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T／CSTM 00422-2022 无损检测 中低频磁致伸缩超声导波b扫检测方法.pdf简介：

T/CSTM 00422-2022 是中国标准的一项关于无损检测的规范，它详细规定了中低频磁致伸缩超声导波(B扫)检测方法。磁致伸缩超声导波（B扫）检测技术，是利用磁致伸缩效应和超声波在材料中的传播特性来评估材料内部结构的一种无损检测技术。

在中低频磁致伸缩超声导波检测中，首先需要一个磁致伸缩换能器，它会在磁场中产生机械振动，这种振动以超声波的形式在被检测材料中传播。通过B扫（B-scan）技术，可以同时记录下超声波在不同深度的位置和反射信号，形成一个二维图像，类似于医学上的B超图像，可以清晰地显示出材料内部结构的分布和缺陷。

检测过程中，会将磁致伸缩换能器置于被检测材料的表面，通过外部磁场驱动，产生超声波。超声波在材料内部传播，遇到缺陷或界面时会发生反射和透射，反射回来的信号会被接收器捕获。通过分析这些信号，可以计算出缺陷的大小、位置和形状，从而评估材料的完整性。

B扫技术的优势在于可以提供丰富的信息，包括缺陷的深度、大小、形状和分布，对于结构复杂的材料，如管道、压力容器等，具有较高的检测精度和效率。然而，它对设备的性能、操作技术和数据分析能力有较高要求。

T／CSTM 00422-2022 无损检测 中低频磁致伸缩超声导波b扫检测方法.pdf部分内容预览：

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 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 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 区域沿周向展开平面的投影，如图3所示，

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

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)TBT 3377-2019标准下载，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 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 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) 1 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； . 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。

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) 1 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； bD） 1 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） 2 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； 1) 1 若有要求，现场使用的任何设备都应具有防爆功能； ? 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） 1 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

从事超声导波检测的人员应按GB/T9445的要求或者有关主管部门的规定取得相应无损检测人 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。

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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，

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： ?) 1 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； 2T 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) 1 检测结果的评定； h) 11 检测记录、报告和资料存档； i) 1 工艺规程的编制、审核和批准人员； i） M 编制日期。

7.2操作指导书或工艺卡

8.3检测信号分析软件

检测系统灵敏度及信噪比应满足以下要求： 对构件横截面损失率的最小分辨率应达到1%，且信噪比不低于6dB。 示例：对于材质为碳钢、公称直径为DN300的无包覆层无缝管，距离探头不小于2m处的周向长度 为25mm的40%壁厚减薄，检测信噪比不低于6dB。

表1 校准试样的要求

对比试件用于对被检构件上缺陷横截面损失比当量进行评定。对比试件应采用与被检构件材料性能 及几何形状相同或相近的材料制作，试件表面使用相同或相近的包覆层材料进行包覆，试件的长度至少 为检测构件的1.2倍。 除非合同有关各方另有约定，应按如下要求在对比试样上加工人工缺陷： 在对比试件同一横截面上的外表面至少加工3个分别直径相同、深度为壁厚40%的120°锥孔，各锥 孔的环向间距应均匀分布，锥孔的直径加数量按照构件横截面损失比的9%进行计算。当对比试件壁厚 大于3mm时，各锥孔彼此深度允差为土0.2mm；当对比试件壁厚小于3mm时，彼此深度允差为土0.05mm； 锥孔距试件端部至少1m。

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8.6检测系统的维护和校准

检测系统的维护需制定书面规程，并对检测设备进行周期性检查和维护，以保证仪器的功能与性能。 在进行现场检测之前，应在实验室内选择相应规格的校准试件对检测主机进行校准。 在进行现场检测时，如怀疑设备的检测结果，应对设备进行功能检查和性能调整，并对每次维护结 果进行记录。

资料审查应包括下列内容： a) 1 被检构件制造文件资料：产品合格证、设计资料、峻工图、质量证明文件等，重点了解其类型、 结构特征和材质特性； b 被检构件运行记录资料：运行参数、工作环境、载荷变化情况以及工作中出现的异常情况等： 被检构件检验资料：历次检验记录和检测报告； C d) 被检构件其他资料：维护、保养、修理和改造的文件资料等

9.2操作指导书或工艺卡的编制

在检测前，应编制书面的操作指导书或工艺卡。操作指导书或工艺卡应符合GB/T5616的要求，并 包含以下内容： a）被检构件的基本信息及历史运行、检验的情况； b） 检测范围，包括检测点的位置与分布，需要时可绘制示意图； C） 探头的频率组合及扫查路径规划； d) 1 对检测点的处理和准备（包括包覆层和构件表面） e) 11 检测系统的使用说明。

9.4被检构件表面处理

图4距离幅值曲线示意图

在安装探头位置需要对被检构件的表面进行处理，包括下列内容： a) 1 需将保温层、防腐层等包覆材料去除，露出被检构件的母材，宽度应不小于25cm; b) 将被检构件表面的灰尘、铁锈以及凹凸不平等异物清理干净； C) 2 如果被检构件表面只有一层防腐油漆，则可不必将油漆去除，只需将被检测构件表面的凸起去 除即可； d) 对于埋地管道，应在检测点位置进行开挖，开挖段深度距离管道下部不得小于30cm，开挖段 管道外侧宽度应不小于50cm，长度应不小于1m

探头的安装应满足如下要求： a) 1 按照操作指导书确定探头安装的位置，安装点选取的原则参见本文件9.6； b) 截取磁致伸缩条带，截取长度根据被检构件确定； C) 2 对磁致伸缩带进行磁化； d) 根据被检构件的外表面温度及表面状况，在磁致伸缩带与被检构件之间添加合适的耦合材料， 并达到良好的声波耦合状态； e) 按照制造商提供的安装说明，将B扫描探头安装到被检构件上。

9.6探头布置位置的选取

探头布置位置的选取应该按照以下原则进行： a 参照被检构件几何特征和其它状况对检测性能的影响； b） 尽量靠近被检构件易腐蚀区域，同时避免腐蚀区域在检测盲区内；

DB5103／T 30-2022标准下载T/CSTM004222022

C人 找出所有可能影响检测的障碍物和可能出现的噪声源，如环境的电磁干扰、机械振动和管道内 介质的流动等，选择检测点宜尽可能远离这些噪声源。

首先得到被检构件的频散曲线，然后根据频散曲线并结合导波在被检构件中的波结构选择合适的检 测频率。不同频率的导波对各类损伤有不同的灵敏度，检测过程中宜采用多种频率检测或扫频检测。 频散曲线的求取，一般是首先建立被测对象的纳维（Navier）波动方程，求出波在被测构件中传播 的位移和应力表达式，然后根据被检构件的位移应力等边界条件建立频散方程，该方程为超声波频率（f 与波传播速度(v)的函数，求解频散方程即得到（f)关于(v)的曲线，即频散曲线。

检测覆盖率不仅与管道规格、材质、几何特征、腐蚀严重程度及外包覆层均有关，而且还与导波检 测频率有关。特别地，由于超声导波B扫检测为局部激励加载，声束会发生扩散，因此在检测前，应 根据管道规格和导波频率确定最大检测距离，具体方法为： a）按本文件推荐的有效检测距离，见附录A； b）按能够发现最远的焊缝反射信号确定有效检测距离； c）如果被检构件中包含弯头，则要求在有效检测范围内的弯头个数不超过2个。

检测仪器的调试包括下列步骤： a) 1 将B扫描探头、超声导波检测仪主机和计算机连接； b) 1 打开仪器开关通电，并按仪器制造商规定的时间预热，使仪器达到稳定工作状态； C) 12 按照被检构件的具体情况和操作指导书或工艺卡确定仪器的工作参数； d) 对被检构件进行超声导波检测，识别检测信号中构件的端头、接头、焊缝、外部支撑等部位产 生的超声导波反射信号，测量被检构件超声导波传播的波速； ? 1 根据被检构件设定合适的扫查步长，步长不得超过B扫描探头激励导波的横向宽度； f） 1 进一步调节仪器工作参数，使仪器处于良好的工作状态。

10.4数据采集与记录

磁致伸缩超声导波B扫描检测的数据采集包括下列步骤： a） 1 将B扫描探头在管道上的初始位置进行标记SN∕T 3011.1-2020 X射线衍射法鉴别金属矿产类进口固体废物物相 第1部分：通则.pdf，必要时可进行拍照记录； b） 1 采用调节好的仪器，根据仪器制造商提供的操作说明对被检构件实施检测； C） 观察和记录B扫描探头移动到每个位置出现的超声导波反射回波信号； d) 仪器软件自动绘制出导波B型显示图像，保存图像和相关的数据。

11.2.1B扫描成像检测信号的分析