GBT 31211.1-2024 無(wú)損檢測(cè) 超聲導(dǎo)波檢測(cè) 第1部分：總則

無(wú)損檢測(cè)超聲導(dǎo)波檢測(cè)Part1:Generalprinciple2024-04-25發(fā)布IGB/T31211.1—2024前言 Ⅲ引言 12規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 14檢測(cè)原理 5安全要求 6人員資格 7通用檢測(cè)工藝規(guī)程 38檢測(cè)系統(tǒng) 9檢測(cè)程序 910檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)和處理 11檢測(cè)記錄與報(bào)告 附錄A(資料性)超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的推薦 附錄B(資料性)管材和板材構(gòu)件的頻散曲線與波結(jié)構(gòu)分析 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T31211《無(wú)損檢測(cè)超聲導(dǎo)波檢測(cè)》的第1部分。GB/T31211已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：總則；——第2部分：磁致伸縮法。本文件代替GB/T31211—2014《無(wú)損檢測(cè)超聲導(dǎo)波總則》,與GB/T31211—2014相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外，主要技術(shù)變化如下：a)更改了部分術(shù)語(yǔ)和定義(見(jiàn)第3章，2014年版的第3章);b)更改了檢測(cè)原理(見(jiàn)4.1,2014年版的第4章);c)增加了超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)分類(lèi)(見(jiàn)4.2);d)刪除了超聲導(dǎo)波檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)、局限性(見(jiàn)2014年版的第4章);e)更改了安全要求(見(jiàn)第5章，2014年版的第5章);f)更改了通用檢測(cè)工藝規(guī)程(見(jiàn)第7章，2014年版的7.1);g)更改了檢測(cè)儀器系統(tǒng)(見(jiàn)8.1,2014年版的8.1);h)更改了超聲導(dǎo)波傳感器(見(jiàn)8.2,2014年版的8.3);i)增加了檢測(cè)儀功能分類(lèi)(見(jiàn)8.3.1);j)更改了試樣(見(jiàn)8.4,2014年版的8.7);k)更改了檢測(cè)設(shè)備維護(hù)與核查(見(jiàn)8.5,2014年版的8.8);1)刪除了檢測(cè)條件確定(見(jiàn)2014年版的9.1.4);m)增加了導(dǎo)波檢測(cè)模態(tài)與頻率的選擇(見(jiàn)9.2);n)更改了檢測(cè)實(shí)施(見(jiàn)9.5,2014年版的9.4);o)增加了對(duì)比檢測(cè)(見(jiàn)9.6);p)更改了不可接受信號(hào)的處理(見(jiàn)10.2.4,2014年版的10.2.4)。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由全國(guó)無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC56)提出并歸口。本文件起草單位：中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院、華中科技大學(xué)、浙江大學(xué)、上海材料研究所有限公司、湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院、杭州浙達(dá)精益機(jī)電技術(shù)股份有限公司、中特檢云智安全科技(嘉興)有限公司、北京科海恒生科技有限公司、山東瑞祥模具有限公司、山東科捷工程檢測(cè)有限公司、安徽華夏高科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司。本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為：——2014年首次發(fā)布為GB/T31211—2014;——本次為第一次修訂，文件號(hào)變更為GB/T31211.1—2024。超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)作為無(wú)損檢測(cè)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、海洋工程、交通等領(lǐng)域的管道、軌道、板殼等波導(dǎo)類(lèi)結(jié)構(gòu)內(nèi)外缺陷的檢測(cè)，在帶包覆層和隱蔽遮擋等結(jié)構(gòu)不可達(dá)區(qū)域檢測(cè)中具有突出優(yōu)勢(shì)，且單次檢測(cè)距離長(zhǎng)、工作效率高，為保障設(shè)備安全運(yùn)行提供重要技術(shù)手段。超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)包含磁致伸縮、壓電超聲、電磁超聲、激光超聲等多種方法。建立超聲導(dǎo)波檢測(cè)的總則，有利于超聲導(dǎo)波各具體檢測(cè)方法的規(guī)范開(kāi)展。GB/T31211擬由兩個(gè)部分構(gòu)成。——第1部分：總則。目的在于規(guī)定超聲導(dǎo)波對(duì)管材、棒材、板材、線材、型材等橫截面幾何形狀規(guī)則的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)的總體要求。 第2部分：磁致伸縮法。目的在于規(guī)定用于快速發(fā)現(xiàn)構(gòu)件中存在截面損失的磁致伸縮超聲導(dǎo)波檢測(cè)的具體要求。本文件是GB/T31211的第1部分，對(duì)超聲導(dǎo)波檢測(cè)的總體要求進(jìn)行規(guī)范。本次對(duì)GB/T31211—2014進(jìn)行修訂，建立GB/T31211超聲導(dǎo)波檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系，明確了超聲導(dǎo)波檢測(cè)通用的技術(shù)要求，發(fā)揮基礎(chǔ)性支撐作用，有利于促進(jìn)超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的推廣應(yīng)用。IN1無(wú)損檢測(cè)超聲導(dǎo)波檢測(cè)本文件描述了利用磁致伸縮、壓電超聲、電磁超聲、激光超聲等多種超聲導(dǎo)波對(duì)被檢構(gòu)件檢測(cè)的通用方法。本文件適用于管材、棒材、板材、線材(含繩、索)、型材等橫截面幾何形狀規(guī)則的彈性固體結(jié)構(gòu)件的超聲導(dǎo)波檢測(cè)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T9445無(wú)損檢測(cè)人員資格鑒定與認(rèn)證GB/T12604.1無(wú)損檢測(cè)術(shù)語(yǔ)超聲檢測(cè)GB/T20737無(wú)損檢測(cè)通用術(shù)語(yǔ)和定義3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T12604.1和GB/T20737界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。定向引導(dǎo)特定頻率超聲波的結(jié)構(gòu)件。注：如細(xì)棒材、管材或薄板等。當(dāng)其壁厚與波長(zhǎng)接近時(shí)，則縱波和橫波受邊界條件的影響，不按原來(lái)的模式傳播，而是按照特定的形式傳播。沿著波導(dǎo)(3.1)結(jié)構(gòu)表面或內(nèi)部按特定導(dǎo)波模態(tài)(3.6)傳播的超聲波。波速隨頻率變化的現(xiàn)象。頻散方程dispersiveequation根據(jù)特定邊界條件、滿足彈性動(dòng)力學(xué)特解的方程，反映了波速與頻率的關(guān)系。頻散曲線dispersioncurve求解頻散方程(3.4)得到的波速與頻率的關(guān)系曲線。注：頻散曲線的橫坐標(biāo)表示頻厚積、頻率、波長(zhǎng)或波數(shù)，縱坐標(biāo)表示群速度或相速度。2導(dǎo)波模態(tài)guidedwavemodes由波導(dǎo)(3.1)的幾何形狀、邊界條件和介質(zhì)性質(zhì)等因素決定的導(dǎo)波在傳播過(guò)程中的特定運(yùn)動(dòng)形式。對(duì)同一導(dǎo)波模態(tài)(3.6)某一頻率下導(dǎo)波傳遞過(guò)程中的質(zhì)點(diǎn)位移或應(yīng)力在構(gòu)件中的分布狀態(tài)。頻厚積productoffrequencyandthickness導(dǎo)波激勵(lì)頻率與波導(dǎo)(3.1)厚度的乘積。水平剪切導(dǎo)波horizontalshearguidedwave在薄板類(lèi)結(jié)構(gòu)中，振動(dòng)方向垂直于波的傳播方向且平行于板上下表面的超聲導(dǎo)波(3.2)。截面損失crosssectionalarealoss被檢構(gòu)件缺陷處橫截面減少的面積。截面損失率ratioofcrosssectionalarealoss被檢構(gòu)件截面損失(3.10)與其公稱(chēng)截面面積的比值。4檢測(cè)原理4.1檢測(cè)基本原理根據(jù)被檢構(gòu)件特征，采用一定的方式在構(gòu)件中激勵(lì)出沿構(gòu)件傳播的導(dǎo)波，當(dāng)該導(dǎo)波遇到缺陷時(shí)，產(chǎn)生反射或透射波，采用接收傳感器接收到該波信號(hào)，通過(guò)分析該波信號(hào)特征或傳播時(shí)間，即實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷位置或大小的判別。以管道檢測(cè)為例，圖1為超聲導(dǎo)波檢測(cè)原理示意圖。標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——激勵(lì)傳感器；2——接收傳感器；3——彈性波；4——缺陷。圖1超聲導(dǎo)波檢測(cè)原理示意圖4.2方法分類(lèi)根據(jù)超聲導(dǎo)波產(chǎn)生與接收的物理原理，分為以下類(lèi)別：——磁致伸縮超聲導(dǎo)波技術(shù)；——壓電超聲導(dǎo)波技術(shù)；——電磁超聲導(dǎo)波技術(shù)；3——激光超聲導(dǎo)波技術(shù)。按傳感器布置方式，分為以下類(lèi)別：——反射式；——透射式。上述不同的檢測(cè)技術(shù)具有不同的適用對(duì)象和特點(diǎn)，常見(jiàn)檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)方法選擇見(jiàn)附錄A。4.3檢測(cè)時(shí)機(jī)超聲導(dǎo)波檢測(cè)在以下階段實(shí)施：——材料或構(gòu)件制造及安裝過(guò)程的檢測(cè)，包括最終驗(yàn)證試驗(yàn)；——構(gòu)件投入使用后的在役檢測(cè)；——構(gòu)件運(yùn)行過(guò)程中的在線檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。5安全要求使用本文件的用戶(hù)應(yīng)在檢測(cè)前建立安全準(zhǔn)則。檢測(cè)過(guò)程中的安全要求應(yīng)至少包括以下要素：a)在實(shí)施檢測(cè)前，對(duì)檢測(cè)過(guò)程中傷害檢測(cè)人員的各種危險(xiǎn)源加以辨識(shí)，并對(duì)檢測(cè)人員進(jìn)行培訓(xùn)和采取必要的保護(hù)措施；b)檢測(cè)人員遵守被檢構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)的安全要求，根據(jù)檢測(cè)地點(diǎn)的要求穿戴防護(hù)工作服和佩戴有關(guān)防護(hù)設(shè)備；c)若有要求，使用的電子儀器具有防爆功能；d)在進(jìn)行在線檢測(cè)時(shí)，制定特別的安全措施；e)在封閉空間內(nèi)進(jìn)行操作時(shí)，辨識(shí)氧氣含量等相應(yīng)因素，采取必要的保護(hù)措施；f)在高空進(jìn)行操作時(shí)，辨識(shí)人員、檢測(cè)設(shè)備器材墜落等因素，采取必要的保護(hù)措施；的保護(hù)措施。6人員資格采用本文件進(jìn)行檢測(cè)的人員，應(yīng)具備超聲導(dǎo)波方面的基礎(chǔ)知識(shí)，并按GB/T9445的要求或有關(guān)主管部門(mén)的規(guī)定取得相應(yīng)無(wú)損檢測(cè)人員資格鑒定機(jī)構(gòu)頒發(fā)或認(rèn)可的超聲檢測(cè)等級(jí)資格證書(shū)，從事相應(yīng)資格等級(jí)規(guī)定的檢測(cè)工作。7通用檢測(cè)工藝規(guī)程從事超聲導(dǎo)波檢測(cè)的單位應(yīng)按本文件的要求制定通用檢測(cè)工藝規(guī)程，其內(nèi)容應(yīng)至少包括以下要素：a)適用范圍；c)檢測(cè)人員資格；d)檢測(cè)儀器設(shè)備，如傳感器、傳感器夾具、信號(hào)線、電纜線、儀器主機(jī)、檢測(cè)數(shù)據(jù)采集和分析軟件等；e)被檢構(gòu)件的信息，如幾何形狀與尺寸、材質(zhì)、設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)；f)檢測(cè)覆蓋范圍及傳感器型號(hào)；4g)被檢構(gòu)件表面狀態(tài)及傳感器安裝方式；h)檢測(cè)時(shí)機(jī)；i)對(duì)比試樣及距離-幅度曲線；j)檢測(cè)過(guò)程和數(shù)據(jù)分析解釋?zhuān)籯)檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定；1)檢測(cè)記錄、報(bào)告和資料存檔；m)工藝規(guī)程的編制、審核和批準(zhǔn)人員；n)編制日期。8檢測(cè)系統(tǒng)8.1檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成超聲導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成見(jiàn)圖2。根據(jù)被檢構(gòu)件計(jì)算頻散曲線，選擇導(dǎo)波模態(tài)和激勵(lì)信號(hào)頻率；計(jì)算機(jī)根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制信號(hào)發(fā)生單元，產(chǎn)生所需頻率的信號(hào)源，經(jīng)功率放大單元放大后驅(qū)動(dòng)傳感器產(chǎn)生所需模態(tài)的導(dǎo)波，并在被檢構(gòu)件內(nèi)傳播；傳感器接收到導(dǎo)波在構(gòu)件內(nèi)傳播遇到腐蝕等缺陷時(shí)產(chǎn)生的反射回波；放大器將傳感器接收到的信號(hào)放大后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)分析處理后，得到檢測(cè)信號(hào)波形及結(jié)果。檢測(cè)信號(hào)波形及結(jié)果。頻散出線計(jì)算軟件信號(hào)發(fā)生單元信號(hào)采集信母處理單元功放單元激勵(lì)單元模數(shù)轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)放人器傳感器圖2超聲導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成8.2超聲導(dǎo)波傳感器8.2.1.1按傳感器產(chǎn)生超聲導(dǎo)波的工作原理分類(lèi)，傳感器分為以下類(lèi)型：——磁致伸縮式；——壓電式；——電磁超聲式；——激光超聲式。8.2.1.2按傳感器與被檢構(gòu)件的接觸方式不同，傳感器分為以下類(lèi)型：——非接觸式。8.2.1.3按傳感器激勵(lì)與接收的導(dǎo)波模態(tài)分類(lèi)，傳感器分為以下類(lèi)型： 柱狀導(dǎo)波，包含扭轉(zhuǎn)模態(tài)T(m,n)、縱向模態(tài)L(m,n)、彎曲模態(tài)F(m,n)注：m代表模態(tài)的族數(shù)，n代表圓周階數(shù)?！m姆波，包含對(duì)稱(chēng)模態(tài)S、反對(duì)稱(chēng)模態(tài)A;——水平剪切導(dǎo)波，包含水平剪切模態(tài)SH。5選擇傳感器應(yīng)辨識(shí)以下因素：——構(gòu)件的材料特性，如是否導(dǎo)電或?qū)Т诺龋弧獦?gòu)件的外部狀況，如表面可接近狀況、包覆層材料等；——構(gòu)件的工作環(huán)境狀況，如工作溫度、工作介質(zhì)和承載狀態(tài)等；——檢測(cè)目的和檢測(cè)缺陷的類(lèi)型等。根據(jù)不同的適用對(duì)象和特點(diǎn)，常見(jiàn)對(duì)象的傳感器選擇見(jiàn)附錄A。8.3檢測(cè)儀8.3.1檢測(cè)儀功能分類(lèi)檢測(cè)儀包含激勵(lì)單元、信號(hào)處理單元、上位機(jī)(計(jì)算機(jī))、信號(hào)采集與分析軟件等。根據(jù)超聲導(dǎo)波傳感器與儀器通道數(shù)，檢測(cè)儀分為以下類(lèi)型：——單通道檢測(cè)儀；——多通道檢測(cè)儀；——陣列檢測(cè)儀。根據(jù)超聲導(dǎo)波檢測(cè)信號(hào)掃查與分析方式，檢測(cè)儀功能分為以下類(lèi)型：——A型脈沖檢測(cè)功能；——B掃查成像檢測(cè)功能。儀器應(yīng)具有A掃描顯示功能，宜具有B掃描顯示功能。A型脈沖檢測(cè)功能，是一種顯示導(dǎo)波在長(zhǎng)距離被檢構(gòu)件中傳播歷程的檢測(cè)儀器。儀器的波形顯示界面顯示超聲導(dǎo)波的時(shí)域波形信號(hào)，即信號(hào)幅值(縱坐標(biāo))與傳播時(shí)間或距離(橫坐標(biāo))的關(guān)系曲線。B掃查成像檢測(cè)功能，是一種可顯示掃查方向上的不同位置處導(dǎo)波傳播歷程的檢測(cè)儀器。儀器的顯示界面顯示二維圖像信號(hào)，縱坐標(biāo)表示傳感器在被檢構(gòu)件掃查方向的位置，橫坐標(biāo)表示導(dǎo)波的傳播時(shí)間或傳播距離，云圖的顏色深度表示信號(hào)幅值大小。對(duì)于平板檢測(cè)，傳感器掃查方向?yàn)槠桨宓膶挾确较?O-Y),導(dǎo)波的傳播方向?yàn)?O-X),見(jiàn)圖3。對(duì)于管道檢測(cè)，若傳感器掃查方向?yàn)閳A周(θ)方向，導(dǎo)波的傳播方向?yàn)?O-Z)方向；若傳感器掃查方向?yàn)殚L(zhǎng)度(O-Z)方向，導(dǎo)波(周向?qū)Р?的傳播方向?yàn)閳A周(θ)6標(biāo)引說(shuō)明：1——掃查方向；2——傳感器；3——板類(lèi)被檢構(gòu)件；4——導(dǎo)波傳播方向；5—-B掃查圖像；O——笛卡爾坐標(biāo)系原點(diǎn)坐標(biāo)；X——笛卡爾坐標(biāo)系X方向坐標(biāo)軸(板長(zhǎng)度方向);Y——笛卡爾坐標(biāo)系Y方向坐標(biāo)軸(板寬度方向);Z——笛卡爾坐標(biāo)系Z方向坐標(biāo)軸(板厚度方向)。圖3超聲導(dǎo)波在板上的B掃查顯示示意圖a)管道周向B掃查示意圖b)管道軸向B掃查示意圖圖4超聲導(dǎo)波在管道上的B掃查顯示示意圖7標(biāo)引說(shuō)明：1——掃查方向；2——傳感器；3——導(dǎo)波傳播方向；4——管道；5——B掃查圖像；O——柱坐標(biāo)系原點(diǎn)坐標(biāo)；O'—-B掃查起點(diǎn)位置；θ——柱坐標(biāo)系θ方向坐標(biāo)軸(管道圓周方向);r——柱坐標(biāo)系r方向坐標(biāo)軸(管道半徑方向);x——柱坐標(biāo)系x方向坐標(biāo)軸(管道長(zhǎng)度方向)。圖4超聲導(dǎo)波在管道上的B掃查顯示示意圖(續(xù))8.3.2檢測(cè)儀的組成單元激勵(lì)單元的功能主要是產(chǎn)生相應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)激勵(lì)傳感器在構(gòu)件中激發(fā)出相應(yīng)模態(tài)的導(dǎo)波。應(yīng)根據(jù)構(gòu)件狀況、傳感器類(lèi)型、頻散曲線計(jì)算結(jié)果及檢測(cè)的缺陷類(lèi)型選擇合適的激勵(lì)單元。信號(hào)處理單元是將接收傳感器接收到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等調(diào)理后，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換將信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)。信號(hào)處理單元主要包括放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。放大器放大來(lái)自傳感器或探頭的信號(hào)，同時(shí)采用帶通濾波器去除干擾噪聲。模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，輸入到計(jì)算機(jī)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率應(yīng)至少大于激勵(lì)頻率的10倍。信號(hào)處理單元應(yīng)與傳感器、激勵(lì)單元、采用的導(dǎo)波模式和檢測(cè)目的相匹配。8.3.2.3信號(hào)采集與分析軟件超聲導(dǎo)波信號(hào)采集與分析軟件應(yīng)至少包含以下功能：——頻散曲線計(jì)算；——信號(hào)采集；——信號(hào)存儲(chǔ)；——信號(hào)分析；——距離-幅度曲線繪制；——信號(hào)回放；——信號(hào)定位。標(biāo)準(zhǔn)試樣用于對(duì)儀器系統(tǒng)檢測(cè)靈敏度及其功能進(jìn)行測(cè)試。標(biāo)準(zhǔn)試樣選用材料為20號(hào)鋼的無(wú)縫直管，規(guī)格尺寸為φ219mm×8mm,長(zhǎng)度為6000mm,端面平整光滑、與軸線垂直，無(wú)管道包覆層。標(biāo)準(zhǔn)試樣應(yīng)具有截面損失率分別為3%、6%、9%的三處缺陷，缺陷類(lèi)型可采用平底孔或環(huán)槽兩種方式，標(biāo)準(zhǔn)試樣的長(zhǎng)度、缺陷位置及加工要求，見(jiàn)圖5。8單位為毫米a)平底孔缺陷b)環(huán)槽缺陷標(biāo)引說(shuō)明：1——無(wú)縫鋼管；2——傳感器位置I、Ⅱ、Ⅲ——局部放大圖的部位序號(hào)；EQS——均勻分布。圖5標(biāo)準(zhǔn)試樣示意圖對(duì)比試樣用于對(duì)被檢構(gòu)件上缺陷的截面損失率當(dāng)量進(jìn)行評(píng)定。對(duì)比試樣應(yīng)采用與被檢測(cè)構(gòu)件材料性能相同或相近的材料制作，其幾何尺寸根據(jù)被檢對(duì)象的檢測(cè)距離和檢測(cè)靈敏度要求確定。除合同各方另有約定之外，按以下要求加工對(duì)比試樣。a)對(duì)于管材構(gòu)件，試樣的長(zhǎng)度至少為儀器可探測(cè)9%截面損失率人工缺陷距離的1.2倍。在對(duì)比試樣上至少3個(gè)部位外表面分別加工多個(gè)直徑相同、深度為壁厚40%的平底孔；每個(gè)部位所有平底孔組成的截面損失之和應(yīng)分別按截面損失率3%、6%和9%進(jìn)行計(jì)算，平底孔在環(huán)向間距應(yīng)均勻分布，在縱向間距的距離應(yīng)大于1m,深度的公差不大于士0.2mm;試樣兩端的平底孔應(yīng)至少距試樣端部1m。9b)對(duì)于板材構(gòu)件，試樣的長(zhǎng)度至少為傳感器聲束有效覆蓋范圍內(nèi)9%截面損失率人工缺陷檢測(cè)距離的1.2倍，試樣的寬度至少為傳感器聲束有效覆蓋范圍的2倍，在對(duì)比試樣的長(zhǎng)度方向上3個(gè)部位分別加工平底孔缺陷，缺陷損失率分別為傳感器聲束有效覆蓋范圍內(nèi)構(gòu)件截面的3%、6%、9%,孔的直徑和深度公差不大于±0.2mm。c)對(duì)于棒材構(gòu)件，試樣的長(zhǎng)度至少為儀器可探測(cè)9%截面損失率人工缺陷距離的1.2倍。在對(duì)比試樣上至少3個(gè)部位外表面分別加工出多個(gè)直徑為5mm～10mm、深度為2mm～5mm的平底孔；每個(gè)部位所有平底孔組成的截面損失之和應(yīng)分別按截面損失率3%、6%和9%進(jìn)行計(jì)算，平底孔在環(huán)向間距應(yīng)均勻分布，在縱向間距的距離應(yīng)大于1m,深度的公差不大于±0.2mm;試樣兩端的平底孔應(yīng)至少距試樣端部1m。d)對(duì)于線狀捆扎的鋼索或鋼絲繩等構(gòu)件，試樣的長(zhǎng)度至少為儀器可探測(cè)9%截面損失率人工缺陷距離的1.2倍。在對(duì)比試樣上3個(gè)部位分別加工出線狀材料的斷口；每個(gè)部位所有斷絲組成的截面損失之和應(yīng)分別按截面損失率3%、6%和9%進(jìn)行計(jì)算，同一處斷絲應(yīng)緊密相鄰；試樣兩端的斷口應(yīng)至少距試樣端部1m,不同部位斷口的間距應(yīng)大于1m,在環(huán)向應(yīng)均勻分布。e)對(duì)于型材構(gòu)件，應(yīng)采用分區(qū)檢測(cè)方式。在對(duì)比試樣的每個(gè)區(qū)域至少3個(gè)部位分別加工多處槽形缺陷；每個(gè)部位所有切槽組成的截面損失之和分別按該檢測(cè)區(qū)域截面損失率3%、6%和9%進(jìn)行計(jì)算，切槽寬度2mm～5mm,切槽在型材長(zhǎng)度方向的間隔距離應(yīng)大于1m,切槽深度公差不大于±0.2mm;試樣兩端的切槽應(yīng)至少距試樣端部1m。8.5檢測(cè)設(shè)備的維護(hù)和核查每6個(gè)月對(duì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行周期性維護(hù)和核查，以保證儀器功能。在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)前，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)選擇相應(yīng)規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)試樣對(duì)檢測(cè)儀器進(jìn)行核查，若檢測(cè)結(jié)果與已知試樣缺陷分布相符，則表明儀器正常。在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，如懷疑設(shè)備的檢測(cè)結(jié)果，應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行功能核查和調(diào)整，并記錄每次核查結(jié)果。9檢測(cè)程序9.1檢測(cè)前的準(zhǔn)備資料審查應(yīng)包括以下內(nèi)容；a)被檢構(gòu)件制造文件資料，如產(chǎn)品合格證、質(zhì)量證明文件、竣工圖等，重點(diǎn)了解其類(lèi)型、結(jié)構(gòu)特征和材質(zhì)特性等；b)被檢構(gòu)件運(yùn)行記錄資料，如運(yùn)行參數(shù)、工作環(huán)境、載荷變化情況以及運(yùn)行中出現(xiàn)的異常情況等；c)被檢構(gòu)件檢驗(yàn)資料，如歷次檢驗(yàn)與檢測(cè)報(bào)告；d)被檢構(gòu)件其他資料，如維護(hù)、保養(yǎng)、修理和改造的文件資料等。在現(xiàn)場(chǎng)勘查時(shí)，應(yīng)找出所有影響檢測(cè)結(jié)果的障礙和噪聲源，如內(nèi)部或外部附件的移動(dòng)、電磁干擾、機(jī)械振動(dòng)和流體流動(dòng)等，宜盡可能設(shè)法排除這些噪聲源。9.1.3檢測(cè)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)或工藝卡編制對(duì)于每個(gè)被檢構(gòu)件，根據(jù)使用的儀器和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，按照通用檢測(cè)工藝規(guī)程編制被檢構(gòu)件超聲導(dǎo)波檢測(cè)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)或工藝卡；確定超聲導(dǎo)波傳感器型號(hào)、安裝的部位和表面條件，畫(huà)出被檢構(gòu)件結(jié)構(gòu)示9.2導(dǎo)波檢測(cè)模態(tài)與頻率的選擇在導(dǎo)波檢測(cè)中，首先得到被檢測(cè)構(gòu)件的頻散曲線，結(jié)合導(dǎo)波在被檢構(gòu)件截面上的波結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)頻散曲線和波結(jié)構(gòu)選擇合適的導(dǎo)波模態(tài)和檢測(cè)頻率。不同頻率的導(dǎo)波對(duì)各類(lèi)損傷有不同的靈敏度，檢測(cè)過(guò)程中宜采用多種頻率掃查或掃頻。9.2.2頻散曲線的獲取應(yīng)根據(jù)被檢構(gòu)件選擇合適的計(jì)算方程和以下參數(shù)，計(jì)算超聲導(dǎo)波在構(gòu)件中傳播時(shí)的頻散曲線：——材料密度；——材料彈性模量；——材料泊松比；——構(gòu)件的內(nèi)徑和外徑(對(duì)于管材)、直徑(對(duì)于棒材和纜索)或壁厚(對(duì)于板材)。針對(duì)管、板類(lèi)構(gòu)件建立被測(cè)對(duì)象的納維爾(Navier)波動(dòng)方程，求出波在被測(cè)構(gòu)件中傳播的位移和應(yīng)力表達(dá)式，然后根據(jù)被檢構(gòu)件的位移應(yīng)力等邊界條件建立頻散方程，該方程為超聲波頻率(f)與波傳播速度(v)的函數(shù)，求解頻散方程即得到f(v)曲線，即頻散曲線，見(jiàn)附錄B。典型管道的導(dǎo)波頻散曲線示意圖見(jiàn)圖6,橫坐標(biāo)代表頻厚積，如果厚度給定的情況下可簡(jiǎn)化成頻率，縱坐標(biāo)代表導(dǎo)波在構(gòu)件中傳播的群速度。對(duì)于L(0,1)模態(tài)，在頻率區(qū)域1是非頻散的。對(duì)于L(0,2)模態(tài)，在頻率區(qū)域2是非頻散的。對(duì)于T(0,1)模態(tài)，在整個(gè)頻率區(qū)間是非頻散的。針對(duì)棒、線材、型材類(lèi)構(gòu)件可通過(guò)數(shù)值模擬方法獲取頻散曲線，亦可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)掃頻方式獲取合適的檢測(cè)頻率。f標(biāo)引說(shuō)明：1-頻率區(qū)域1;2——頻率區(qū)域2;f——頻率，單位為千赫茲(kHz);cg——群速度，單位為米每秒(m/s)。藍(lán)色曲線——L(0,1)模態(tài)群速度頻散曲線；紅色曲線——T(0,1)模態(tài)群速度頻散曲線；紫色曲線——L(0,2)模態(tài)群速度頻散曲線。圖6典型頻散曲線示意圖導(dǎo)波模態(tài)的波結(jié)構(gòu)，用于表征導(dǎo)波振動(dòng)位移在截面的分布，是導(dǎo)波模態(tài)選擇參考依據(jù)之一。在求解頻散曲線的特征方程中分析模態(tài)在被檢構(gòu)件的分布，特征向量表征導(dǎo)波振動(dòng)位移在被檢構(gòu)件截面的分布。9.2.4檢測(cè)模態(tài)選擇原則根據(jù)不同類(lèi)型的被檢構(gòu)件，按照以下原則，結(jié)合頻散曲線和波結(jié)構(gòu)，選擇合適的檢測(cè)模態(tài)和頻率范圍。a)管材類(lèi)被檢構(gòu)件●對(duì)于充液的管道，宜采用扭轉(zhuǎn)模態(tài)的超聲導(dǎo)波進(jìn)行檢測(cè)；●公稱(chēng)直徑為20mm～100mm的管道，宜采用T(0,1)、L(0,1)、L(0,2)模態(tài)的超聲導(dǎo)波并使用A型脈沖檢測(cè)法；●公稱(chēng)直徑為100mm～800mm的管道，宜采用T(0,1)、L(0,1)、L(0,2)以及T(n,1)模態(tài)的超聲導(dǎo)波并使用A型脈沖檢測(cè)方法或B掃查成像檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，必要時(shí)同時(shí)采用兩種方法協(xié)同檢測(cè)；●公稱(chēng)直徑大于800mm的管道，宜采用T(n,1)模態(tài)的超聲導(dǎo)波并使用B掃查成像檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。b)板材類(lèi)被檢構(gòu)件●長(zhǎng)距中低頻檢測(cè)時(shí)，一般宜采用零階水平剪切波SH0模態(tài)、零階蘭姆波S0、A0模態(tài)的導(dǎo)波進(jìn)行檢測(cè)；●對(duì)于寬度大于300mm的板，宜采用導(dǎo)波B掃查成像檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。c)線材和棒材等被檢構(gòu)件宜采用縱向模態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。d)型材類(lèi)被檢構(gòu)件其頻散曲線與型材的幾何尺寸及材料聲學(xué)參數(shù)有關(guān)且頻散特性復(fù)雜。根據(jù)構(gòu)件情況計(jì)算頻散曲線并分析波結(jié)構(gòu)，選取頻散現(xiàn)象較弱的模態(tài)和頻段。9.2.5檢測(cè)頻率選擇原則按照以下原則選擇頻率。a)宜選用零階模態(tài)的非頻散區(qū)域?qū)嵤z測(cè)，在選定檢測(cè)模態(tài)后，由頻散曲線上檢測(cè)模態(tài)非頻散段確定檢測(cè)頻厚積范圍。b)對(duì)于上下或內(nèi)外表面無(wú)液體或固體接觸的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)施導(dǎo)波檢測(cè)時(shí)，可不考慮波結(jié)構(gòu)的影響，在選定非頻散段后，根據(jù)檢測(cè)距離和缺陷檢測(cè)靈敏度，確定檢測(cè)頻率。c)對(duì)于上下或內(nèi)外表面有液體或固體接觸的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)施導(dǎo)波檢測(cè)時(shí)，識(shí)別波結(jié)構(gòu)的影響，在選定非頻散段后，液體接觸層，優(yōu)選波結(jié)構(gòu)表面離面位移小的頻率點(diǎn)；固體接觸層，優(yōu)選波結(jié)構(gòu)表面處總位移小的頻率點(diǎn)。綜合考慮檢測(cè)距離和缺陷檢測(cè)靈敏度的影響后，最終確定檢測(cè)頻率。d)繩、索類(lèi)構(gòu)件宜采用低頻的超聲導(dǎo)波進(jìn)行檢測(cè)。9.3距離-幅度曲線繪制應(yīng)采用8.4.2規(guī)定的對(duì)比試樣在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)繪制距離-幅度曲線。該曲線族由記錄線、評(píng)定線和判廢線組成；記錄線由3%截面損失率的人工缺陷反射波幅直接繪制而成，評(píng)定線由6%截面損失率的人工缺陷反射波幅直接繪制而成，判廢線由9%截面損失率的人工缺陷反射波幅直接繪制而成。記錄線以下(包括記錄線)為I區(qū)，記錄線與評(píng)定線(包括評(píng)定線)之間為Ⅱ區(qū)，評(píng)定線與判廢線之間為Ⅲ區(qū)，判廢線及其以上區(qū)域?yàn)镮V區(qū)，見(jiàn)圖7。叁叁L)0——背景噪聲；1——盲區(qū)；2——記錄線；3——評(píng)定線；4——判廢線；圖7反射法距離-幅度曲線示意圖9.4傳感器安裝傳感器安裝應(yīng)滿足以下要求：a)按照確定的檢測(cè)方案在被檢構(gòu)件上確定傳感器安裝的具體位置，傳感器的安裝部位遠(yuǎn)離被檢b)對(duì)傳感器的安裝部位進(jìn)行表面處理，對(duì)于接觸式傳感器，被檢構(gòu)件表面清理干凈、平整，以提高耦合效率；對(duì)于非接觸式傳感器，靠近被測(cè)構(gòu)件，以減小外界電磁、振動(dòng)等干擾；c)傳感器壓在被檢構(gòu)件的表面，使傳感器與被檢構(gòu)件表面達(dá)到良好的聲耦合狀態(tài)；d)采用機(jī)械夾具、磁夾具或其他方式將傳感器固定在被檢構(gòu)件上，并保持傳感器與被檢構(gòu)件和固定裝置的絕緣；e)對(duì)于高溫構(gòu)件超聲導(dǎo)波檢測(cè)，采用高溫傳感器或非接觸的電磁超聲與磁致伸縮超聲導(dǎo)波傳感器。9.5檢測(cè)實(shí)施9.5.1檢測(cè)儀器調(diào)試檢測(cè)儀器的調(diào)試包括以下步驟：a)連接傳感器與儀器主機(jī)；b)打開(kāi)儀器開(kāi)關(guān)通電，并按儀器制造商規(guī)定的時(shí)間預(yù)熱，使儀器達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)；c)按照被檢構(gòu)件的具體情況和頻散曲線計(jì)算確定的檢測(cè)頻率等設(shè)定儀器的工作參數(shù)；d)對(duì)被檢構(gòu)件發(fā)射超聲導(dǎo)波信號(hào)，觀察構(gòu)件的端頭、接頭、焊縫、外部支撐等部位產(chǎn)生的超聲導(dǎo)波反射信號(hào)，測(cè)量被檢構(gòu)件超聲導(dǎo)波傳播的波速；e)進(jìn)一步調(diào)節(jié)儀器工作參數(shù)，使儀器處于良好的工作狀態(tài)。9.5.2檢測(cè)信號(hào)分析和解釋檢測(cè)信號(hào)的分析和解釋通常應(yīng)參考相關(guān)試驗(yàn)建立的數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：a)采用調(diào)節(jié)好的儀器，對(duì)被檢構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，觀察和記錄出現(xiàn)的超聲導(dǎo)波反射回波信號(hào)；b)對(duì)于出現(xiàn)的超聲導(dǎo)波反射回波信號(hào)，首先確定這些信號(hào)是否是由構(gòu)件的端頭、接頭、焊縫、外部支撐等部位產(chǎn)生的，如果確定即可排除；c)對(duì)于被檢構(gòu)件上無(wú)明顯幾何形狀變化部位的超聲導(dǎo)波回波信號(hào)，排除反向回波、多次反射波及噪聲等干擾信號(hào)后，即可確定為材料損失缺陷等截面變化產(chǎn)生的超聲導(dǎo)波回波信號(hào)，首先確定這一回波信號(hào)的反射部位，并加以標(biāo)識(shí)，然后進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)和處理。9.6對(duì)比檢測(cè)對(duì)比檢測(cè)包括歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比和橫向檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比。歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比是指同一個(gè)被檢對(duì)象在不同時(shí)間的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，橫向檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比是指多個(gè)相同被檢對(duì)象的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。9.6.2檢測(cè)儀器與傳感器安裝對(duì)比檢測(cè)應(yīng)采用相同型號(hào)的傳感器，安裝方法應(yīng)按照9.4執(zhí)行。檢測(cè)儀器調(diào)試及傳感器安裝位置應(yīng)按照儀器的操作說(shuō)明執(zhí)行，其要求應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：a)檢測(cè)儀器參數(shù)設(shè)置保持一致，包括激勵(lì)單元、接收單元的參數(shù)設(shè)置及波速等；b)數(shù)據(jù)采集前，儀器按儀器制造商規(guī)定的時(shí)間預(yù)熱，使儀器達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)；c)采用橫向檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比時(shí)，各被檢構(gòu)件的傳感器安裝位置保持相同，且被檢構(gòu)件的工況應(yīng)相同；d)采用歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比時(shí)，傳感器在檢測(cè)周期內(nèi)穩(wěn)定安裝在被檢構(gòu)件上，或每次數(shù)據(jù)采集時(shí)確保傳感器的安裝條件一致。9.6.3橫向檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析與解釋橫向檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比的分析與解釋通常應(yīng)與參考信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，至少包括以下內(nèi)容：a)采用調(diào)節(jié)好的儀器，對(duì)無(wú)缺陷的被檢構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，觀察和記錄出現(xiàn)的超聲導(dǎo)波反射回波信號(hào)，獲取被檢構(gòu)件的參考信號(hào)庫(kù)；b)對(duì)被檢構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，觀察和記錄出現(xiàn)的超聲導(dǎo)波反射回波信號(hào)；c)對(duì)于出現(xiàn)的超聲導(dǎo)波反射回波信號(hào)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)被檢構(gòu)件的特征，首先確定這些信號(hào)是否是由構(gòu)d)將被檢構(gòu)件采集到的信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，查找出與參考信號(hào)有差異的結(jié)構(gòu)部位即為疑似缺陷，并在被檢構(gòu)件上標(biāo)識(shí)，然后對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)與處理。9.6.4歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析與解釋歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析與解釋通常應(yīng)與參考信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，至少包括以下內(nèi)容。a)傳感器首次安裝完成后，采用調(diào)節(jié)好的儀器，對(duì)被檢構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，獲取被檢構(gòu)件的參考信號(hào)庫(kù)；首次采集參考信號(hào)時(shí)，應(yīng)對(duì)被檢構(gòu)件的工況進(jìn)行分析。構(gòu)件在不同工況下的差異過(guò)大時(shí)(如溫度、傳輸介質(zhì)黏度、構(gòu)件接觸條件等),應(yīng)建立不同工況下的參考信號(hào)庫(kù)。b)分析被檢構(gòu)件的腐蝕速度、關(guān)鍵程度、風(fēng)險(xiǎn)情況等因素，確定被檢構(gòu)件檢測(cè)的周期。c)按照檢測(cè)周期，對(duì)被檢構(gòu)件進(jìn)行定期檢測(cè)，存儲(chǔ)每次檢測(cè)的波形數(shù)據(jù)。d)將定期采集到檢測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，查找出檢測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)差異的結(jié)構(gòu)部位即為疑似缺陷?？刹捎萌斯び^察法或計(jì)算分析法進(jìn)行對(duì)比分析。e)對(duì)被檢構(gòu)件上的疑似缺陷位置進(jìn)行標(biāo)識(shí)，然后對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)與處理。10檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)和處理10.1檢測(cè)結(jié)果分級(jí)將超聲導(dǎo)波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的缺陷信號(hào)與距離-幅度曲線進(jìn)行比對(duì)分級(jí)，反射波幅在I區(qū)的為工級(jí)，在Ⅱ區(qū)的為Ⅱ級(jí)，在Ⅲ區(qū)的為Ⅲ級(jí)，在IV區(qū)的為IV級(jí)。10.2不可接受信號(hào)的確定與處理超聲導(dǎo)波檢測(cè)給出的是缺陷當(dāng)量，由于腐蝕、機(jī)械損傷等金屬損失缺陷的大小和形狀與人工缺陷不同，且被檢構(gòu)件的實(shí)際幾何尺寸與對(duì)比試樣間存在差異，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果顯示的缺陷當(dāng)量值與其真實(shí)缺陷會(huì)存在一定的差異，因此不可接受信號(hào)的水平的確定應(yīng)根據(jù)被檢構(gòu)件的具體情況由用戶(hù)和檢測(cè)人員協(xié)商確定。10.2.2基于距離-幅度曲線分級(jí)的確定用戶(hù)參與確定的，以用戶(hù)的要求確定不可接受信號(hào)的等級(jí)；用戶(hù)不參與確定的，由檢測(cè)人員確定不可接受信號(hào)的等級(jí)，一般檢測(cè)結(jié)果判為Ⅲ級(jí)和IV級(jí)的信號(hào)，即為不可接受信號(hào)。10.2.3基于被檢構(gòu)件上真實(shí)缺陷的確定首先對(duì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的前三個(gè)最大的缺陷信號(hào)部位，按10.2.4規(guī)定的方法進(jìn)行復(fù)檢，根據(jù)復(fù)檢結(jié)果逐步確定不可接受缺陷信號(hào)的水平。10.2.4不可接受信號(hào)的處理對(duì)于確定的不可接受信號(hào)，采用以下方法進(jìn)行復(fù)檢：a)采用目視和小錘敲擊的方法進(jìn)行檢測(cè)，用以分辨是位于外表面或內(nèi)部的缺陷；b)對(duì)于外表面缺陷可采用深度尺直接測(cè)量缺陷的深度；c)對(duì)于管材或板材的內(nèi)表面缺陷，應(yīng)采用雙晶直探頭進(jìn)行超聲檢測(cè)測(cè)量，以更精確地測(cè)量缺陷的深度；d)對(duì)于高溫在線檢測(cè)，宜采用電磁超聲測(cè)厚進(jìn)行腐蝕剩余壁厚測(cè)量，以更精確地測(cè)量缺陷的深度；e)對(duì)于其他形狀的構(gòu)件，可采用射線、超聲、漏磁等各種無(wú)損檢測(cè)方法進(jìn)行復(fù)檢；f)必要時(shí)，經(jīng)用戶(hù)同意，也可采用解剖抽查的方式進(jìn)行驗(yàn)證。11檢測(cè)記錄與報(bào)告11.1檢測(cè)記錄應(yīng)按檢測(cè)工藝規(guī)程的要求記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)和有關(guān)信息。11.2檢測(cè)報(bào)告超聲導(dǎo)波檢測(cè)報(bào)告應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：a)委托單位；b)檢測(cè)單位；c)被檢構(gòu)件的信息，如名稱(chēng)、編號(hào)、設(shè)計(jì)與工作參數(shù)、材料和幾何尺寸等；d)本文件編號(hào)、規(guī)范和相關(guān)規(guī)定文件；e)檢測(cè)儀器型號(hào)、檢測(cè)方式、傳感器型號(hào)及固定方式；f)檢測(cè)儀器工作參數(shù)設(shè)置；g)距離-幅度曲線；h)傳感器安裝部位示意圖；i)檢測(cè)軟件名及數(shù)據(jù)文件名；j)檢測(cè)結(jié)果分析及分級(jí)結(jié)果及數(shù)據(jù)圖；k)檢測(cè)結(jié)論；1)檢測(cè)人員和審核人員簽字及資格證書(shū)編號(hào)；m)檢測(cè)日期。(資料性)超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的推薦超聲導(dǎo)波常用檢測(cè)技術(shù)主要有磁致伸縮超聲導(dǎo)波、壓電陣列超聲導(dǎo)波、電磁超聲導(dǎo)波、激光超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)，其選用建議見(jiàn)表A.1。表A.1超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)選用建議檢測(cè)對(duì)象及工況優(yōu)選波型模態(tài)檢測(cè)頻率檢測(cè)缺陷優(yōu)選技術(shù)壓電陣列超聲導(dǎo)波磁致伸縮超聲導(dǎo)波電磁超聲導(dǎo)波激光超聲導(dǎo)波管道導(dǎo)波長(zhǎng)距離粗檢測(cè)10kHz~腐蝕1133管道短距超聲導(dǎo)波軸向/周向B掃查成像精檢蘭姆波、類(lèi)水平剪切波模態(tài)裂紋等4112管道支吊架處缺陷檢測(cè)軸向/周向傳播蘭姆波或類(lèi)水平剪切波模態(tài)150kHz~裂紋等2113板類(lèi)結(jié)構(gòu)檢測(cè)蘭姆波、水平剪切導(dǎo)波模態(tài)10kHz~裂紋等1111焊縫檢測(cè)蘭姆波、水平剪切導(dǎo)波模態(tài)焊接缺陷1111非金屬?gòu)?fù)合材料導(dǎo)波檢測(cè)蘭姆波50kHz~分層等1114鋼絲/鋼絞線/鋼絲繩/纜索檢測(cè)柱狀導(dǎo)波3kHz~斷絲等4124鋼軌檢測(cè)鋼軌導(dǎo)波20kHz~剝落2122鋼棒/桿檢測(cè)柱狀導(dǎo)波3kHz~腐蝕1111高低溫在線超聲導(dǎo)波檢測(cè)“(類(lèi))蘭姆波、(類(lèi))水平剪切導(dǎo)波模態(tài)10kHz~裂紋等2111在線監(jiān)測(cè)各類(lèi)超聲導(dǎo)波10kHz~裂紋等1114注：1——強(qiáng)；2—-中；3—-弱；4—-不適合?！北粰z構(gòu)件溫度大于80℃,宜采用磁致伸縮超聲導(dǎo)波和電磁超聲導(dǎo)波。(資料性)管材和板材構(gòu)件的頻散曲線與波結(jié)構(gòu)分析B.1管材構(gòu)件的頻散曲線與波結(jié)構(gòu)B.1.1頻散曲線對(duì)于管材構(gòu)件，其質(zhì)點(diǎn)位移方程由公式(B.1)給出：式中：u——質(zhì)點(diǎn)位移場(chǎng)，單位為米(m);a,μ——材料拉梅常數(shù)，單位為帕斯卡(Pa);p——材料密度，單位為千克每立方米(kg/m2)o——應(yīng)力，單位為帕斯卡(Pa)。公式(B.1)在柱坐標(biāo)系下的邊界條件為σ=σ=σa=0,r=R,r=R。。柱坐標(biāo)系下的管道模型見(jiàn)r——圓柱坐標(biāo)系半徑方向坐標(biāo)軸；x——圓柱坐標(biāo)系長(zhǎng)度方向坐標(biāo)軸；R;——管道內(nèi)徑，單位為米(m);圖B.1柱坐標(biāo)系下的管道模型將位移矢量(u)進(jìn)行亥姆霍茲分解，得到公式(B.2):u=▽?duì)?▽XH………(B.2)式中：φ——膨脹標(biāo)量勢(shì)；H——等容矢量勢(shì)。將公式(B.2)代入公式(B.1),并利用等容條件▽·H=0,得到縱波控制方程(B.3)和橫波控制方程求得固體中縱波和橫波的速度表達(dá)式分別為公式(B.5)和公式(B.6):GB/T31211.1—2024……(B.5)利用邊界條件，加入等容條件，求解控制方程式(B.1)得到特征方程(B.7):………(B.7)通過(guò)求解公式(B.7)特征方程，獲取特征值、特征向量，可得到管道中超聲導(dǎo)波傳播的頻散曲線和波結(jié)構(gòu)等信息。直徑為219mm,壁厚為5mm的典型無(wú)包覆層無(wú)縫管導(dǎo)波相速度頻散曲線和群速度頻fa)相速度頻散曲線f圖B.2典型管道的頻散曲線標(biāo)引說(shuō)明：f——頻率，單位為千赫茲(kHz);Cp——相速度，單位為千米每秒(km/s);Cg——群速度，單位為千米每秒(km/s);T(0,1)、T(0,2)、T(0,3)紅色曲線——扭轉(zhuǎn)(T)模態(tài)頻散曲線；藍(lán)色曲線——縱向(L)模態(tài)頻散曲線。頻率為64kHz,模態(tài)為T(mén)(0,1)、L(0,1)、L(0,2)的超聲導(dǎo)波在直徑為219mm壁厚為5mm的無(wú)包覆層無(wú)縫管上的波結(jié)構(gòu)徑向位移分布見(jiàn)圖B.3,圖中橫坐標(biāo)表示歸一化位移，縱坐標(biāo)表示管道半徑。由圖可見(jiàn)，T(0,1)扭轉(zhuǎn)模態(tài)的波結(jié)構(gòu)僅有周向位移(ug),且在整個(gè)壁厚分布均勻；L(0,1)和L(0,2)縱向模態(tài)的波結(jié)構(gòu)同時(shí)具有徑向位移(u,)和軸向位移(u,),無(wú)周向位移(ug)。其中，L(0,1)模態(tài)的徑向位移較大，且在壁厚方向均勻；L(0,2)模態(tài)的徑向位移很小。L(0,1)模態(tài)的軸向位移在壁厚方向分布不均勻，在內(nèi)壁和外壁較大，但在壁厚的中點(diǎn)很??；L(0,2)模態(tài)的軸向位移較大，且在壁厚方向均勻。DDD?a)T(0,1)模態(tài)的徑向位移b)L(0,1)模態(tài)的徑向位移c)L(0,2)模態(tài)的徑向位移標(biāo)引說(shuō)明：Dx——?dú)w一化位移；r——半徑，單位為毫米u(yù)g——周向位移；ur——徑向位移：紅色曲線——周向位移分量在半徑方向的分布曲線；綠色曲線——徑向位移分量在半徑方向的分布曲線；藍(lán)色曲線——軸向位移分量在半徑方向的分布曲線。圖B.3管道中T(0,1)、L(0,1)、L(0,2)模態(tài)超聲導(dǎo)波在頻率f=64kHz時(shí)的徑向位移分布導(dǎo)波模態(tài)的波結(jié)構(gòu)，包括徑向位移分布、周向位移分布和軸向位移分布，表征導(dǎo)波模態(tài)的能量分布，是導(dǎo)波模態(tài)的重要特征，往往與導(dǎo)波的激勵(lì)、缺陷的檢測(cè)等相關(guān)聯(lián)，波結(jié)構(gòu)匹配是超聲導(dǎo)波換能器設(shè)