ICS_19.100 J04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T34362—2017
无损检测 适形阵列涡流检测导则 Non-destructive testing-Guide for eddy current testing using
conformablesensorarrays
2018-04-01实施
2017-09-29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 GB/T34362—2017
目 次
前言
III
范围规范性引用文件术语和定义方法概要意义与用途
1
2 3 4
5
6 人员资格
影响因素 8 设备要求
7
校准 10 检测步骤· 11 检测报告
9 GB/T34362—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、空军装备研究院航空所、厦门大学、中国特种设备检
测研究院、西安交通大学、国核电站运行服务技术有限公司、中国铁道科学研究院。
本标准主要起草人：林俊明、雷洪、曾志伟、沈功田、陈振茂、叶深、胡斌、黄凤英
Ⅲ GB/T34362—2017
无损检测适形阵列涡流检测导则
1范围
本标准规定了利用适形涡流阵列传感器检测导电材料的不连续及材料质量的无损检测方法。所述不连续包括材料表面的断裂、裂纹、点蚀及材料近表面的材料损失。所述材料质量包括涂层厚度、电导率、磁导率、表面粗糙度及与电导率或磁导率相关的其他属性。
本标准适用于非磁性、磁性金属材料及含有导电组分的复合材料。被检件可以带涂层或不带涂层，表面形状可以是平面或曲面。
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/T12604.6无损检测术语：涡流检测 GB/T20737无损检测通用术语和定义
3术语和定义
GB/T12604.6和GB/T20737界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
B-扫描 苗B-scan 一种数据显示方法，横坐标代表探头沿着被检件表面移动的距离，纵坐标代表被检件的测量响应。
3.2
C-扫描 C-scan 一种对被检件表面进行二维测量响应的数据显示方式，横坐标和纵坐标代表探头在被检件表面的
位置，像素色彩或灰度代表被检件的测量响应。 3.3
适形 conformable 传感器或阵列传感器与工件形面耦合，耦合误差对测量结果的影响在可接受范围内。
3.4
检测深度 Edepthof sensitivity 传感器对要检测的属性的响应超过噪声阐值时该属性所处深度值注：一般来说灵敏度深度小于渗透深度。因为灵敏度深度是将拾取的信号与噪声对比得到的当量，而渗透深度是
表征场强沿深度方向的衰减。
3.5
无不连续参考试块 discontinuity-freereference standard 被检材料无不连续的一部分或者与被检材料有着相同电磁属性并不含不连续的试块。
1 GB/T34362—2017
3.6
含有不连续参考试块discontinuity-containingreferencestandard 被检材料中有已知不连续的部分或者与被检材料有着相同电磁属性并含有已知不连续的试块。
3.7
激励绕组 drivewinding 一个能产生电磁场并使之与被检材料耦合的导体分布或线圈。 注：激励绕组可以有不同的几何分布，包含：a)一个简单的线性驱动导体，置于一维阵列传感器之上；b）一个或多个
导电回路，受激励后可产生复杂磁场分布；c)多个导电回路，每个导电回路对应一个传感器。
3.8
绝缘片insulatingshims 基本不导电或绝缘的柔性薄片，用于测量微小提离对传感器响应的影响。
3.9
提离lift-off 适形传感器绕组导体与被检材料表面的垂直距离。
3.10
传感器响应模型 modelforsensorresponse 传感器响应（例如，电阻抗幅值和相位或者实部和虚部）和所关心的属性（例如，电导率、磁导率、提
离和材料厚度)在至少一个阵元和至少一个激励绕组间的关系。
注：模型响应可以从数据库获取，也可以经分析或根据经验得到。 3.11
阵元sensingelement 测量磁场密度或其变化率的一个装置，比如一个感应线圈或一个固态器件。 注：一维或二维分布的阵元可测量与磁场相关的绝对信号，也可测量差分信号。
3.12
空间半波长 spatial half-wavelength 电流方向相反的两个相邻线性激励绕组间的距离。 注：此间距影响灵敏度深度。空间波长等于此间距的两倍。对于环形激励绕组，有效空间半波长等于激励绕组
直径。
3.13
系统性能验证systemperformanceverification 在参考件试块上测量一个或多个响应（通常转换为物理属性值），根据其是否处于规定范围内来验
证系统校准及仪器的正确使用。
4、方法概要
4.1本检测方法以一个或多个频率的交变电流激励适型涡流阵列传感器，并将其置于被检工件表面进行扫查。当阵列传感器接近工件时，每个阵元的响应发生变化。变化的程度取决于阵列传感器和工件的间距，以及工件的尺寸规格和电磁特性（电导率和磁导率）。材料中的冶金不连续或机械不连续会改变阵元的电阻抗。当对工件进行扫查时，系统会记录每个测量位置及该位置上阵列传感器中每个阵元的响应。测得的响应和位置信息一般以C扫描或B扫描形式显示，用于确认材料特性变化或不连续的存在及特征。 4.2用于检测的涡流阵列传感器是柔性的，并带有一个合适的背层，可贴合平面及曲面（包括圆角及柱
2 GB/T34362—2017
面）。阵列传感器可有多种结构：
a）一个受交流激励的线性驱动导体和一个与该导体平行的由绝对阵元组成的线性阵列； b）一个能在阵元阵列上产生所需要的场分布的复杂驱动导体； c）与每个阵元关联的独立驱动导体。 阵列传感器结合传感器响应模型及适当的算法，可将测得的每个阵元的响应转换成物理属性，如提
离、电导率、磁导率、涂层厚度或基体厚度等。传感器响应或物理属性的基线值用于验证检测过程的正确性，而一个或多个属性的局部变化则用于检测和区分不连续。比如，不需任何模型，就能用电阻抗幅值或其他阵元响应确认一个不连续的存在，而测量每个阵元的提离则能确保传感器与工件表面良好耦合。位置测量装置（如滚动的位置编码器）可用于测量扫描方向上的位置，并保证足够的数据分辨率。 声、光报警装置可用于指示不连续的位置。
5意义与用途
5.1涡流检测技术可非破坏性用于导电材料的不连续定位和识别。适形涡流阵列传感器可以检查平面及非平面工件，但需要合适的固定装置，以确保阵列传感器贴近被测工件的表面。 5.2操作时，将阵列传感器置于空气中或参考试块上进行校准。可将传感器测得的响应转换成物理属性值，如提离、电导率、磁导率等。根据传感器响应或属性值是否处于规定范围内，来验证仪器操作的正确性。并利用含有已知不连续的参考试块定期对仪器性能进行验证。 5.3阵列传感器规格包括阵元的尺寸、间距和数量以及工作频率，这些规格应根据具体检测要求进行选择。检测过程中，涡流的渗透深度取决于信号的频率、材料的电导率和磁导率，以及阵列传感器的规格。渗透深度在高频时相当于传统意义上的集肤深度，在低频时还与阵列传感器的某些规格有关。这些规格包括激励绕组的尺寸，以及激励绕组与阵列传感器间距。检测表面不连续时应使用高频，此时的渗透深度小于工件厚度；检测表面下不连续或测量工件厚度时应使用低频和较大尺寸的传感器，此时的渗透深度与工件厚度相当。 5.4工件表面可能会有绝缘涂层。一般而言，探伤灵敏度随着涂层厚度或提离间隙的增加而降低。如果涡流阵列传感器包含一个线性驱动导体和一组线性排列的阵元，则驱动导体与阵元阵列的间距应不大于绝缘涂层的厚度。对于其他阵列传感器结构，应结合实际应用验证灵敏度深度。 5.5传感器响应模型将测得的响应转换成物理属性值，如提离、电导率、磁导率、涂层厚度及基体厚度等。一个频率可用于确定两个属性值。检测非铁磁性材料的开裂型不连续时，可通过模型确定提离和材料的电导率；检测铁磁性材料时若电导率可测量或假设其恒定不变，可通过模型确定提离和材料的磁导率。测量工件厚度时应使用足够低的频率，使得灵敏度深度大于工件厚度。当要得到三个以上的属性值时，应使用多个频率或多个空间波长以获得两个以上的渗透深度。 5.6对传感器响应或属性值数据进行处理可达到突出不连续，抑制背景噪声及识别不连续的目的。例如，可采用相关滤波器，以已知不连续的响应为参考，将其与实际检测中每个阵元的响应进行比较，来突出类似不连续的缺陷的显示。
6人员资格
按照本标准实施检测的人员，应按照GB/T9445或者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。
3 GB/T34362—2017
7影响因素
7.1母材特性变化
被检材料因微观组织变化等原因导致的磁导率和电导率的局部变化可能产生干扰信号，影响微小不连续的检测。对信号进行整形滤波可减小特性不均带来的影响。 7.2母材厚度
如果被检工件的厚度与灵敏度深度相当或者更小，则会影响测量结果。必要时，可利用传感器响应模型确定被检工件的厚度。 7.3剩磁
磁性材料中的剩磁可造成局部响应变化，影响检测。在某些情况下，可能需要对工件进行退磁以获
得有效检测结果。 7.4 残余应力
磁性材料的定向应力变化可能影响检测结果。应确定仪器的定向灵敏度和性能标准以验证检测
结果。
7.5 被检工件表面曲率
对于单一曲率半径的表面（如圆柱形或圆锥形），传感器半波长应小于曲率半径。对于双曲率的情况，除非特制传感器来匹配双曲率，否则传感器尺寸应远小于较大的曲率半径，且不大于较小的曲率半径。应进行系统性能验证测试，利用绝缘薄片来标定提离灵敏度
7.6导电涂层
被检工件表面的导电涂层将影响测量响应。利用标称厚度的导电涂层进行对比校验有助于判断是
否存在导电涂层，但可能无法确定涂层厚度的变化。传感器响应模型应考虑到此类涂层的存在，并在模型中给定涂层厚度或涂层电导率。
7.7绝缘涂层
被检工件表面的绝缘涂层将影响测量响应。涂层越厚，检测灵敏度越低。传感器响应模型应考虑到此类涂层的存在，可将其可看作是提离的一部分。
7.8 边缘效应
传感器或阵列传感器接近材料边缘时，检测结果将受到很大影响。因此，除非针对这种情况设定了
专门的测量方法，否则在临近边缘或边角处所做的测量是无效或不够准确的。边缘效应校正可以是在属性评估算法（可以是传感器响应模型的一部分）中考虑边缘效应的影响，也可在加装用以控制传感器与材料边缘相对位置的固定装置的参考试块上仔细校准。
7.9仪器稳定性
测量仪器的漂移和噪声会引起测量误差。当响应基准值超过阅值范围时，应重新进行校准和系统
4 GB/T34362—2017
性能验证。 7.10阵列传感器对工件表面的压力
阵列传感器对工件表面的压力将影响绝缘涂层厚度的测量
7.11温度
涡流检测一般会受到被检工件温度变化的影响 7.12阵列传感器表面和工件表面的清洁度
工件表面与阵列传感器之间的夹杂和表面粗糙，使得两者无法完美贴合，从而影响检测。除非夹杂
物具有导电性、导磁性或提离突变，否则电导率和磁导率的测量不会受到很大的影响。但夹杂、表面粗糙、磨损和刮痕等引起的提离变化会直接影响非导电涂层厚度的测量。
7.13传感器响应模型
传感器响应模型可能存在以下问题： a）当传感器应模型与实际检测中使用的传感器和激励频率不匹配时，模型可能不再适用。 b) 出现下列情况时，响应数据库将无法使用：数据库含括的属性（如电导率和提离）值范围太小
以致所测数据不在数据库内；数据库数据太稀疏，属性值增量过大：传感器响应与属性值的关系曲线不平滑。
进行空载校准并利用参考试块验证系统性能可以验证传感器响应模型的适用性。
8设备要求
8.1仪器
电子仪器应能以一个或多个合适频率的交变电流激励涡流阵列传感器，并能够测得阵列传感器中每个阵元的电阻抗变化。可以同时测量所有阵元的响应，也可以使用多路转换器分时测量阵元响应。 通常，当阵元个数天于信号采集通道数时，应使用多路转换器。使用多路转换器时，特别是当涡流阵列传感器由多个驱动线圈和多个阵元组成时，应注意多路转换的方式，以避免线圈间的互感对测量造成影响。电子仪器还可以将测得的阻抗信息转换成被检材料的物理属性值（包括提离），并具有以B扫描或 C-扫描形式显示的功能。 8.2涡流阵列传感器
涡流阵列传感器应能在被检材料中感生出电流并感应其物理特性的变化。应根据具体检测任务选择阵列传感器的结构。阵列传感器其结构包括：
a）一个线性驱动导体和一个或多个与之平行的由绝对阵元组成的线性阵列，第二行阵列与第一
行对齐，用以增加余度或偏移量，提高垂直于扫描方向上的图像分辨率； b）一个能在阵元阵列上产生所需场分布的复杂驱动导体； c）与各阵元相关的独立的驱动导体，传感器阵列应与被检材料直接接触或在非接触式扫查中用
一与被检面基本吻合的支撑件保持一定提离。
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