ICS 77.040.20 CCS H 26 团 体 标 准 T/CSTM 00422—20 22 无损检测 中低频磁致伸缩超声导波 B扫描 检测方法 Non-destructive testing — B-scan test method for low and medium frequency ultrasonic guided waves based on magnetostrictive effect 2022-12-09发布 2023-03-09 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00422— 2022 I 前 言 本文件参照 GB/T 1.1—20 20《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》 的规定 起草。 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这些专利的责任。 本文件由 中国材料与试验团体标准委员会无损检测技术及仪器领域委员会（ CSTM/FC 94）提出。 本文件由 中国材料与试验团体标准委员会无损检测技术及仪器领域委员会（ CSTM/FC 94）归口。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00422-2022 1 无损检测 中低频磁致伸缩超声导波 B扫描检测方法 1 范围 本文件规定了利用中低频磁致伸缩超声导波 B扫描检测技术对构件中存在横截面积变化的缺陷进 行成像检测方法。 本文件适用于外径大于 100mm，壁厚1.4mm~30mm 的金属无缝管、直缝管以及壁厚为 1mm~30mm 的金属板。金属管和金属板（统称构件）的工作温度范围在- 20℃~+200℃。 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。 GB/T 9445 无损检测 人员资格鉴定与认证 GB/T 28704 无损检测 磁致伸缩超声导波检测方法 GB/T 31211 无损检测 超声导波检测 总则 GB/T 12604.1 无损检测 术语 超声检测 NB/T 47013.3 承压设备无损检测 第3部分：超声检测 3 术语和定义 GB/T 12604.1 、GB/T 28 704和GB/T31211 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 中低频磁致伸缩超声导波 low and medium frequency ultrasonic guided waves based on magnetostrictive effects 基于磁致伸缩原理激励的频率范围在 5kHz ~300kHz的超声导波。 3.2 导波 B型显示 B-display of guided waves 超声导波检测结果在被检构件表面的投影成像显示方式，图像的横坐标代表声程，纵坐标 代表探头 沿垂直导波传播方向移动的距离或角度，如图 1所示。以检测金属 板为例，导波 B型显示为反射回波幅 度在平面检测区域的投影 ，如图 2所示；以 检测金属管道 为例，导波 B型显示为反射回波幅度在曲面 检 测区域沿周向展开 平面的投影 ，如图 3所示。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00422— 2022 2 图1 某管道周向扫查时的导波 B扫描成像图 图2 超声导波在板上的 B扫描检测示意图 图3 超声导波在管道上的 B扫描检测示意图 4 方法概要 4.1 原理 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00422-2022 3 中低频磁致伸缩超声导波 B扫描检测是利用磁致伸缩效应及其逆效应激励和接收中低频超声导波， 并在垂直于声束方向移动探头从而实现对构件进行扫查的一种检测方法，其检测方式如图 1所示。中低 频磁致伸缩超声导波 B扫描检测在金属管中的导波模态为 T(n,1)，在金属板中的导波模态为 SH波。 4.2 中低频超声导波检测的特点 基于磁致伸缩原理激励超声导波具有盲区小、换能器结构简单、操作方便的特点；基于磁致伸缩原 理在中低频范围内激励的超声导波以磁致伸缩力为主，由涡流引起的洛伦兹力较弱，具有模态纯净、频 散少、换能效率高的特点。 4.2.1 中低频超声导波 B扫描检测的优点 超声导波 B扫描检测以局部单点激励进行横向扫描检测，具有以下的优点： a) 检测结果采用二维图像显示，相比 A扫描检测，增加了横向位置信息，能实现缺陷的二维定 位； b) 能分辨出管道相同声程位置上周向分布的多个特征，如仪表管接头、焊接支架和缺陷等，可避 免采用管道全圆周激励时产生轴对称模态导波（如 T(0,1)、L(0,2)等）出现的漏检； c) 相对于全圆周激励的轴对称管道导波，声波能量集中，检测灵敏度更高。 4.2.2 中低频超声导波 B扫描检测的缺点 中低频超声导波 B扫描检测有以下缺点： a) 只能获得管道横截面积的变化当量，不能测得管道壁厚损失的准确值； b) 不能区分缺陷处于构件厚度方向上的位置，如内表面和外表面； c) 由于局部激励加载导致声束扩散，相对于轴对称管道导波（如 T(0,1)、L(0,2)等），检测距离 较短。 5 安全要求 本文件没有列出检测施工时所有的安全要求，使用本文件的用户应在检测前建立安全准则。 检测施工过程中至少包括如下安全要求： a) 在检测前的施工阶段，应对施工中可能伤害施工人员的各种危险源加以辨识，并对施工人员进 行培训和采取必要的保护措施 ； b) 施工人员应遵守检测现场的安全要求，根据要求穿戴防护工作服和佩戴有关防护设备 ； c) 当采用强磁体对磁致伸缩条带进行磁化时，应严格按照操作规程进行操作，并采用必要的保护 措施以防止夹伤 ； d) 若有要求，现场使用的任何设备都应具有防爆功能 ； e) 在封闭空间内进行操作时，应考虑氧气含量等因素，并采取必要的保护措施 ； f) 在高空进行操作时，应考虑人员、检测设备、器材坠落等因素，并采取必要的保护措施 ； g) 在极端环境下进行施工时，如低温、高温等条件下，应考虑人员冻伤、烫手、中暑等因素，并 采取必须要的保护措施。 6 检测人员要求 从事超声导波检测的人员应按 GB/T 9445 的要求或者有关主管部门的规定取得相应无损检测人员认 证机构颁发的超声检测或超声导波检测资格证书，并从事相应等级规定的检测工作。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00422— 2022 4 检测人员应经过专门培训，熟悉仪器的性能，可以独立操作和进行数据分析。且应该掌握被检构件 材质、常见缺陷及其可能产生部位等知识，能根据检测结果进行综合判定。 7 检测工艺文件 7.1 检测工艺规程 检测前，应按照本文件的要求制定通用检测工艺规程，其至少应包括如下内容： a) 适用范围； b) 引用标准、法规； c) 检测人员资格、施工人员条件； d) 检测设备：超声导波检测仪、电缆线、 B扫描探头、数据采集和分析软件等； e) 被检测构件的信息：尺寸、材质、结构特征与运行参数等，部分信息可采用图形表示； f) 检测过程和检测数据分析报告； g) 检测结果的评定； h) 检测记录、报告和资料存档； i) 工艺规程的编制、审核和批准人员； j) 编制日期。 7.2 操作指导书或工艺卡 应按9.2执行 8 检测设备 8.1 检测仪器 检测用的超声导波检测仪器应满足如下要求： a) 工作扫频范围 ：5kHz~300kHz，分辨率不小于 1kHz； b) 激励脉冲电压：≥250V； c) 脉冲重复频率： ≥20Hz； d) 可调增益范围： ≥60dB； e) 发射接收模式： 收发一体或收发分离 可选； f) 方向控制：与 B扫描探头配合实现导波传播方向控制，并 具备识别镜像波功能 ； g) 适用环境条件 ：温度 -15℃~+40℃，湿度 10%RH~80%RH ； h) 接口：外部编码器等。 8.2 B扫描探头 检测用的中低频磁致伸缩超声导波 B扫描探头应满足如下要求： a) 可实现管道导波的局部激励加载，在构件表面产生剪切谐振 ； b) 可配合检测仪器实现导波方向的控制 ； c) 可适配被检测构件表面形状，对于管道最小适配 直径为Ф100mm ； d) 常规探头工作温度 范围为 -20℃~+60℃；高温探头工作温度最高可达 200℃； e) 带编码器装置，可记录 B扫描探头在被检测工件上 的横向移动 相对位置 ； f) 工作状态应具有声、光提示功能。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00422-2022 5 8.3 检测信号分析软件 磁致伸缩超声导波 B扫描检测的分析软件应至少包含以下功能：