国家标准 GB/T39282一2020 无损检测电磁声换能器(EMAT吵)技术脉冲回波检测方法 Non-destruetivetesting一Testingmethodiforpulsc-eehotestingusing eleetromagneticacoustictransducer(EMATtechnigues 2020-11-19发布 2021-06-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花管理委员会国家标准
GB/39282一2020 目次前言范围 2 规范性引用文件术语和定义方法概要 *#* 安全要求人员要求检测工艺规程检测设备和器材检测程序 10检测结果的评价与处理 1 检测记录与报告
GB/39282一2020 前言本标准按照GB/T1.1一2009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/TC56)提出并归口本标准起草单位;爱德森厦门)电子有限公司、特种设备检测研究院、中北大学,清华大学,浙江大学、武汉中科创新技术股份有限公司、广东汕头超声电子股份有限公司、合肥通用机械研究院有限公司、钢铁研究总院、科学院金属研究所、铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所、科学院声学研究所本标准主要起草人:沈功田、郑阳、林俊明、胡斌、李素军、周进节、张宗健、谭继东、蓝麟、崔高宇、黄松岭唐志峰、王子成、詹红庆、阎长周、张建卫,蔡桂喜、黄凤英、沈建中
GB/39282一2020 无损检测电磁声换能器(EMAT)技术脉冲回波检测方法范围本标准规定了采用电磁声换能器进行材料及构件中不连续脉冲回波直射超声检测的方法 mm~100 本标准适用于板厚6 nmm碳素钢、低合金钢和有色金属等板材的电磁超声检测,奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体双相不锈钢、铝及铝合金板材、钛及钛合金板材,镍及镍合金板材等板材的电磁超声检测可参照本标准执行管材,锻件等原材料的电磁超声检测可参考本标准执行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/T9445无损检测人员资格鉴定与认证 GB/T12604.1无损检测术语超声检测 GB/T34885无损检测电磁超声检测总则 JB/T9214一2010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术语和定义 GB/T12604.1和GB/T34885界定的术语和定义适用于本文件方法概要 4.1检测原理采用可产生垂直人射超声波的电磁超声换能器进行电磁超声直人射检测,通过超声波遇到不连续时产生的反射信号信息检测不连续位置和大小,如图1所示电磁超声直探头可采用垂直于工件表面的偏置磁场和饼形、环形或蝶形线圈结构,激发和接收垂直于表面人射的超声横波;也可采用平行于工件表面的偏置磁场和跑道形或蝶形线圈,激发和接收垂直于表面人射的超声纵波
GB/T39282一2020 B b 无不连续时有不连续时说明: 初始脉冲 -不连续处一次回波底面一次回波图1检测原理示意图 4.2优点及特点电磁超声脉冲回波直射检测具有下列特点非接触检测,无需合剂适用于高温、低温、干燥或真空环境条件下的检测适用于表面有 a 覆盖层的工件检测适用于快速和自动化检测 b 能直接产生不同波型的超声,包括纵波、各种偏振方向的横波(特别是水平偏振的横波) 4.3局限性电磁超声脉冲回波直射检测具有下列局限性不适用于既非导电又非导磁材料检测 a b)电磁超声换能效率受被检材料电磁特性影响较大,需要更严格的对比试样; 在某些场合下检测后需对工件进行退磁 5 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 a 培训和采取必要的保护措施 b 检测场地应避免强光、强磁场、强振动、腐蚀性气体、严重粉尘等影响电磁超声探伤仪器稳定性或检测人员可靠观察的因素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;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 fD 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
GB/39282一2020 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 g 必要的保护措施 h 永磁式电磁超声探头在运输、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 y 人员要求执行本标准实施检测的人员,应按照GB/T9445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其进行岗位培训和操作授权检测工艺规程 7.1按照本标准的要求制定电磁超声脉冲回波直射检测工艺规程时,其内容至少宜包括如下要素适用范围; aa b 依据的标准、法规或其他技术文件; 检测人员资格; c d 检测设备和器材; 被检产品信息及检测前的准备要求:材质、儿何形状与尺寸、设计与运行参数、表面状态检测条件(温度、介质等); 检测表面准备; g h 检测时机; 检测程序和检测方法; 检测的标记和原始数据记录表格 kk 检测后的操作要求; 检测结果的评价及处理方式; 检测报告格式和要求; m 编制(级别,审核(级别)和批准人; n 编制日期 o 7.2工艺规程应经验证,当重要因素或其他对检测灵敏度有严重影响的因素发生变化时,工艺规程应重新验证检测设备和器材 8.1检测系统检测系统应至少包括电磁超声换能器和电磁超声检测仪器,必要时还应有扫查装置、退磁装置和操作辅助装置仪器和探头产品应具有质量合格证明 8.2电磁超声仪器 8.2.1工作频率采用A型脉冲反射式电磁超声检测仪,发射频率可调，工作频率范围宜在0.5MHz10MHz内
GB/T39282一2020 选择 8.2.2发射功率电磁超声检测仪发射峰值功率宜大于10kw(500V20A 8.2.3增益检测仪应具有80dB以上的连续可调衰减器,步进级每挡不大于2dB,其精度为任意相邻12dB的误差在士1dB以内,在任意连续60dB范围内最大累计误差不超过2dB 8.2.4显示范围检测仪应具有连续可调的显示范围,且显示范围应不小于检测厚度 8.2.5线性仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示水平线性误差不大于1%,垂直线性误差不大于5% 8.3电磁超声探头由于不同电磁超声探头的用途、参数和灵敏度不同,直射检测选用的电磁超声探头宜考虑以下方面: 根据检测需要,选择合适的电磁超声直人射探头 a b 探头频率选择常用探头频率一般在1MHz10MHz 基于检测对象和灵敏度要求,选择合适的探头频率对于厚度较小的被检件宜选用高频,对于厚度较大的被检件宜选用低频探头模态选择可选横波或纵波探头对于检测灵敏度要求较高时,宜选用横波探头 c d 探头线圈类型选择根据被检材料尺寸结构和检测灵敏度要求选择合适的线圈类型不同换能器线圈产生的辐射声场存在一定差异,需考虑声场的能量分布、扩散性和覆盖范围来选择合适的线圈;饼形、环形线圈产生的声场周向一致性好,蝶形线圈产生的声场声束较窄探头磁铁类型选择换能器磁体可以为永磁体式的也可以为脉冲磁铁式的 e 探头接触面选择常温检测时,选取具有耐磨接触面的探头;高温检测时,选取具有耐高温且耐磨接触面的探头,必要时探头与工件之间的空气隙高度可调;对于曲率较大的被检构件,应选取具有柔性前端的探头 8.4检测系统性能检测系统为系统成套产品,电磁超声探头与检测仪配套使用检测系统的性能指标应满足电磁超声检测系统能够发现对比试块中规定的平底孔,信噪比不小于6dB 8.5试块 8.5.1标准试块采用JB/T9214一2010中规定的DBP和CSK-IB试块评定和核查电磁超声检测设备,项目包括灵敏度余量、垂直线性,水平线性、分辨力及盲区 8.5.2对比试块对比试块材质、超声特性、声学性能应与被检构件相同或相似,内部不应存在影响检测的不连续
GB/39282一2020 对比试块应设计加工一定数量的人工反射体,对比试块形状和尺寸如表1和图2所示对比试块也可根据实际检测需求参考其他板材超声检测的对比试块尺寸加工,设置不同深度分布的参考反射体对比试块上平底孔应垂直于工件表面,且表面平滑表1直入射电磁超声检测用对比试块单位为毫米试件编号板材厚度检测面到平底孔的距离s 试块厚度T 试块宽度6 >2040 10,20,30 40 30 40 >4060 15、30、45 60 >60100 15,30、45,60,80 00 40 mm时,试块也可用厚代薄注1，板材厚度大于40 注2:为减轻单个试块尺寸和重量,声学性能相同或相似的试块上的平底孔可加工在不同厚度试块上单位为毫米全部注，板材检测参考反射尺寸为5mm平底孔,锻件检测时反射体尺寸由合同各方商定图2直入射电磁超声检测用对比试块示意图 8.6操作辅助装置高温检测时应配备电磁超声探头高温操作手柄非常温检测时应配备红外谢温仪或其他渊温仪器扫查时应配备位置记录装置检测设备的维护和校准 8.7 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、直人射探头盲区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应按JB/T92142010进行现场每次检测前,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检测程序 9.1检测前的准备 9.1.1资料审查检测前应对被检构件的有关资料进行审查,为检测方案的制定和检测数据分析提供依据,资料审查
GB/T39282一2020 应包括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 a 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; 被检构件其他资料:维护、保养、修理和改造的文件资料等 d g.1.2现场勘查现场工况对检测结果会造成不同程度的影响,为保证检测结果的有效性,现场勘查时应考虑如下因素: 如有可能,被检构件周围应避免有其他可能产生强烈电磁信号的环境噪声或系统噪声的设备 a 存在,如存在,应停止这些设备的运行或降低其产生的噪声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 b 素同时,对被检构件进行定位标识现场确认被检构件检测部位壁厚,部位和检测面状况现场实测被检构件检测部位壁厚应在仪器设备的有效检测范围内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 d 对于带有粗糙表面、锈蚀表面或镀涂层的被检构件当被检构件带有防锈涂层时,防锈涂层应为非导电、非导磁材料组成,厚度不宜超过3 mm 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检测工艺文件包括工艺规程和操作指导书 9.1.4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超声探头声束参数,确定扫查方式,可选用全面扫查、列线扫查.边缘扫查和格子扫查 g.1.5检测速度确定手动检测的扫查速度不宜超过150mm/s 当采用自动报警装置扫查时,扫查速度应通过对比试验进行确定 9.2仪器调试检测前应对仪器进行系统功能性检查和测试采用相关的试块对各参数进行必要测试 9.3检测系统校准 g.3.1概述检测系统(探头,导线.仪器及铺助装置)每次实施检测前都应校准,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
GB/39282一2020 g.3.2检测位置当采用具有跟踪记录检测位置的扫查装置时,应对扫查装置进行位置校准 9.3.3检测灵敏度检测灵敏度由被检构件技术文件要求、有关标准或合同相关方商议确定采用适用厚度的对比试块参考反射体确定基准灵敏度,材料厚度大于20mm时应制作距离-波幅曲线板材检测且厚度小于或等于20mm时,可采用与工件等厚部位试块第一次底波调整到满刻度的 50%,再提高10dB作为基准灵敏度检测灵敏度一般比基准灵敏度高6dB 9.4检测时机宜与用户确定检测时机和条件 9.5检测 9.5.1扫查方式具体扫查方式应按9.1.4确定当发现不连续信号时,移动探头使之能在显示屏上得到最大发射幅度(或波高). 9.5.2检测速度最大的检测速度应按9.1.5确定 9.5.3检测盲区检测盲区应根据对比试验确定 g.6检测系统复核 9.6.1在下列情况下,应对电磁超声检测设备进行复核每次检测开始前和结束后 a b)仪器连续工作4h; 探头或导线更换时; c 检测材料类型改变时; d 工作表面温度引起声速明显变化时 e 怀疑检测设备工作不正常时合同各方有争议或认为有必要时 g 9.6.2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 10 检测结果的评价与处理渊厚时直接该取仅器所示厚度值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
GB/T39282一2020 对发现的不可接收信号按合同各方约定进行处理检测记录与报告 1.1检测记录要求应按检测工艺规程的要求记录和保存检测数据和有关信息 11.2不连续记录和定量 11.2.1不连续记录在检测过程中发现下述情况应记录不连续第一次反射波波高大于或等于荧光屏满刻度的50%; a b) 当底面第一次反射波(B1)波高未达到荧光屏满刻度时,不连续第一次反射波(F1)波高与底面第一次反射波(B1)波高之比大于或等于50% 当底面第一次反射波(B1)波高低于满刻度的50%. 11.2.2不连续的定位与定量检测出不连续后,按下述方法对不连续进行定位与定量被检材料厚度小于或等于20mm时,移动探头使不连续波下降到基准灵敏度条件下显示屏满 a 刻度的50%,探头中心点即为不连续的边界点; 被检材料厚度大于20 mm一60mm时,移动探头使不连续波下降到距离-波幅曲线,探头中心 b 点即为不连续的边界点; 确定11.2.1e)中不连续的边界范围时,移动探头使底面第一次反射波上升到基准灵敏度条件下显示屏满刻度的50%或上升到距离-波幅曲线,此时探头中心点即为不连续的边界点; 不连续边界范围确定后,用一边平行于板材压延方向矩形框包围不连续,其长边作为不连续的 d 长度,矩形面积则为不连续的指示面积上述定量过程中还应记录不连续的反射波幅或当量平底孔直径 11.3不连续的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各方约定进行不连续评定 11.4检测报告检测报告应至少包括如下内容委托单位、报告编号; a 检测单位; b 被检构件(设备)规格、几何尺寸、材料牌号、公称厚度、涂层厚度、表面状态; c d 执行标准、参考标准; 检测仪器名称、型号; 探头的类型和频率; 校准和对比试件的材料、尺寸、人工反射体的形状; g h 仪器检测状态参数的设置值; 用图示标明检测部位;
GB/39282一2020 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收信号的指示及位置示意图验收准则及检测结论; lD m检测日期、检测人员和审核人签字及资格

无损检测电磁声换能器（EMAT）技术脉冲回波检测方法GB/T39282-2020

无损检测是指在不破坏被测物品的前提下，利用物理学、材料科学和工程技术原理对其进行内部缺陷、损伤等情况的检测和判断。近年来，随着科技的不断发展，无损检测技术也不断升级，电磁声换能器（EMAT）技术就是其中之一。

什么是电磁声换能器（EMAT）技术？

传统的无损检测方法往往需要使用探头接触被测物体表面，然而这样会导致许多问题，比如需要加工出平整的表面、不能检测高温或有毒气体的物体等。而EMAT技术则不需要接触被测物体，通过电磁感应在被测物体中产生超声波，进而检测内部缺陷、损伤等情况。

EMAT技术早在20世纪80年代就已经涌现，但其在实际应用中还存在一些问题，比如信噪比低、灵敏度不足等。随着科技的发展，这些问题已得到了较好的解决，EMAT技术也逐渐得到广泛应用。

脉冲回波检测方法GB/T39282-2020

脉冲回波检测方法是一种常用的无损检测方法，它主要利用探头向被测物体发送脉冲超声波，并通过探头接收回波信号来检测内部缺陷、损伤等情况。GB/T39282-2020是一项针对EMAT技术的脉冲回波检测方法标准，其主要包括以下内容：

EMAT探头的制备与使用；
信号处理与分析；
检测结果的判定。

GB/T39282-2020标准的推出，为EMAT技术在无损检测中的应用提供了更加清晰、明确的指导，也更好地保障了无损检测的准确性和可靠性。

结语

作为一种新型的无损检测技术，EMAT技术不仅可以大幅度提高检测效率，还可以避免一些传统方法所带来的问题。同时，脉冲回波检测方法GB/T39282-2020的推出，也为EMAT技术在实际应用中提供了更多的依据和支撑。相信在未来，EMAT技术将继续发挥着重要的作用，为无损检测事业的发展作出更大的贡献。