T_CSTM 00423-2022 无损检测 中低频磁致伸缩超声导波检测设备的性能与验证.docx
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1、T/CSTM004232022前言本文件参照GB/T1.12020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/FC94)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/FC94)归口。IT/CSTM00423-2022无损检测中低频磁致伸缩超声导波检测设备的性能与验证1范围本文件规定了中低频磁致伸缩超声导波仪器、传感器及组合性能的测试方法和验收准则。本文件适用于采用FeCo、FeNi、FeG
2、a等磁致伸缩带材作为换能材料的超声导波检测仪器,其工作频率在5kHz至300kHz范围内且具有A扫描和B扫描功能的超声导波检测仪器和传感器。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/T12604.1无损检测术语超声检测GB/T20737无损检测通用术语和定义GB/T28704无损检测磁致伸缩超声导波检测方法GB/T31211无损检测超声导波检测总则3术语和定义GB/T12604.1、GB/T20737、GB/T28704和GB/T31
3、211界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1盲区deadzone距离传感器的一段区域,仪器无法检测到此区域中出现的截面积变化的结构特征,如焊缝、法兰、支架和腐蚀等。3.2纵向分辨力axialresolution导波信号中在传播方向上两个反射体之间的最小可分辨距离。3.3横向分辨力lateralresolution导波B扫描检测信号图中在垂直于导波传播方向上两个反射体之间的最小可分辨距离。4概述中低频磁致伸缩超声导波检测设备由导波检测仪器和传感器组成,其中导波检测仪器包含两个发射1T/CSTM004232022通道、两个接收通道及控制模块。超声导波检测设备应具有方向控制功能,其系统组成如图
4、1所示。图1典型磁致伸缩超声导波检测设备的系统组成5检测设备性能5.1检测仪器5.1.1激励模块5.1.1.1激励信号波形:应与仪器制造商提供的参考波形一致。5.1.1.2激励信号电压:250V,误差不大于10%。5.1.1.3激励信号频率:5kHz300kHz,分辨力不小于1kHz。5.1.2接收模块5.1.2.1增益范围:60dB。5.1.2.2放大器的频率响应:中心频率应在制造商规定的技术指标的5%内;带宽应在制造商规定的技术指标的10%内。5.2传感器5.2.1回波波形:回波的脉冲宽度误差的最大允许值为制造商规定的技术指标的10%。5.2.2中心频率及带宽:中心频率应在标称中心频率的1
5、0%内;带宽应在标称带宽的15%内。5.3组合设备5.4.1距离波幅曲线测试:校准试件1中横截面损失比为1%的通孔的测量误差不超过10%。5.4.2灵敏度及信噪比:可检测出校准试件1中横截面损失比为1%的通孔,且信噪比不低于6dB。5.4.3方向控制:传感器标称的检测频率或扫频范围内的方向控制性不低于3。6检验条件2T/CSTM00423-20226.1环境条件6.1.1环境温度:1530。6.1.2相对湿度:85%RH。6.2检验器具6.2.1数字示波器:带宽不小于100MHz,带有FFT功能。6.2.2函数信号发生器:频率范围100Hz2MHz;带有猝发音功能,猝发音包含的正弦波或脉冲波个
6、数不少于10个。6.2.3标准衰减器:衰减范围080dB可调;频率范围02MHz;输出阻抗为50。6.2.450无感电阻:阻值相对误差1%。6.3试件校准试件用于检测设备性能的测试。各校准试件要求如下:a)校准试件1:公称直径为DN200,壁厚为6mm,长度为3000mm,材质为碳钢的无缝钢管,并设置两个横截面损失比为9%的横向环形切槽,一个横截面损失比为1%的通孔,如图2所示;标引序号说明:1样管;2粘贴好的磁致伸缩带材;3横截面损失比为9%的横向环形切槽1;4横截面损失比为1%的通孔;5横截面损失比为9%的横向环形切槽2。图2校准试件1b)校准试件2:公称直径为DN200,壁厚为6mm,长
7、度为3000mm,材质为碳钢的无缝钢管。设置两个横截面损失比为1%的通孔,两个通孔在管道周向相差180度,如图3所示;3T/CSTM004232022标引序号说明:1样管;2粘贴好的磁致伸缩带材;3横截面损失比为1%的通孔1;4横截面损失比为1%的通孔2,与通孔1在周向位置相差180;5通孔设置区域;6导波的纵向分辨力𝑙𝑣。图3校准试件2c)校准试件3:长宽均为1500mm,厚度为6mm,材质为碳钢的平板,并设置两个直径为4mm的通孔,如图4所示;标引序号说明:1样板;2粘贴好的磁致伸缩带材;3B扫描传感器;4两个直径为4mm的通孔;𝑙w
8、907;导波B扫描的横向分辨力𝑙。图4校准试件3d)校准试件4:公称直径为DN200,壁厚为6mm,长度为3000mm,材质为碳钢的无缝钢管。设置一个横截面损失比为1%的通孔,如图5所示。4T/CSTM00423-2022标引序号说明:1样管;2粘贴好的磁致伸缩带材;3横截面损失比为1%的通孔;4缺陷设置距离,计算公式为:盲区+通孔直径/2。图5校准试件4校准试件中横向环形切槽的宽度在在0.5mm2mm的范围内,深度方向的公差不大于0.2mm,通孔的直径误差不大于0.1mm,切槽及通孔的位置误差不大于1mm。7检验项目和检验方法7.1外观检查目测检测仪器、传感器的外观,检查是否
9、存在影响正常工作及未来可靠性的外部损伤。7.2检测仪器7.2.1激励信号电压连接示波器至超声导波仪器的发射输出端,并在输出插座连接一个50无感电阻。检查示波器测量探头的设置档位,使示波器的耐压高于仪器的发射电压。按照常用导波检测状态,设置仪器的发射频率和脉冲周期数,并将发射脉冲调至最大输出电压。用示波器测量发射脉冲电压V50,如图6所示。图6脉冲波形的峰峰值及周期5T/CSTM0042320227.2.2激励信号频率按7.2.1方式将示波器连接至超声导波仪器的发射端。由低到高调节仪器的激励信号频率,至少选择最低发射频率、常用发射频率、最高发射频率作为测试点,利用示波器的FFT功能测量发射脉冲的
10、频率值,并按公式(1)计算脉冲频率的相对误差Fdif:Fdif=Fd-FmFd100%(1)式中:频率标称值;频率测量值。7.2.3放大器的频率响应按图7所示方式,将信号发生器、标准衰减器和示波器与被测超声导波仪器连接。信号发生器选择正弦波输出波形,脉冲周期数按常用检测状态设置。调节信号发生器的脉冲输出频率使在仪器显示器上显示的波形达到最强。然后调节标准衰减器和/或仪器增益,将显示信号调整至满屏的80%,记录此时标准衰减器的衰减读数。改变信号发生器输出脉冲信号的频率,以不大于1kHz的步距,依次从最大信号幅度所对应的频率𝑙𝑙𝑓max提高和降低频率
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