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(T-CSTM 00423—2022).pdf
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1、 ICS 77.040.20 CCS H 26 团 体 标 准 T/CSTM 004232022 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 Non-destructive testing Characterization and verification of low and medium frequency ultrasonic guided wave testing equipment 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 T/CSTM 004232022 I 前
2、言 本文件参照 GB/T 1.12020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。T/CSTM 00423-2022 1 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、FeGa
3、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/T 12604.1 无损检测 术语 超声检测 GB/T 20737 无损检测 通用术语和定义 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 3 术语和定义 GB/T 1260
4、4.1、GB/T 20737、GB/T 28704 和 GB/T31211 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 盲区 dead zone 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 axial resolution 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 lateral resolution 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T/CSTM
5、004232022 2 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 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
6、 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10%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 T/CSTM 00423-2022 3 6.1 环境条件 6.1.1 环境温度:1530。6.1.2 相
7、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。6.2.4 50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
8、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 1 b)校准试件 2: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;T/CSTM 004232022 4 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
9、;6导波的纵向分辨力。图3 校准试件 2 c)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;导波 B 扫描的横向分辨力。图4 校准试件 3 d)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。T/CSTM 00423-2022 5 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
10、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
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