ICS 77.040.20 H 26
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T8651—2015 代替GB/T8651—2002
金属板材超声板波探伤方法
Flaw detection method by the ultrasonic plate wave for metal plates
2016-06-01实施
2015-09-11发布
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
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GB/T8651—2015
目 次
前言 1范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 一般要求 5 探伤设备 6 对比试样 7 板波模式选择 8探伤方法及缺陷评定 9探伤记录及报告附录A（资料性附录） 自由边界条件下的Lamb波频率方程和群速度计算公式附录B（资料性附录） 406高强度钢板板波频散曲线附录C（资料性附录） 低碳钢板板波频散曲线附录D（资料性附录） 1Cr13材料板波频散曲线附录E（资料性附录） 1Cr18Ni9Ti材料板波频散曲线附录F(资料性附录) Cr17Ni2材料板波频散曲线附录G（资料性附录） GH169材料板波频散曲线附录H（资料性附录) TA2材料板波频散曲线附录I（资料性附录） TA7材料板波频散曲线附录J(资料性附录) TC2材料板波频散曲线附录K（资料性附录) TC4材料板波频散曲线附录L（资料性附录) 5A06材料板波频散曲线附录M（资料性附录) 2A12材料板波频散曲线
10 11 12 13 14 15 16 17 18
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前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T8651—2002《金属板材超声板波探伤方法》，与GB/T8651-2002相比主要技术
内容变化如下：
增加了对检测人员的要求；一修改了对比试样尺寸的要求；一对于刻槽型人工缺陷，增加了U型槽；一增加了不同牌号材料的相速度曲线和群速度曲线的替代规定。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183)归口。 本标准起草单位：钢铁研究总院、冶金工业信息标准研究院、钢研纳克检测技术有限公司。 本标准主要起草人：张建卫、范弘、张克、沈海红、贾慧明、董莉。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T8651—1988,GB/T8651—2002。
I
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金属板材超声板波探伤方法
1范围
本标准规定了金属板材超声板波探伤方法的术语和定义、一般要求、探伤设备、对比试样、板波模式的选择、探伤方法及缺陷评定等内容。
本标准适用于厚度不大于受检板材表面波波长5倍的金属板材超声板波探伤，但必须证实所激发的声波确为板波，并能以足够的探伤灵敏度进行探伤。
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/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 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界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
模式mode 表示质点位移方向与传播方向的关系。在板波中，波的模式表明了声传播过程中质点位移对板中
心的变化方式。板波分为对称型和非对称型，不同型式和阶次板波的表征形式，SH波通常用no、na、 n...（对称型）和n1、na、ns.（非对称型）表示，Lamb波通常用S。、Si、S....（对称型）和ao、ai、 a.（非对称型)表示。 4一般要求
4.1板波探伤可用压电换能器或电磁声换能器进行。不论用哪种换能器，都应确保探伤灵敏度，换能器的中心频率应与检测设备的发射和接收单元的频率相匹配。 4.2被探板材应厚度均匀，表面平整、光滑，不应有液滴、油污、腐蚀和其他污物。 4.3被探板材的金相组织不应在探伤时产生影响探伤的干扰回波。 4.4探伤场地应避开强光、强磁场、强振动、腐蚀性气体、严重粉尘等影响超声波探伤仪稳定性或探伤人员可靠观察的因素。 4.5探伤人员应具备板波探伤方面的专门知识，并按GB/T9445取得超声检测1级或1级以上资格证书，凡签发探伤报告者应取得超声检测2级或2级以上资格证书。
5 5探伤设备
5.1压电探头晶片人射角应尽量一致，从而减小不需要板波模式的激发。
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5.2. 探伤仪的性能应满足JB/T10061的要求。 5.3探伤设备的其他部分如传动机构应保证探伤结果的可靠性和重复性。
6对比试样
6.1对比试样用于探伤系统的灵敏度调整。 6.2对比试样应具有与被探板材相同的公称厚度，相同或相似的表面状态、工艺条件和声学性能，且内部无影响探伤的自然宏观缺陷。 6.3对比试样应在成品板材上切取，其长边要垂直压延方向，端面要平直，厚度公差应小于板厚的2%。 6.4对比试样可采用钻孔或刻槽的方式制作，可根据被检板材的大小合理确定对比试样的尺寸，对于大规格整张钢板的检验，对比试样的短边为200mm，长边应不小于500mm。对比试样的尺寸、形状如图1a)、图1b）、图1c)、图1d)所示。图1a)中通孔直径应符合表1的规定。
表1通孔型对比试样通孔直径
单位为毫米 >10 5.0
板厚通孔直径
0.5~1.0 >1.0~2.0 >2.0~4.0 >4.0~8.0 >8.0~10 0.8
1.2
2.0
3.0
4.0
单位为毫米
通孔
10
≥500
a) 通孔型对比试样
a
≥500
b) 线切割型对比试样图1 板波探伤试样示意图
2
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单位为毫米
2
50
50
0
5~10
5~10
≥500
c) 人工分层（嵌入云母)型对比试样
αt
n
50
ii
11 1~2
11 .50
.
50
≥500
d）平底槽型对比试样
以上所有对比试样中各钻孔或刻槽的加工尺寸公差均应不大于10%。 对比试样加工要求：均不应存在毛边，刻槽的形状一般为矩形或“U”型。 人工伤距板边尺寸根据需要可以调整。
图1（续）
6.5对比试样型式由供需双方协商确定。
7板波模式选择
7.1探伤时波模的选择方法是根据板波的频率方程和群速度公式计算（参见附录A)或由其绘出的频散曲线，在已给定的板厚及选定的工作频率下，找出所需模式的相速度。对压电探头而言，Lamb波可按式(1)计算人射角α。
Ci
α=arcsin c,
（1）
式中： C，一一所激发Lamb波模式的相速度，单位为米每秒(m/s)； C - -压电探头楔块材料的纵波速度，单位为米每秒（m/s）。 几种常用的板波频散曲线，参见附录B附录M。 若测得被检钢板的横波、纵波速度与附录中提供的某种典型牌号材料的横波、纵波速度差值分别小
于50m/s、200m/s时，可参考使用该牌号材料的相速度曲线和群速度曲线对板材进行检验。 7.2无论采用哪种方法选择板波模式，都要保证供需双方探伤灵敏度的一致性，并保证各种缺陷不漏
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检，必要时可采用两种或更多的板波模式进行探伤。 7.3为减少由频散引起的信号显示上的混杂现象，在选择板波模式和频率时，应使群速度对频率-厚度乘积的变化率尽可能小。供需双方所选用的板波模式应一致。
8探伤方法及缺陷评定
8.1探伤方法 8.1.1按选定的人工伤调节探伤仪器的起始灵敏度，使所有人工伤回波高度调至不低于仪器荧光屏满刻度的80%，并使仪器还有足够的灵敏度余量。扫查时灵敏度至少应提高6dB。为提高探伤效率，应使探头至人工伤的距离尽量大。 8.1.23 探测方向应与板材压延方向垂直。必要时可沿压延方向再探一次。 8.1.3 在使用压电探头时应确保声耦合稳定。 8.1.4在探伤过程中要保证板边盲区不大于50mm。 8.2缺陷评定 8.2.1 当探伤仪器荧光屏上的始波和板边反射波间出现回波信号或板边反射波的位置异常时，在排除干扰及扫查距离发生变化等因素后，应视为缺陷信号。并应从其他方向对缺陷的大小和回波高度做进一步评定。对于条状缺陷可用6dB衰减法确定其指示长度。 8.2.2 可用液滴法或试块比较法确定缺陷的位置。 8.2.3 可利用超声测厚或其他适当方法核定所探出缺陷的位置和尺寸。
9探伤记录及报告
9.1探伤记录至少应包括下列主要内容：
a）被探钢板材质（或钢号）、板材编号、板材规格、探伤标准编号； b） 探伤方法（或工艺规程）、探伤仪器、探头频率、探头尺寸、探头人射角，板波模式； c）对比试样厚度、对比试样上用于校准灵敏度的人工伤尺寸、探测距离； d）探伤起始灵敏度、缺陷的指示位置与指示长度及回波高度等探测结果； e）探伤日期、探伤检测人员签字等。
9.2 2探伤报告应包括探伤记录中的适当内容及签发报告人签字。
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附录A （资料性附录）
自由边界条件下的Lamb波频率方程和群速度计算公式
A.1 自由边界条件下的Lamb波频率方程：
式（A.1)是对称型(s型)的频率方程：
tan(≥) tan(2) tan(2e)
4αβe? (=2 β2)2
...(A.1)
式(A.2)是非对称型(a型)的频率方程：
tan() (g2 -β")?
.....(A.2)
4αβe2
式中：
a
VC 62 e
β=/- -℃. w=2元f C一—材料中的纵波速度，单位为米每秒(m/s)； C,材料中的横波速度，单位为米每秒(m/s)；
C, -Lamb波相速度，单位为米每秒（m/s）；
板材厚度，单位为米（m）； Lamb波激励频率，单位为赫兹（Hz）。
t
f 2自由边界条件下的Lamb波群速度计算见式（A.3）：
A.2
C, - ft d(f C2
Cg=
·(A.3 )
dC,
式中各有关参数的意义和单位同A.1。
5