ICS 97.200.40 Y 57
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T34370.11—2020
游乐设施无损检测第11部分：超声导波检测
Nondestructive testing of amusement equipments-
Part 11 : Ultrasonic guided wave testing
2021-06-01实施
2020-11-19发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T34370.11—2020
目 次
前言
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 方法概要
1
安全要求人员要求检测设备和器材 8 检测工艺规程 9 检测程序· 10 检测结果分级和处理 11 检测记录与报告
5 6 7
10
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13 GB/T 34370.11—2020
前言
GB/T34370《游乐设施无损检测》分为以下11个部分：
第1部分：总则；第2部分：目视检测；
一
第3部分：磁粉检测；第4部分：渗透检测；第5部分：超声检测；第6部分：射线检测；第7部分：涡流检测；第8部分：声发射检测；第9部分：漏磁检测；第10部分：磁记忆检测；第11部分：超声导波检测。
21
本部分为GB/T34370的第11部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分由全国索道与游乐设施标准化技术委员会（SAC/TC250)提出并归口。 本部分起草单位：中国特种设备检测研究院、华中科技大学、浙江大学、杭州浙达精益机电技术股份
有限公司、深圳华侨城文化旅游科技集团有限公司、山东省特种设备检验研究院有限公司、广东省特种设备检测研究院、浙江优尔特检测科技有限公司。
本部分主要起草人：沈功田、吴占稳、沈永娜、武新军、唐志峰、吕福在、张鹏飞、陈会明、李坚、 邹易清、陈红军、邱治国、柳章龙、万强、王宝轩、张文君。
1 GB/T 34370.11—2020
游乐设施无损检测第11部分：超声导波检测
1范围
GB/T34370的本部分规定了游乐设施超声导波检测和结果评定方法。 本部分适用于游乐设施壁厚为4mm～80mm的金属板（含槽钢、方形梁），直径为16mm~
2000mm、壁厚为2mm~80mm的钢管，直径为12mm~185mm的钢丝绳和拉索，直径为16mm~ 80mm的拉杆等构件的超声导波检测及结果评定。
规范性引用文件
2
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/T12604.4 无损检测术语声发射检测 GB/T 20306 游乐设施术语 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 GB/T 34370.1 游乐设施无损检测 第1部分：总则 GB/T 34370.3 游乐设施无损检测 第3部分：磁粉检测 GB/T 34370.4 游乐设施无损检测 第4部分：渗透检测 GB/T 34370.5 游乐设施无损检测 第5部分：超声检测 GB/T 34370.6 游乐设施无损检测 第6部分：射线检测 GB/T 34370.7 游乐设施无损检测 第7部分：涡流检测 GB/T 34370.9 游乐设施无损检测 第9部分：漏磁检测 GB/T34370.10 游乐设施无损检测 第10部分：磁记忆检测
3 术语和定义
GB/T12604.4、GB/T20306、GB/T20737、GB/T28704和GB/T31211界定的术语和定义适用于本文件。
4方法概要
4.1 超声导波检测原理
根据被检构件特征，采用一定的方式在构件中激励出沿构件传播的超声导波，当该导波遇到缺陷时，会产生反射回波，采用接收传感器接收到该回波信号，通过分析回波信号特征和传播时间，即可实现对缺陷位置和大小的判别。
1 GB/T34370.11—2020
磁致伸缩超声导波检测方法是利用磁致伸缩效应在构件中产生的超声导波，对构件实施检测的种方法。
压电式超声导波检测方法是利用压电效应在构件中产生的超声导波，对构件实施检测的一种方法。 4.2 2板的超声导波检测方法
板类的超声导波检测一般采用SH波或Lamb波进行检测，SH模态的超声导波一般采用薄片式磁致伸缩换能器进行激励，Lamb波一般采用压电式超声导波换能器进行激励。板类压电式超声导波的检测原理见图1，板类磁致伸缩超声导波的检测原理见图2。工字钢、槽钢及方形梁等构件的超声导波检测方法可采用板的超声导波检测方法。
压电超声导波换能器
V
图1板类压电式超声导波的检测原理
激励线圈
磁致伸缩带材
图2 板类磁致伸缩超声导波的检测原理
4.3 3管的超声导波检测方法
管件等被检测工件主要特征为中空型圆柱体结构，直径大于20mm以上，一般采用磁致伸缩超声导波（间接法)或压电式超声导波进行检测。磁致伸缩超声导波一般采用扭转剪切模态对管件进行检测，压电式超声导波一般采用纵波模态对管件进行检测。
磁致伸缩超声导波为基于磁致伸缩效应在磁致伸缩带上产生机械振动，通过干耦合或胶耦合的方
式将振动从磁致伸缩带传递到被检构件上形成导波，实现导波激励；并通过相同的耦合方式将导波从被检构件传递回磁致伸缩带，并基于逆磁致伸缩效应实现导波接收。该方法既适用于铁磁性材料的检测，也适用于非铁磁性材料的检测，其检测原理如图3所示。这种方法的超声导波传感器包括线圈和磁致伸缩带两部分，磁致伸缩带需要在使用前进行预磁化。
2 GB/T34370.11—2020
激励线圈
W
磁致伸缩带材
图3管件磁致伸缩超声导波的检测原理
压电式超声导波是基于逆压电效应在压电材料上产生机械振动，通过干耦合或胶耦合的方式将振动从压电晶片传递到被检构件上形成导波，实现导波激励。通过相同的耦合方式将导波从被检构件传递回压电晶片，并基于正压电效应实现导波的接收。该方法既适用于铁磁性材料的检测，也适用于非铁磁性材料的检测，其检测原理如图4所示。压电式超声导波管件检测通常由圆周均布的阵列化压电探头组成。
压电超声导波换能器
口
WW
6
图4管件压电式超声导波的检测原理图
4.4杆、索、绳的超声导波检测方法
杆、索、绳类构件主要特征为小直径实心钢构件，横截面外轮廊曲率很小，一般超声导波换能器难以安装在被检测工件的外表面，且被检工件一般长度很长。
杆、索、绳类构件宜利用磁致伸缩超声导波检测方法（直接法）激励纵向模态的导波进行检测。该方法是利用材料本身的磁致伸缩效应在构件中直接激励和接收导波，该方法只适用于被检对象为铁磁性材料的检测，其检测原理图如图5所示。这种方法的传感器由激励线圈、检测线圈和磁化器三部分组成。磁化器用以提供磁致伸缩效应的偏置磁场，可采用电磁或永磁的方式加载。宜用收发分离、脉冲回波式的检测方式。
检测线圈
激励线圈
-
-WM-
1
磁化器
图5杆、索、绳类超声导波检测原理
3 GB/T34370.11—2020
5安全要求
本章没有列出进行检测时所有的安全要求，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： a）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
培训和采取必要的保护措施； b）检测人员应遵守被检件现场的安全要求，穿戴防护工作服和佩戴有关防护设备； c）应注意避免各种安全隐患，例如碰伤、触电、跌落、挤压、剪切、缠绕、滑倒、溺水、烫伤等： d）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； e) 在游乐设施运行状态下进行检测时，应制定有针对性的安全措施。
6人员要求
从事游乐设施超声导波检测工作的人员，应符合GB/T34370.1的有关规定。
7检测设备和器材
7.1检测仪器系统构成和工作原理
超声导波检测仪器系统构成如图6所示。其工作原理为：根据被检构件计算其频散曲线，选择导波模态和激励信号频率；计算机控制信号发生单元，产生所需频率的信号源，经功率放大单元放大后驱动传感器产生所需模态的导波，并在被检构件内传播；当导波在构件内传播遇到腐蚀等缺陷时会产生反射回波，被传感器接收到：前置放大器将传感器接收到的信号放大后传输到信号主放大器.通过A/D转换输入计算机，计算机进行信号分析处理后，得到检测信号波形及结果，
激励单元
频散曲线软件
功放单元
信号发生单元
传感器
信号采集分析软件
前置放大器
主放大器
计算机
A/D
信号处理单元
图6 超声导波检测仪器系统构成
7.2导波模态与频率的选择 7.2.1概述
在导波检测中，首先要得到被检测对象的频散曲线，部分构件需要考虑导波在被检构件截面上的波结构，然后根据频散曲线和波结构选择合适的导波模态和正确的检测频率，才能够保证检测的正确实施。由于不同频率的导波波长不同，对不同损伤有不同的灵敏度，导波检测过程中宜采用多种频率或扫频的方式。
4 GB/T 34370.11—2020
7.2.2频散曲线计算方法
对于频散曲线的求取，一般是首先建立被检测对象的Navier波动方程，求出波在被测构件中传播的位移和应力表达式，然后根据被检构件的位移应力等边界条件建立频散方程，该方程为超声波频率（f）与波传播速度（）的函数，求解频散方程即得到f关于的曲线，即频散曲线
应根据被检构件选择合适的计算方程和下列参数，计算超声导波在构件中传播时的频散曲线： a）材料密度； b） 材料弹性模量； c 材料泊松比； d）构件的内径和外径（对于管材）、直径（对于棒材和缆索)或壁厚（对于板材）。 图7是一典型管类频散曲线示意图。对于L（0，1)模态，在频率区域1是非频散的。对于L（0，2)
模态，在频率区域2是非频散的。对于T（0，1)模态，在整个频率区间是非频散的。图8为典型的板类频散曲线示意图。
L (0, 2)
L (0, 1)
频率区域1
频率区域2
T (0, 1)
频率
图7典型的管类频散曲线示意图
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