ICS_ 19. 100 J 04 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 28704—2012 无损检测 磁致伸缩超声导波检测方法 Non-destructive testingTest method for ultrasonic guided wave testing based on magnetostrictive effects 2012-09-03发布 2013-03-01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/T28704—2012 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56）提出并归口。 本标准起草单位：中国特种设备检测研究院、华中科技大学、上海泰司检测科技有限公司、北京康坦 科技有限公司、河北省锅炉压力容器监督检验院、江西省锅炉压力容器检验检测研究院、河南省锅炉压 力容器安全检测研究院、制造装备数字化国家工程研究中心、上海材料研究所、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。 本标准主要起草人：沈功田、武新军、徐江、刘德宇、景为科、赵培征、李光海、侯旭东、马建宇、 兰清生、党林贵、吴占稳、孙鹏飞、金宇飞、梁玉梅、李寰。 GB/T28704—2012 无损检测 磁致伸缩超声导波检测方法 1范围 本标准规定了用于快速发现构件中存在截面损失的磁致伸缩超声导波检测方法。 管状，直径为10mm～80mm棒状和直径为10mm～185mm束状等构件的表面和内部缺陷。如果合 同各方同意，也可适用于上述构件的对接焊缝或其他构件的检测。 本标准未建立评价判据，具体的判据由合同各方协商确定 本标准没有完全给出进行检测时的安全要求，使用本标准的各方有义务在检测前建立适当的安全 和防护准则。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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。 GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证（ISO9712:2005，IDT） GB/T12604.1无损检测术语超声检测（ISO5577:2000,IDT） GB/T 12604.6 无损检测术语涡流检测 GB/T 15822. 1 无损检测 磁粉检测第1部分：总则（ISO9934-1：2001,IDT） GB/T 19943 无损检测 金属材料X和伽玛射线照相检测基本规则（ISO5579：1998,IDT） JB/T 4730.2 承压设备无损检测第2部分：射线检测 JB/T4730.3 承压设备无损检测 第3部分：超声检测 JB/T4730.4 承压设备无损检测 第4部分：磁粉检测 3术语和定义 GB/T12604.1和GB/T12604.6界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 磁致伸缩效应 magnetostrictiveeffect 磁致伸缩 铁磁性材料受外磁场作用时，其尺寸、形状发生变化的现象。 3.2 逆磁致伸缩效应 inverse magnetostrictive effect 逆磁致伸缩 铁磁性材料在受到（长度方向）轴向外力时，其内部磁场状态发生变化的现象。 3.3 超声导波 ultrasonicguidedwave 超声波。 1 SAC GB/T28704—2012 3. 4 模态mode 导波在传播过程中的特定运动形式，在管、棒等中有纵向、扭转和弯曲三种模态： a） 纵向模态一一以压缩伸长运动形式在构件中传播的导波模态； b）扭转模态一一以扭转运动形式在构件中传播的导波模态； c） 弯曲模态一一以弯曲运动形式在构件中传播的导波模态。 3.5 截面损失 cross sectional area loss 被检构件缺陷处横截面减少的面积 3.6 截面损失率 ratio of cross sectional area loss 被检材料或构件缺陷处横截面减少的面积与其公称横截面总面积的比值。 3.7 频散dispersion 波速随频率而变化的现象。 3.8 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。 3.9 频散曲线 dispersion curve 求解频散方程得到的波速与频率的关系曲线。一般横坐标表示波的频率、波长或周期，纵坐标表示 群速度或相速度。 3.10 有效检测距离effectivetestinglength 在一定灵敏度条件下仪器可达到的最大检测距离。 3.11 磁致伸缩带 magnetostrictivefilm 具有较强磁致伸缩效应的材料制成的带材，如镍合金带、铁钴硬磁合金带、Terfenol-D合金带等。 4方法概要 4.1概述 磁致伸缩超声导波检测方法，是利用磁致伸缩效应在构件中产生的超声导波，对构件实施检测的一 种方法。 磁致伸缩超声导波检测方法分为直接法和间接法两种。 4.2直接法 本方法利用材料自身的磁致伸缩效应在构件中直接激励和接收导波，只能适用于被检对象为铁磁 性材料的检测，其检测原理如图1所示。这种方法的（磁致伸缩）传感器包括激励线圈、检测线圈和提供 偏置磁场的磁化器三个部分。两种线圈为与被检铁磁性材料构件同轴的螺线管，用于实现交变磁场和 应力波之间的能量与信号转换。偏置磁场沿轴线方向，其作用主要有两方面，一是提高磁能与声能的换 能效率，二是选择导波模态，偏置磁场可以采用电磁或永磁方式加载。在进行检测时，首先向激励线圈 通入大电流脉冲，产生交变磁场；激励线圈附近的铁磁材料由于磁致伸缩效应受到交变应力作用，从而 2 GB/T28704—2012 激励出超声波脉冲；超声脉冲沿被检构件轴线传播时，不断在构件内部发生反射、折射和模式转换，经过 复杂的干涉与叠加，最终形成稳定的导波模态。当构件内部存在缺陷时，导波将在缺陷处被反射返回； 当反射回来的应力波通过检测线圈时，由于逆磁致伸缩效应会引起通过检测线圈的磁通量发生变化，检 测线圈将磁通量变化转换为电压信号；通过测量检测线圈的感应电动势就可以间接测量反射回来的超 声导波信号的时间和幅度，从而获取缺陷的位置和大小等信息 激励电流 激励线阁 电压信号 检测线圈 W W 被检构件 磁化器 图1直接激励法磁致伸缩导波检测原理图 4.3间接法 本方法基于磁致伸缩效应在磁致伸缩带上激励导波，通过干耦合或粘接耦合的方式将导波由磁致 带，基于逆磁致伸缩效应，实现导波接收。该方法既适用于铁磁性材料的检测，也适用于非铁磁性材料 的检测，其检测原理如图2所示。这种方法的超声导播传感器包括线圈和磁致伸缩带两部分，磁致伸缩 带在使用前，需要进行预磁化。检测时，磁致伸缩带与被检构件可采用固化胶紧密粘贴、也可用其他方 式紧密耦合，实现声能传递。其检测缺陷的原理与4.2相同。 被检构件 磁致仲缩带 线圈 图2间接激励法磁致伸缩导波检测原理 5安全警示 本章没有列出进行检测时所有的安全要求，使用本标准的用户应在检测前建立安全准则 检测过程中的安全要求至少如下： a）检测人员应遵守被检件现场的安全要求，根据检测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴有关防 护设备； b) 如有要求，使用的电子仪器应具有防爆功能； 3