ICS 77.040. 20 H 26
YS
中华人民共和国有色金属行业标准
YS/T 1187—2017
铝及铝合金薄壁管材超声检测方法 Ultrasonic inspection of aluminium and aluminium alloy thin-walled tubing
2018-01-01实施
2017-07-07发布
中华人民共和国工业和信息化部 发布 YS/T1187—2017
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243)归口。 本标准起草单位：东北轻合金有限责任公司、山东南山铝业股份有限公司、国家有色金属质量监督检
验中心、山东充矿轻合金有限公司、西南铝业（集团)有限责任公司、广东省工业分析中心、辽宁忠旺集团有限公司、西北铝加工厂、北京有色金属与稀土应用研究所。
本标准主要起草人：王国军、张晓霞、张伦兆、霍庆利、邱新东、张秀菊、刘浩、罗顺、李杨、盖洪涛、 徐崇义、王胜、柳旭、李兵、武亮、黄复冉、孙志。 YS/T 1187—2017
铝及铝合金薄壁管材超声检测方法
1范围
本标准规定了铝及铝合金薄壁管材超声波检测方法的术语和定义、方法概述、检测人员、检测环境、 检测设备与材料、试样、检测技术与参数设定要求，及验收标准、检测方法、结果评定、检测标识、检测记录和检测报告等内容。
本标准规定的超声波脉冲反射式横波水浸法或接触法，适用于铝及铝合金薄壁管材纵向或横向不连续性的检测，适用于外径20mm130mm、壁厚1mm~25mm及壁厚与外径之比不大于0.2的管材，但层状不连续性不能有效检出。 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/T6519变形铝、镁合金产品超声波检验方法 GB/T9445 5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/T18694无损检测超声检验探头及其声场的表征 GB/T18852无损检测超声检验测量接触探头声束特性的参考试块和方法 JB/T9214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 JB/T10061A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件
3术语和定义
GB/T12604.1界定的术语和定义适用于本文件
4方法概述
超声波通过耦合剂在被检试样壁内以纯横波形式沿某一方向进行传播，使声束覆盖被检试样壁厚，对被检试样检测面进行100%扫查，检出的不连续性超声响应与已知参考反射体超声响应进行比较，评定被检试样的质量。如果声束从一个方向传人不能有效检出不连续性时，应使声束沿相反方向传播进行再一次检测（见图1和图2)。纵向不连续性检测，声束应在被检管壁内沿周向传播，如图1所示。横向不连续性检测，声束应在被检管壁内沿轴向传播，如图2所示，
5检测人员
5.1从事超声波检测人员应获得国家认可的认证机构颁发的人员资质等级证书。 5.2超声波检测人员只能从事与其检测方法和技术等级资质相应的技术工作。 6检测环境 6.1检测现场的温度及湿度以不影响超声波检测的稳定性和可靠性为原则。 6.2检测现场以不影响超声波检测人员正确操作、结果评定为原则，应安全、光线适度，不应在强磁、震动、高频、灰尘大、机械噪声大、有腐蚀性气体的环境中进行检测。
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品 探头一入射角
探头入射角一
图1横波分别在管壁中沿圆周正反两个方向传播示意图
鱼鱼
探头入射角
探头一入射角
图2横波分别在管壁中沿轴向正反两个方向传播示意图
7检测设备与材料 7.1对比试样 7.1.1功能
对比试样用于调整检测系统灵敏度及检测范围、评定不连续性当量大小和位置、调试自动检测设备、 测试检测系统综合性能及校验使用过程中系统稳定性，并保证检测结果的再现性。 7.1.2选材
对比试样的牌号、规格、表面状况应与被检试样相同，对比试样端头应进行倒角处理，表面应清洁、光滑，不应有自然缺陷、划伤和碰伤等机械损伤及影响人工缺陷显示的其他情况。 7.1.3长度
对比试样的长度不应影响人工缺陷参考反射体的评定。 7.1.4标记
对比试样应标记牌号、规格、人工缺陷参考反射体尺寸、编号等信息，如标记困难，可用代号进行标记，代号说明应有记录。 7.1.5人工缺陷参考反射体 7.1.5.1概述
根据检测要求，在对比试样内、外表面上加工成一定形状、尺寸的人工缺陷称为人工缺陷参考反射
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体，本标准采用的人工缺陷参考反射体为槽伤，如采用其他形状的人工缺陷应由供需双方协商确定。人工缺陷参考反射体是评定不连续性当量的依据，但不应理解为被检出的不连续性回波与人工缺陷回波相等时二者的尺寸相等。 7.1.5.2形状
槽伤横截面形状为U形、矩形或V形，如图3所示。U形槽伤的两个侧面应相互平行且底面呈半圆形。矩形槽伤的两个侧面应相互平行且垂直于槽伤底面，当采用电蚀法加工时，允许矩形槽伤底面有过渡圆角。V形槽伤的底面夹角应为60°。
b）矩形
a)U形
c)V形
说明： W——槽伤的宽度； h— 槽伤的深度。
图3槽伤横截面示意图
7.1.5.3位置 7.1.5.3.1平行于管轴纵向槽伤用于纵向不连续性的检测。图4为矩形纵向槽伤加工示意图。
内表面槽伤
L
外表面槽伤测试端部盲区外表面槽伤
说明： L—槽伤的长度。
图4对比试样纵向槽伤截面示意图
7.1.5.3.2垂直于管轴线的横向槽伤用于横向不连续性的检测。图5为矩形横向槽伤加工示意图。 7.1.5.3.3对比试样上的槽伤有外表面槽伤、内表面槽伤和用于测试端部盲区的外表面槽伤，无论是纵向槽伤或横向槽伤，各槽伤位置应充分地分离，不应影响评定。 7.1.5.3.4外表面槽伤应在对比试样的中部外表面加工制作，内表面槽伤应在距端头不小于盲区的
-
端制作，用于测试端部盲区的外表面槽伤，应在内表面槽伤的另一端加工制作。 7.1.5.3.5槽伤在轴向或周向上的分布应确保在调试中或校验中被有效检出，信噪比应满足检测要求。 7.1.5.3.6当对比试样内径小于18mm时，可不加工内表面纵向槽伤，当对比试样内径小于50mm时，可不加工内表面横向槽伤。 7.1.5.4槽伤尺寸
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a）弧形槽底
b）平槽底
图5对比试块横向槽伤截面示意图
槽伤尺寸分为AAs、As、Bs和Cs四级，选用的级别由供需双方协商确定，并在订货单（或合同)中说明。各级别的尺寸及允许偏差如表1所示，同一对比试样上的槽伤制作的公称尺寸应相同。
表1槽伤尺寸
槽伤长度/mm
槽伤深度
槽伤宽度b/mm
槽伤尺寸
级别 深度与壁 深度最小值 深度允许偏差 宽度
长度允许偏差
宽度允许偏差
长度最大值 7
厚比值 5%c 8% 10% 10%
最大值
± 0. 5 1. 0 1. 0 2. 0
±
mm
0. 07d 0. 10 0. 20 0. 50
AAs As Bs Cs 槽伤深度为表面到槽底部最大距离和最小距离的平均值。各级别人工槽伤最大深度不应大于1.5mm；
十深度的10% 0. 15 深度的10% 0. 20 宽度的15% 15
20 30
+深度的10% 0. 40 深度的15%
0. 50 宽度的20%
槽伤宽度越小越好，最大宽度不应超过深度的2倍。V形槽伤宽度由深度确定；如被检试样壁厚1mm，槽伤深与壁厚比值5%，则槽伤深0.05mm，槽伤深最小取值0.07mm；如槽伤深度0.07mm，允许土10%偏差，则在测量时槽深最小值0.063mm，应是合格的，如在测量时槽伤深 0.077mm，应是合格的。
b
d
7.1.5.5制作与测量 7.1.5.5.1槽伤可采用电蚀法、机械法或其他方法加工。可用光学方法、覆形方法、比对法或其他方法进行测量，应对测量结果进行记录并保存。 7.1.5.5.2经供需双方协商确定可使用其他形状参考反射体或可选用双方认可的自然缺陷作为参考反射体进行检测基准灵敏度调试，实现对某一特定不连续性的检测。 A YS/T1187—2017
7.1.6管理 7.1.6.1应定期检查对比试样的外观，表面磨损严重、外形产生弯曲、变形、凹坑或表面划痕较重应进行更换。当对比试样产生的噪声信号使信噪比降低或影响不连续性评定时，应立即更换。 7.1.6.2对比试样应按标识进行定置管理，使用后应立即清洁、干燥避免受损伤和腐蚀。 7.1.6.3供需双方被检试样的检测所使用的对比试样应相同。 7.2探头 7.2.1探头的性能测试应满足GB/T18694和GB/T18852标准要求，探头使用频率应在2MHz～ 15MHz范围内选择。探头应与仪器相匹配，声能指向性好，分布均匀，抗干扰能力强，分辨率好，信噪比高，在规定的灵敏度下，应能有效检出和分辨规定尺寸的槽伤并满足检测要求。 7.2.2探头在管壁内的有效声束尺寸应不大于槽伤长度。探头的规格、频率、折射角和其他参数的确定应满足7.2.1要求，并有最佳的信噪比。如需要选用其他规格探头，应由供需双方协商确定，以能有效检出、分辨和评定验收标准要求的不连续性为原则， 7.2.3水浸自动检测，根据检测要求可选用线聚焦探头或点聚焦探头，压电晶片尺寸及透镜曲率半径等参数应根据被检试样规格、检测范围、检测要求确定，并满足7.2.1要求。 7.2.4探头应有制造商、编号、检测频率、晶元尺寸、折射角或焦距等标识，应有出厂测试合格证。 7.2.5探头应按标识进行定置管理，使用后应进行清洁、干燥处理 7.3超声检测仪 7.3.1超声检测仪最低使用性能应满足GB/T6519标准中关于超声波检测仪的测试要求。 7.3.2超声检测仪应具有自动报警、阅值设定和A扫或B扫或C扫图存储和输出功能，应具有发射功率强、声穿透能力强、抗干扰能力强、电噪声低、增益范围大、稳定性好和检测信噪比高等特性。 7.3.3超声检测仪检测频率推荐使用范围为2MHz～15MHz，如有其他要求应经供需双方协商确定。 7.3.4超声检测仪在检测频率和要求的检测灵敏度下，具有对所接收的脉冲进行稳定线性放大能力，能够满足9.2检测基准灵敏度调试要求。 7.3.5超声检测仪重复频率的可调范围应满足检测要求。 7.3.6超声检测仪与探头组合性能应能满足被检试样检测要求。 7.3.7若使用了多通道超声检测仪，每个通道应能够独立地监测对应探头检测中的超声响应，并满足 7.3.1～7.3.6要求，各通道之间的接收器增益变化不应大于6dB 7.3.8新购买的超声检测仪应有编号、型号及制造厂家名称，应有检定合格证，在初次使用前及每年都应进行校准。若仪器进行维修或任何影响仪器超声响应特性的零件/部件更换后，在重新投人使用前，应对该仪器进行重新校准。每次校准的数据应保存备查，只有校准合格的仪器方可进行试样检测。 7.3.9用来对超声检测仪进行校准的所有设备都应有可道溯性，应满足仪器校准要求 7.3.10在信号幅值调整到显示屏满刻度50%的情况下，线电压波动引起的信号幅值变化不应超过显示屏满刻度的土2.5%。 7.3.11如有其他要求，应由供需双方协商确定选用某一型号仪器，仪器与探头组合性能应能满足被检试样检测要求， 7.4自动检测装置 7.4.1管材自动检测装置应使探头与被检试样以螺旋线轨迹做相对运动，应有旋转和纵向移动的运动装置。根据被检试样检测效率、检测规格和检测质量要求选择探头与被检试样运动检测方式。 7.4.2探头调节装置应具有在一定范围内对探头的偏心距、水层、垂直度、角度偏转等参数连续可调的功能，应有对调试参数锁定功能，确保主声束在检测中不发生偏离，达到检测要求。 7.4.3传动装置的运动速度应是连续可调的。应使被检试样以均匀速度与探头做相对运动，旋转装置的转动速度应均匀，运动速度的波动不应大于士10%，
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7.4.4检测装置应保证超声波声束对被检试样检测面100%扫查，应对不连续性准确定位，不应对被检试样造成任何损伤。 7.4.5分选装置应能可靠地分离检测合格与不合格的试样。 7.5耦合剂 7.5.1水浸法使用的耦合剂应采用无气泡、无杂质、清洁的室温水，经供需双方协商确定，可在水中加人适量的防蚀剂或润湿剂，所有添加剂应对设备、被检试样及相关装置无腐蚀和损害。 7.5.2接触法使用的耦合剂应纯净，不应有其他杂质，应透声性好，对被检试样、探头及人体无伤害。耦合剂黏度及表面润湿性应根据被检试样表面粗糙度选择，应使声束很好地传人被检试样中。 7.5.3灵敏度调试、被检试样的检测及不连续性评定使用的耦合剂应相同。 8试样 8.1被检试样厚度应均匀，检测面应清洁、光滑、平直，无影响检测的表面伤痕、污物、油脂、油漆或其他影响检测结果的异物，应对管端头进行倒角处理，保证端部无毛刺。被检试样检测面的粗糙度（R）应优于1.6um。任何清洁方法和加工不应对被检试样造成损伤。 8.2检测前应对被检试样进行外观检查，并满足8.1的要求。 8.3被检试样进行超声检测时，信噪比应大于9dB。 8.4采用水浸法自动检测时，被检试样每米弯曲度应不大于2mm，全长弯曲度应不大于4mm。 8.5被检试样检测结束后，应对检测面进行清洁、干燥处理，按要求摆放。 8.6被检试样端部盲区要求应由供需双方协商确定，应在订货单(或合同)中或技术协议中注明。 9检测技术与参数设定 9.1检测技术选择 9.1.1接触法和水浸法检测技术，优选水浸聚焦声束检测技术。 9.1.2壁厚不大于6mm或外径不大于50mm的管材宜采用聚焦探头进行水浸自动检测。 9.1.3检测质量要求高的管材宜采用水浸聚焦探头进行检测。 9.1.4对于大批量管材检测宜采用水浸聚焦探头进行自动检测。 9.1.5当需方没有提出对横向不连续性进行检测时，只对管材的纵向不连续性进行检测。 9.1.6如果其他方法对不连续性检出有帮助，可采用其他方法进行附加检测。 9.1.7应根据被检试样规格、检测要求、检测技术、验收标准及供需双方协商确定的要求等编制检测规程或检测工艺卡，该规程的编写应满足本标准要求，编写内容应至少涵盖附录A的规定。 9.1.8检测技术选择和验收标准应在订货单(或合同)或协议中说明和确认。 9.2检测基准灵敏度调试 9.2.1水浸自动检测基准灵敏度调试 9.2.1.1静态调试 9.2.1.1.1在检测前，根据验收标准要求，选择与被检试样公称尺寸及材料相同的对比试样，对检测系统进行检测基准灵敏度调试。 9.2.1.1.2根据检测要求和被检试样尺寸选择合适的探头频率、晶元尺寸和透镜尺寸，使声束在被检试样截面能达到100%覆盖，且不应产生虚假信号显示。 9.2.1.1.3根据设备检测原理，调试探头装置，使主声束中心轴线与管材轴线相交（此时声束中心轴线与管材直径重合），获得最大界面波反射，改变水层距离，使其等于探头的焦距减去管材半径，使界面反射波超声响应幅值最大，焦点落到被检试样表面上。 9.2.1.1.4调试探头偏心距（在水中初始探头偏心距调试约为被检试样外径1/6），获得需要的声束人 6