GB/T 34885-2017 无损检测 电磁超声检测 总则

　　ICS 19 . 100 J 04

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 34885—2017

　　无损检测 电磁超声检测 总则

　　Non-destructivetesting—Electromagneticultrasonictesting—

　　Generalprinciples

　　2017-1 1-01 发布 2018-05-01 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

　　GB/T 34885—20 17

　　GB/T 34885—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—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/TC 56)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、中北大学、武汉中科创新技术股份有限公司、硕德(北京)科技有限公司、爱德森(厦门)电子有限公司。

　　本标准主要起草人：沈功田、郑阳、胡斌、武新军、周进节、王子成、香勇、王宝轩、沈永娜、张宗健、谭继东、李素军、林俊明、丁旭。

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　　无损检测 电磁超声检测 总则

　　1 范围

　　本标准规定了对材料及构件进行电磁超声检测的一般原则。

　　本标准适用于可产生电磁超声的材料。

　　本标准为有关产品、设备、材料电磁超声检测标准或检测工艺规程的制定提供指导。

　　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/T 9445 无损检测 人员资格鉴定与认证

　　GB/T 11344 无损检测 接触式超声脉冲回波法测厚方法

　　GB/T 12604 . 1 无损检测 术语 超声检测

　　GB/T 23905 无损检测 超声检测用试块

　　JB/T 9214 无损检测 A 型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法

　　3 术语和定义

　　GB/T 12604 . 1 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　电磁声换能器 electromagneticacoustictransducer;EMAT

　　在磁场中进行电能与声能相互转换的电磁装置。

　　3.2

　　电磁超声检测 electromagneticultrasonictesting;EMUT

　　以电磁声换能器作为超声波激励、接收核心器件的超声检测。

　　3.3

　　电磁超声导波检测 electromagneticultrasonicguidedwavetesting

　　以电磁声换能器作为超声导波激励、接收核心器件的超声导波检测。

　　3.4

　　线圈 coil

　　电磁声换能器中用于辐射和接收电磁波的元件。

　　3.5

　　饼形线圈 pancakecoil

　　螺旋线圈 spiralcoil

　　按不同半径等间距绕制形成回路，外形呈实心多圈圆形的线圈。

　　3.6

　　环形线圈 annularcoil

　　按不同半径等间距绕制形成回路，外形呈中空多圈圆形的线圈。

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　　3.7

　　跑道形线圈 racetrackcoil

　　具有较长平行段，平行段间采用弧线连接形成回路，外形像体育场跑道的线圈。

　　3.8

　　蝶形线圈 butterflycoil

　　可在中心处形成并排同向电流，外形呈两个并排多圈矩形的线圈。

　　3.9

　　回折线圈 meandercoil

　　平行线段按均匀间距周期回折绕制形成回路，外形呈回折线的线圈。

　　3 . 10

　　聚焦线圈 focusingcoil

　　按一定规则绕制形成回路，能实现超声波在被检材料中线聚焦或点聚焦的线圈。

　　3 . 1 1

　　周期永磁体 periodicpermanentmagnet

　　磁场极性在空间周期排列的磁体阵列。

　　4 方法概要

　　4 . 1 检测原理

　　4 . 1 . 1 概述

　　电磁超声检测采用电磁声换能器在材料中产生超声波，从而实现超声检测，适用于导电或磁性材料。

　　4 . 1 . 2 非磁性导电材料

　　电磁超声激发过程。 置于被检材料上方的线圈通以瞬态交变电信号，在被检材料表层感应涡流。涡流区域材料在偏置磁场中受洛仑兹力作用产生振动，进而产生超声波。

　　电磁超声接收过程是产生的逆过程。 偏置磁场内材料的超声振动切割磁感线，产生感生电流，被线圈探测到，形成电信号。

　　4 . 1 . 3 磁性材料

　　电磁超声激发过程。 置于磁性材料上方的线圈通以瞬态交变电信号产生交变磁场，导致处于偏置磁场中的材料表层磁化强度发生变化，产生磁致伸缩力和磁化力。 交变磁化区域材料在磁致伸缩力和磁化力的共同作用下产生振动，进而产生超声波。

　　电磁超声接收过程是产生的逆过程，磁性材料中的超声波振动形变引起材料表面磁场动态变化，在线圈中感应出电信号。

　　对于磁性导电材料，电磁超声是由洛仑兹力、磁致伸缩力和磁化力共同作用产生的。

　　4 . 2 优点及特点

　　电磁超声检测方法的优点及特点主要有：

　　a) 非接触，不需要耦合剂。适用于高温、低温、干燥或真空环境条件下检测。适用于表面有覆盖层的工件检测。 适用于快速和 自动化检测。

　　b ) 能产生各种波型的超声，包括纵波、各种偏振方向的横波(特别是水平偏振的横波)和各种类型的超声导波。 除测厚和探伤外，还适用于应力或材料特性测量。

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　　c) 电磁声换能器可实现主动调频发射和接收，适宜进行多频率检测，适宜进行多波型检测，适宜

　　进行超声导波模态控制。

　　4 . 3 局限性

　　电磁超声检测方法的局限性：

　　a) 不适用于既非导电又非导磁材料检测;

　　b ) 受被检材料电磁特性影响较大;

　　c) 采用永磁体式电磁声换能器检测铁磁性材料时，探头有吸力，移动较困难，不便于进行手动扫查;

　　d) 边缘效应明显，在边缘处检测盲区较大;

　　e) 在某些场合下检测后需对工件进行退磁。

　　4 . 4 应用

　　电磁超声可用于原材料生产、设备制造和使用过程中的检测和监测。

　　典型应用：

　　a) 金属板材、管材、棒材生产过程的在线自动化检测;

　　b ) 焊接质量检测;

　　c) 在用设备带涂层检测;

　　d) 高、低温测厚和探伤;

　　e) 铁路钢轨、车轮检测;

　　f) 长输管线内检测。

　　4 . 5 影响因素

　　电磁超声检测方法的相关影响因素有：

　　a) 被检工件：包括材质、形状和温度等;

　　b ) 探头提离距离;

　　c) 探头类型：产生声波类型(横波、纵波、导波等)、声波入射方式(直入射、斜入射、聚焦等)和辐射声场;

　　d) 检测仪器：激励特性(发射功率、信号波形、频带等)、传输特性(线缆、阻抗匹配等)、接收特性(增益、信号处理等)。

　　5 安全要求

　　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包括如下要素：

　　a) 在实施检测前，应对检测过程中可能伤害检测人员的各种危险源加以辨识，并对检测人员进行培训和采取必要的保护措施;

　　b) 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;

　　c) 若有要求，使用的电子仪器应具有防爆功能;

　　d) 在进行在线检测时，应制定特别的安全措施;

　　e) 在封闭空间内进行操作时，应考虑氧气含量等相应因素，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) 在极端环境下进行操作时，如低温、高温等条件下，应考虑人员冻伤、烫伤、中暑等因素，并采取

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　　必要的保护措施;

　　h) 永磁式电磁声探头在运输、存放、搬运和使用过程中应避免强磁对人身安全、设备、仪器仪表和环境的影响;

　　i) 检测时应注意磁场吸力导致的人员受伤和设备损坏及其他辅助电子设备的影响;

　　j) 仪器操作中，应注意仪器本身和导线高压漏电检查，避免高压放电对人体或物品造成危害。

　　6 人员要求

　　采用本标准进行检测的人员，应按照 GB/T 9445 或合同各方同意的体系进行资格鉴定与认证，并由雇主或其代理对检测人员进行岗位培训和操作授权。

　　7 通用检测工艺规程

　　从事电磁超声检测的单位应按本标准的要求制定通用检测工艺规程，其内容至少应包括如下要素：

　　a) 适用范围;

　　b) 依据的标准、法规或其他技术文件;

　　c) 检测人员资格要求;

　　d) 检测设备和器材;

　　e) 被检产品信息及检测前的准备要求;

　　f) 检测时机;

　　g) 检测方法和检测步骤;

　　h) 检测的标记和原始数据记录要求;

　　i) 检测后的操作要求;

　　j) 检测结果的评价及处理方式;

　　k ) 编制(级别)、审核(级别)和批准人;

　　l ) 制定 日期。

　　8 检测设备和器材

　　8 . 1 检测系统

　　电磁超声检测系统应至少包括探头和仪器，必要时还应有扫查装置、退磁装置和操作辅助装置。

　　8 . 2 电磁声探头

　　8 . 2 . 1 概述

　　电磁声探头主要由电磁声换能器(磁铁和线圈)、线圈保护层、信号接头和外壳封装而成，如图 1 所示 。高温电磁声探头还需要有阻热层，以对探头内部的磁铁、线圈及导线形成保护，避免烧损，如图 2所示。

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　　图 1 电磁声探头

　　图 2 高温电磁声探头

　　8 . 2 . 2 分类

　　8 . 2 . 2 . 1 按照适用温度可分为：

　　— 常温探头，适用温度一般可达 200 ℃ ;

　　— 高温探头，适用温度一般可达 450 ℃ ;

　　— 超高温探头，适用温度一般高于 450 ℃。

　　8 . 2 . 2 . 2 按照波型主要可分为：

　　— 横波探头;

　　— 纵波探头;

　　— 表面波探头;

　　— 导波探头。

　　8 . 2 . 2 . 3 按照声束形式可分为：

　　— 直入射探头;

　　— 斜入射探头;

　　— 聚焦探头。

　　8 . 2 . 2 . 4 按照换能器单元数目可分为：

　　— 单换能器探头;

　　— 阵列探头。

　　8 . 2 . 3 磁铁

　　磁铁在电磁声探头中用于产生偏置磁场，可采用永磁体或电磁铁，其布置方式是决定超声波波型产生的主要因素。

　　8 . 2 . 4 线圈

　　线圈在电磁超声激励过程中，用于产生动态电磁场，在接收过程中，用于感应电磁场的变化从而感生电流。 线圈结构是决定产生超声波波型种类的主要因素。 线圈的阻抗影响探头的灵敏度。 线圈应具有较好的绝缘性能和承载瞬态大电流的能力。 线圈的常见形式参见附录 A。

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　　8 . 2 . 5 参数

　　8 . 2 . 5 . 1 概述

　　探头的参数主要包括相对脉冲回波灵敏度、频响曲线、有效作用区域、适用温度、波型种类、外形尺寸和声束参数。

　　8 . 2 . 5 . 2 相对脉冲回波灵敏度

　　在规定的发射脉冲类型、接收增益和探头提离距离等条件下，规定的试块和反射体的最高回波信号幅度和发射脉冲幅度的比值。

　　8 . 2 . 5 . 3 频响曲线

　　在规定的发射脉冲类型、接收增益和探头提离距离等条件下，发射频率改变时探头相对脉冲回波灵敏度变化曲线。

　　电磁声探头在标称频响特性(中心频率、带宽)时，需给出所对应的被检材料及相关提离范围。

　　检测中需注意被检材料、温度及提离带来的探头频响特性的变化。 即使对于同一探头，上述情况发生变化时，检测系统常需重新选择合适的激励频率以达到最优检测状态。

　　8 . 2 . 5 . 4 声束参数

　　探头声束参数主要包括声束角、扩散角、声束轴线偏移、偏向角、焦距、近场、焦点宽度和焦点长度。

　　8 . 2 . 6 探头的选择

　　由于不同探头的用途、参数和缺陷检测精度不同，选择探头应考虑如下因素：

　　— 检测 目 的，如测厚厚度、检测缺陷种类和尺寸等;

　　— 材料的物理特性，如电学、磁学和声学特性;

　　— 构件几何形状与尺寸，如焊缝、平板、管材、棒材、线材等，构件厚度;

　　— 检测面状况，如有防锈漆层、曲面、有锈蚀、有氧化皮等;

　　— 构件的工作环境状况，如工作温度、工作介质和承载状态等。

　　8 . 3 电磁超声仪器

　　8 . 3 . 1 概述

　　电磁超声仪器硬件一般包含发射器、双工器、阻抗匹配器、前置放大器、信号放大器、信号采集器和信息处理器等模块，如图 3 所示。

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　　图 3 电磁超声仪器组成

　　8 . 3 . 2 分类

　　8 . 3 . 2 . 1 根据产生的超声波种类电磁超声检测仪器可分为：

　　— 电磁超声检测仪;

　　— 电磁超声导波检测仪;

　　— 电磁超声及导波检测仪。

　　8 . 3 . 2 . 2 根据通道数电磁超声检测仪器可分为：

　　— 单通道电磁超声检测仪;

　　— 多通道电磁超声检测仪。

　　8 . 3 . 2 . 3 根据用途电磁超声检测仪器可分为：

　　— 电磁超声测厚仪;

　　— 电磁超声探伤仪;

　　— 相控阵电磁超声检测仪;

　　— 阵列电磁超声检测仪;

　　— 非线性电磁超声检测仪。

　　8 . 3 . 3 发射器

　　8 . 3 . 3 . 1 用于驱动电磁声探头产生超声波。 能输出瞬态大功率脉冲信号以有效激发检测需要的超声波。

　　8 . 3 . 3 . 2 发射器的脉冲输出波形有放电脉冲、方波脉冲、载波为方波或正弦波的调制脉冲和任意波形脉冲等类型。

　　8 . 3 . 4 双工器

　　为防止发射器对接收电路的冲击，可采用双工器将激励和接收通道隔离。

　　8 . 3 . 5 阻抗匹配

　　为使发射器能量较好地传输到电磁声探头，可对探头和发射器进行阻抗匹配。

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　　8 . 3 . 6 前置放大器

　　电磁声探头输出信号较弱，可采用高信噪比的微弱信号放大器对线圈接收信号进行前置放大。

　　8 . 3 . 7 信号放大器

　　用于前置放大器输出信号的进一步放大和调理。

　　8 . 3 . 8 信号采集器

　　用于将信号放大器输出的信号进行模数转换，采样率和采样精度应保证波形不失真。

　　8 . 3 . 9 信息处理器

　　用于信号的分析处理、存储和显示，并具有对发射器进行控制的功能。

　　8 . 4 试块

　　8 . 4 . 1 标准试块

　　标准试块用于对检测设备性能测试校准和检测校准。 宜根据检测仪器种类和检测 目 的类比参考相应的压电超声检测用标准试块制作，其尺寸应考虑电磁声探头的尺寸和边缘效应。

　　8 . 4 . 2 对比试块

　　对比试块主要用于检测校准及缺陷当量尺寸评定。 对比试块应采用与被检对象电学、磁学和声学特性相近的材料制作，外形尺寸应能代表被检工件几何特征，厚度应与被检工件厚度相对应，检测面状况应与被检工件状况相同或相近。 对比试块的制作按照 GB/T 23905 执行，也可采用带已知缺陷的真实被检构件作为对比试块，需对已知缺陷的几何尺寸进行精确测量。 对比试块制作需考虑电磁声探头的尺寸和边缘效应。

　　8 . 5 操作辅助装置

　　主要用于永磁体式电磁声探头检测时探头的放置、移动和收起;以及高温检测时对人体的保护。

　　8 . 6 检测设备的维护和校准

　　8 . 6 . 1 应制定书面规程，对检测设备进行周期性维护和检查，以保证仪器功能。

　　8 . 6 . 2 每年至少要对电磁超声仪器及探头组合性能中的水平线性、垂直线性、组合频率、灵敏度余量、直入射探头盲区、灵敏度余量进行一次校准并记录。 A 型脉冲反射式的电磁超声设备测试方法宜按 JB/ T 9214 进行 。

　　8 . 6 . 3 现场每次检测前，应检查仪器设备和探头外观、线缆连接情况、信号显示等是否正常。

　　8 . 6 . 4 现场进行检测时，如怀疑设备的检测结果，应对设备进行功能检查和调整，并对每次维护检查的结果进行记录。

　　9 检测程序

　　9 . 1 检测前的准备

　　9 . 1 . 1 资料审查

　　资料审查应包括下列内容：

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　　a) 被检构件制造文件资料：产品合格证、质量证明文件、竣工图等，重点了解其类型、结构特征和材质特性等;

　　b) 被检构件运行记录资料：运行参数、工作环境、载荷变化情况以及运行中出现的异常情况等;

　　c) 被检构件检验资料：历次检验与检测报告;

　　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 . 1 . 2 现场勘查

　　对于在役设备的检测，应对被检构件进行现场勘查，找出并设法排除可能影响检测结果的因素。 同时，对被检构件进行定位标识。

　　9 . 1 . 3 检测工艺规程或工艺卡的编制

　　对于每个检测工程或每个被检构件，应根据使用的仪器和现场实际情况，按照通用检测工艺规程来编制电磁超声检测工艺规程或工艺卡，确定电磁超声检测的部位和使用条件。 检测部位应避免内部或外部附件的影响，同时对每个被检构件进行测绘，画出被检构件结构示意图。

　　9 . 1 . 4 检测条件确定

　　被检构件表面应无影响检测的障碍物和干扰检测的异物，如有影响检测的铁屑或金属颗粒等应予清除，以保证检测正常进行。

　　9 . 1 . 5 扫查方式确定

　　根据电磁超声检测的 目 的、被检构件的形状尺寸和电磁声探头声束参数，确定扫查方式。

　　9 . 2 仪器调试

　　检测前应对仪器进行系统功能性检查和调试。

　　9 . 3 检测系统校准

　　检测系统(探头、导线、仪器及辅助装置)每次实施检测前都要进行校准，以保证检测结果的准确性，每次校准均应记录。 系统校准包括位置校准和灵敏度校准。

　　9 . 4 检测系统复核

　　9 . 4 . 1 在下列情况下，应对电磁超声检测设备进行复核：

　　a) 每次检测开始前和结束后;

　　b) 仪器连续工作 4 h;

　　c) 探头或导线更换时;

　　d) 检测材料类型改变时;

　　e) 工作表面温度引起声速明显变化时;

　　f) 怀疑检测设备工作不正常时;

　　g) 合同各方有争议或认为有必要时。

　　9 . 4 . 2 若复核读数偏差超过仪器允许误差，则对检测开始或上次复核以来的全部测量数据予以复测。

　　9 . 5 在役设备检测

　　9 . 5 . 1 扫查可以采用手动或自动检测系统进行。

　　9 . 5 . 2 进行在役设备不打磨、大温度范围内的在线脉冲回波法测厚，应按附录 B执行。

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　　9 . 5 . 3 进行在役设备腐蚀超声 C扫描成像，主要利用脉冲回波法测厚原理的 自动化 C 扫描检测，应按附录 B执行。

　　9 . 5 . 4 进行在役设备内部缺陷或表面裂纹射入射脉冲回波式检测，应按附录 C执行。

　　9 . 5 . 5 进行在役设备表面缺陷表面波检测。

　　9 . 6 制造过程检测

　　9 . 6 . 1 电磁超声制造过程检测主要用于自动化超声无损检测。

　　9 . 6 . 2 自动化检测系统中常采用电磁声探头激发的超声体波(直入射、斜入射)、导波和表面波等多种组合进行检测，以发现被检构件中不同形式的缺陷。

　　9 . 6 . 3 自动化检测系统一般具有 自 动报警功能和 自 动打标记装置，可在发现缺陷的位置打上明显标记。

　　9 . 6 . 4 检测中宜依据相应的验收规范或合同约定确定相应的探伤灵敏度，并在对比试块上进行系统灵敏度验证。

　　9 . 6 . 5 检测系统探伤灵敏度复核依据 9 . 4 . 1 执行。

　　10 检测结果的评价与处理

　　10 . 1 测厚时直接读取仪器所示厚度值。

　　10 . 2 探伤时应根据检测对象、目的或用户的要求采用相应的标准进行结果评价。

　　10 . 3 对发现的不可接受信号按合同双方约定进行处理。

　　1 1 检测记录与报告

　　1 1 . 1 检测记录

　　应按检测工艺规程的要求记录检测数据和有关信息，除此之外，还应至少包括检测报告中的内容;所有记录的保存应符合有关法规、标准和(或)合同的要求。

　　1 1 . 2 检测报告

　　检测报告应至少包括如下内容：

　　a) 委托单位、报告编号;

　　b ) 检测单位;

　　c) 被检工件(设备)规格、几何尺寸、材料牌号、公称厚度、涂层厚度、表面状态;

　　d) 执行标准、参考标准;

　　e) 检测仪器名称、型号;

　　f) 探头的类型和频率;

　　g) 校准和对比试件的材料、尺寸、缺陷的形状;

　　h) 仪器检测状态参数的设置值;

　　i ) 用图示标明检测部位;

　　j) 检测设置文件名称及数据文件名称(适用时);

　　k) 用草图、标记或照相描述并定位超出验收标准的不可接受信号的指示及缺陷位置示意图;

　　l ) 验收准则及检测结论;

　　m ) 检测 日期、检测人员和审核人签字及资质。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　电磁声换能器线圈常见结构

　　A.1 电磁声换能器常见线圈类型有饼形线圈、环形线圈、跑道形线圈、蝶形线圈、回折线圈和聚焦线圈等，如图 A.1 中所示。聚焦线圈种类较多，图 A.1f)所示为一种弧形聚焦线圈，可产生聚焦的表面波和斜入射波。

　　A.2 一般而言，线圈需形成环路，以利于感生涡流形成回路。 线圈可以采用单层或多层绕制，要求从某一面看过去，各层线圈中电流的方向一致。

　　A.3 电磁声换能器中，饼形线圈、环形线圈、跑道形线圈、蝶形线圈一般用于产生直入射横波或纵波。回折线圈一般用于产生斜入射声波，直接利用回折线圈产生的斜入射声波入射角一般小于 40°。

　　A.4 电磁超声导波换能器中，环形线圈一般用于产生辐射声场周向一致的导波，而跑道形线圈和回折线圈一般用于产生带有方向指向性的导波。 根据所产生的导波种类和模态，线圈形状尺寸需根据频散曲线以及波结构进行设计。

　　a)饼形线圈 b)环形线圈 c)跑道形线圈

　　d)蝶形线圈 e) 回折线圈 f)聚焦线圈图 A.1 电磁声换能器常见线圈类型示意图

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　　附 录 B

　　(规范性附录)

　　脉冲回波式电磁超声测厚方法

　　B.1 范围

　　本附录规定了采用电磁超声直入射探头进行脉冲回波式超声测厚的方法。

　　本附录适用于能产生电磁超声且超声波能以恒定速度在内部传播的材料。

　　本附录适用于能得到和分辨结构背面反射情况下的厚度值测量。

　　B.2 方法概要

　　采用电磁超声脉冲回波法测量厚度[见式(B. 1)]时，厚度值是声速与超声在材料中传播往返时间 一半的乘积。

　　h=v …………………………( B.1 )

　　式中：

　　h — 厚度，单位为米(m ) ;

　　v — 波速，与被检材料及温度相关，单位为米每秒(m/s ) ;

　　T— 被检材料温度，单位为摄氏度(℃ ) ;

　　t — 材料中超声波传播往返时间，单位为秒(s)。

　　电磁超声测厚适用材料和温度范围广，超声波波速与材料本身及其温度密切相关，在使用中为了得到准确的厚度值，需采用准确的声速值。

　　B.3 检测人员

　　B.3 . 1 检测人员应具有较丰富的超声检测经验，并经考核取得资格证书。

　　B.3 . 2 按本附录进行检测的人员，应接受一定时间的有关电磁超声检测方法的培训。 对材料分类、电磁特性及声学特性有一定了解。 对检测中可能出现的问题能做出正确的分析、判断和处理。

　　B.4 设备和器材

　　B.4 . 1 概述

　　电磁超声测厚设备和器材应满足 8.3~8.5 的要求。

　　B.4 . 2 仪器

　　B.4 . 2 . 1 电磁超声测厚仪一般需要具有 A 扫描显示和厚度值数字直读功能。

　　B.4 . 2 . 2 A 扫描显示时间-幅度信号。 通过读出校零初始脉冲和第一次回波之间的时间差测量厚度，或根据 A 扫描显示校准时基线上多次背面反射回波之间距离测量厚度，A 扫描显示时基应能调整到要求的厚度增量。

　　B.4 . 2 . 3 电磁超声测厚仪在不同被检材料、不同温度下获得的信号幅值差异较大，测厚仪一般需要有

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　　较大的动态增益调节范围。

　　B.4 . 2 . 4 电磁超声测厚仪需要具有手动选择回波波包的功能，以利于在回波幅值小或杂波较多的情况下，进行测厚。

　　B.4 . 2 . 5 电磁超声测厚仪时基应是线性的，以使材料厚度的变化产生厚度指标的相应变化。

　　B.4 . 3 探头

　　B.4.3. 1 用于电磁超声测厚的探头一般为横波直入射探头，频率 1 MHz~6 MHz。

　　B.4 . 3 . 2 常见线圈类型有饼形线圈、环形线圈、蝶形线圈、跑道形线圈。 它们产生的辐射声场有一定的区别，需根据检测材料和厚度选择合适线圈类型的探头。

　　B.4 . 3 . 3 用于电磁超声测厚的探头可以为永磁体式的也可以为脉冲磁铁式的。

　　B.4 . 3 . 4 用于高温测厚的探头线圈前端具有阻热层，增加了探头的提离，常需要增大激励能量和增大回波增益获得较高信噪比的检测信号。

　　B.4 . 4 校准试块

　　按实际需要，可采用 GB/T 11344 中规定的校准试块进行校准，需根据检测材料厚度范围选择合适的校准试块。

　　B.4 . 5 辅助装置

　　B.4 . 5 . 1 电磁声探头特别是永磁体式探头宜具有操作手柄。

　　B.4 . 5 . 2 用于扫查式测厚的电磁声探头，宜配备可移动的辅助装置，如带滚珠的支架。

　　B.4 . 5 . 3 高温检测用电磁声探头宜配备高温操作手柄。

　　B.4 . 6 测厚仪复核

　　依据 9 . 4 . 1 进行仪器复核。

　　B.5 检测方法

　　B.5 . 1 声速校准

　　B.5 . 1 . 1 采用 B. 4 . 4 规定方法制作和使用校准试块，一般为阶梯试块。 校准试块至少具有被测材料厚度范围的两个厚度，分别在厚度接近待测厚度的最大值和待测厚度的最小值。 校准试块上下表面平行而光滑，尺寸需保证侧面不产生反射波。

　　B.5 . 1 . 2 若未知被检材料声速，则将探头置于已知厚度较大的试块上，然后调整仪器直到仪器显示接近已知厚度值。 再将探头置于已知厚度较薄的试块上，然后调整仪器直到仪器显示接近已知厚度值。反复进行上述两操作，直到厚度量程的高低两端都得到正确读数位置。

　　B.5 . 1 . 3 若已知被检材料声速，则允许在仪器中直接输入声速值，同时应在用于标定的试块上调整仪器控制直到仪器显示正确的厚度值。

　　B.5 . 1 . 4 对于非常温测厚，需先测定被检材料温度，将声速值修正至相应温度下的声速值。 材料不同温度下的声速值差异较大，且许多材料声速随温度变化是非线性的，需提前获得不同温度下材料的声速经验值，或采用对比试块，在同等温度下进行声速测量与校准。

　　B.5 . 2 零位校准

　　将探头置于较薄的试块上，调整零位校准旋钮，使测厚仪显示读数接近已知值。

　　GB/T 34885—20 17

　　B.5 . 3 测厚

　　B.5 . 3 . 1 对于数字直显脉冲回波式电磁超声测厚仪，将测厚探头置于被检材料表面，待仪器稳定后，读取厚度示值。

　　B.5 . 3 . 2 对于有波形显示功能的测厚仪，将测厚探头置于被检工件表面。 当回波信号稳定后：

　　— 能观察到可识别的多次回波并且仪器读数稳定时，读取厚度示值;

　　— 能观察到可识别的多次回波仪器读数不稳定时，适当调节回波读数闸门直到仪器读数稳定，读取厚度示值;

　　— 不能观察到可识别的多次回波时，适当调节增益、发射和接收参数，直到能观察到可识别的多次回波，待仪器读数稳定，读取厚度示值;

　　— 只能观察到可识别的一次回波时，采用始波和一波回波法进行测厚，待仪器读数稳定，读取厚度示值;

　　— 经调节不能观察到可识别的回波时，测厚失败。

　　B.6 检测记录和报告

　　检测记录与报告依据第 11 章的规定执行。

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　　附 录 C

　　(规范性附录)

　　电磁超声斜入射脉冲回波检测方法

　　C.1 范围

　　本附录规定了采用电磁超声斜入射脉冲回波检测材料内部缺陷及表面裂纹的基本原则。

　　本附录适用于碳钢、合金钢等材料，奥氏体不锈钢、铸钢、铸铁以及其他有色金属可参考本附录执行。

　　本附录适用于厚度为 6 mm~50 mm 板材、管材、棒材、锻件的电磁超声斜入射脉冲回波法检测。

　　C.2 方法概要

　　采用回折线圈及其变形形式，电磁声换能器可在被检材料中产生一定偏转角度斜向传播的 SV 波(垂直剪切波)和向下传播的 SH 波(水平剪切波)。整个波动场是各线源波动场的叠加，当波动场在斜

　　入射角度 θ 方向满足等相位匹配条件时[式(C.1)],产生斜向入射声波(见图 C.1)。电磁超声斜入射超

　　声波检测是利用 SV 波进行的。

　　sinθ= N …………………………( C.1 )

　　式中：

　　θ — 斜入射声波角度，单位为度(°) ;

　　N— 自然数;

　　λ— 波长，单位为毫米(mm) ;

　　L— 相邻导线之间的间距，单位为毫米(mm)。

　　图 C.1 斜入射电磁声探头原理示意图

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　　C.3 检测人员

　　C.3. 1 检测人员应具有较丰富的超声检测经验，并经考核取得 2 级或 2 级以上等级资格证书。

　　C.3 .2 按本附录进行检测的人员，应接受一定时间的有关电磁超声检测方法的培训。对材料分类、电

　　磁特性及声学特性有一定了解。 对检测中可能出现的问题能做出正确的分析、判断和处理。

　　C.4 设备和器材

　　C.4 . 1 概述

　　电磁超声斜入射检测设备和器材应满足 8.3~8.5 的要求。

　　C.4 . 2 仪器

　　C.4.2. 1 电磁超声斜入射检测设备应有产生单向斜入射声波的能力。

　　C.4.2.2 电磁超声斜入射检测设备应有 80 dB 以上的接收增益。

　　C.4 . 3 探头

　　C.4.3. 1 探头一般为 SV 波斜入射探头，频率 1 MHz~6 MHz。

　　C.4.3.2 换能器线圈主要为等间距回折线圈，也可采用弧形线圈和变间距回折线圈产生斜向聚焦

　　波束。

　　C.4.3.3 换能器磁体可以为永磁体式的也可以为脉冲磁铁式的。

　　C.4.3.4 对于高温探头线圈前端的阻热层增加了提离，应通过在标准试件上进行比对试验以确定回波

　　增益的补偿值。

　　C.4 . 4 校准试块

　　按 8 . 4 . 1 执行 。

　　C.4 . 5 对比试块

　　C.4 .5 . 1 对比试块应与被检材料的声学特性相同或相似，厚度差不超过 10%。

　　C.4.5.2 对比试块上的人工反射体为 V形槽，角度 60°,槽深为厚度的 3%(最大不超过 3 mm) ,槽长至

　　少 25 mm。

　　C.5 灵敏度的确定

　　C.5. 1 根据实际检测的需要和选取的探头和仪器，选择相应的对比试块进行距离-幅度曲线的绘制。

　　C.5.2 将探头置于试块有槽的一面，使声束对准槽的宽边，找出第一个全跨距反射的最大波幅，调整仪器，使该反射波的最大波幅为满刻度的 80%,在显示屏上记录下该信号的位置。不改变仪器的状态，移

　　动探头，得到第二个全跨距信号，并找出信号最大反射波幅，在显示屏上记录下该信号。 将上述确定的点连成一直线，此线即为距离-幅度曲线。

　　C.5 .3 曲线族由评定线、定量线和判废线组成。评定线以下为 0 区，评定线与定量线之间(包括评定线)为 Ⅰ 区，定量线与判废线之间(包括定量线)为 Ⅱ 区，判废线及其以上区域为 Ⅲ区，如图 C.2 所示。如果距离-幅度曲线绘制在显示屏上，则在检测范围内不低于显示屏满刻度的 20%。

　　C.5 .4 灵敏度的选择应根据所检测对象，与采用压电超声检测所采用的灵敏度相同。

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　　图 C.2 距离-幅度曲线的示意图

　　C.6 检测

　　C.6 . 1 扫查方式

　　C.6 . 1 . 1 手动检测一般采用栅格扫查或锯齿扫查。

　　C.6. 1 .2 当发现缺陷信号时，移动探头使之能在显示屏上得到最大反射幅度。

　　C.6 .2 缺陷的测定和记录

　　C.6.2. 1 灵敏度应调到评定线灵敏度。对所有反射波幅达到或超过定量线的缺陷，均应确定其位置、

　　最大反射幅度和缺陷当量并记录。

　　C.6.2.2 缺陷最大反射幅度的测定应将探头移至缺陷出现最大反射波信号的位置，测定幅度大小，并

　　确定它在距离-幅度曲线图中的区域。

　　C.6.2.3 缺陷位置测定应以获得缺陷最大反射幅度的位置为准，应给出缺陷在焊缝上的位置和深度。

　　C.6.2.4 对于幅度等于或超过距离-幅度曲线的缺陷显示，应移动探头用-6 dB法来测量其显示长度。

　　C.6 . 3 缺陷评定

　　宜根据检测对象、目的或用户的要求采用相应的标准或合同双方约定进行缺陷评定。

　　C.7 检测记录和报告

　　检测记录与报告依据第 11 章的规定执行。