可的专业机构认证的作业资质, 使用国家、 行业、 企业或其他认证部门认证的标准或规范( 如 ) 。所需人员资质以及适用的标准、 规范需签署合同各方认可。)检测企业资质参与检测项目的检测机构需按 资质认证及评估, 所使用 的版本应在合同当中指明。 微观结构特殊的材料( 如 中所述) , 检测方法和过程须由相关各方商定。设备 仪器超
11、声检测仪应能产生、 接收、 放大高频电脉冲, 并将其显示在示波管( ) 或工作在仪器规定频率下的读出装置上。 探头探头应能按校准工艺的规定, 在探测不连续所需的各种频率和能量水平上向被检验材料发射及接收超声波。探头装有斜楔, 以便在需要的角度和工作模式上向被检物体发射超声波。 耦合剂耦合剂通常是液体或半液体, 需将其加在检查表面和探头工作面之间, 以便超声波能从探头投入被检验材料, 典型的耦合剂包括甘油、 水、 纤维塑胶、 机油、 乳化油和牛油等, 也可添加防锈剂或润湿剂或两者同时应用。选择的耦合剂应对产品或工艺无害。耦合介质选择时应使其黏度适用于被检材料的表面粗糙度。检验粗糙表面时通常需用高
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