ICS 19.100 J 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T39283—2020
无损检测 电磁声换能器（EMAT)技术
表面波检测方法
Non-destructive testingTesting method for surface-wavetesting using electromagnetic acoustic transducer (EMAT) techniques
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/T39283—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工艺规程 8 检测设备和器材检测程序
5
6
7
9 10 记录和评定
10
11 检测记录与报告
10 GB/T 39283—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、中国特种设备检测研究院、武汉中科创新技术股份
有限公司、苏州博昇科技有限公司、中国科学院金属研究所、中国科学院声学研究所、中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所、嘉兴市特种设备检验检测院、中国计量大学、钢铁研究总院、中北大学、清华大学。
本标准主要起草人：胡斌、沈功田、林俊明、郑阳、原可义、王子成、沈宇平、蔡桂喜、潘金平、黄凤英、 万本例、沈建中、梁晓瑜、周进节、张建卫、王强、张宗健、黄松岭、李素军、谭继东
1 GB/T39283—2020
无损检测 电磁声换能器（EMAT）技术
表面波检测方法
1范围
本标准规定了电磁超声表面波检测通用方法，用以检测表面开口和埋深不小于表面波波长的近表
面不连续性
本标准适用于导电或磁性材料的表面波检测。
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/T 5616 无损检测 应用导则 GB/T 9445 无损检测 人员资格鉴定与认证 GB/T 12604.1 无损检测 术语超声检测 GB/T 20737 无损检测 通用术语和定义 GB/T 23904 无损检测 超声表面波检测方法 GB/T 23905 无损检测 超声检测用试块 GB/T 34885 无损检测 电磁超声检测 总则 JB/T 9214 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
SZC
术语和定义
3
GB/T5616、GB/T12604.1、GB/T20737、GB/T23904和GB/T34885界定的术语和定义适用于本文件。
4方法概要 4.1# 检测原理
电磁超声表面波检测采用垂直的永磁偏置磁场（图1所示）或水平的交流偏置磁场，匹配以表面波波长为周期的回折线圈（图2所示）探头，运用电-磁-声相互作用的原理在材料表面激发和接收超声表面波。表面波遇到不连续时发生反射、衍射或透射衰减，通过反射信号、透射信号或衍射信号的变化检测不连续的位置和大小。
1 GB/T39283—2020
单位为毫米
o
25
25
a）衰减法用典型永久磁铁尺寸
b) 衍射法用永久磁铁尺寸
说明： B 一磁场的方向。
图1 典型永久磁铁示意图
31
说明： D
相邻导体的间距，单位为米（m）；导线的宽度，单位为米（m）。
图2 典型电磁超声表面波的回折线圈
脉冲反射法检测采用单探头自发自收或双探头一发一收，检测焊缝等固定距离检测对象时，宜采用聚焦电磁超声表面波探头，提高信噪比。
透射衰减法检测（如图3所示）采用双探头一发一收，检测焊缝等固定距离检测对象时，宜采用聚焦电磁超声表面波探头，提高信噪比。
2 GB/T39283—2020
R1
说明：
一无不连续时信号电源； 2—一有不连续时信号电源； R--接收线圈； T--发射线圈。
1 -
图3透射衰减检测
衍射检测（如图4所示）采用两个焦线重合的电磁超声换能器（一个用于发射和一个用于接收）或一
个脉冲反射式电磁超声换能器与焊缝中心线成一定角度放置获取衍射信号，从而避免焊缝根部和余高的反射信号。图5为图4中电磁超声换能器聚焦线圈的放大图。
放大图见图5
10
说明：
镜面反射体（焊缝余高或根部）；焊缝中心线；不连续；焊缝；镜面反射体：焦线重合的EMAT发射接收：接收信号：发射信号：接收线圈检测到的缺陷波前；接收线圈未检测到的镜面反射
2 3 4 5 6 7 8 9 10
图4衍射检测
3 GB/T39283—2020
说明： 1 激励部分； 2——接收部分； 3 线圈区； 4—-线圈宽度； 5 焦线； 6 焦线与线圈夹角：
负载（导线长度示意）；负载（导线宽度和间距示意）。
7- 8
图5 5典型电磁超声换能器聚焦线圈
4.2 优点及特点
电磁超声表面波检测具有下列特点： a）非接触检测，无需耦合剂，适用于自动化检测、表面粗糙、高温条件下的检测，同时避免了工件
表面存在耦合剂对检测灵敏度的影响；
b) 可高效检出表面、近表面的不连续性，部分应用场景可替代渗透和磁粉等方法。 4.3 局限性
电磁超声表面波检测具有下列局限性： a) 不适用于既非导电又非导磁材料检测； 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； c) 检测铁磁性材料时，探头与工件间存在磁吸力，探头不易扫查移动，需配备探头移动装置。
SAC
4.4 应用
电磁超声表面波检测方法主要用于检测表面或近表面不连续，
4.5 影响因素
电磁超声表面波检测方法的相关影响因素： a） 被检工件导电导磁特性； b） 被检工件温度； c) 检测提离值。
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。
4 GB/T39283—2020
检测过程中的安全要求至少包括GB/T34885中规定的要素。
6
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 按本标准的要求制定电磁超声表面波检测工艺规程时，其内容至少宜包括如下要素，
a) 适用范围； b） 依据的标准、法规或其他技术文件； c) 检测人员资格； d) 检测设备和器材； e) 被检产品信息及检测前的准备要求：材质、几何形状与尺寸、设计与运行参数、表面状态； f) 检测条件（温度、介质等）； g) 检测表面准备； h) 检测时机； i) 检测程序和检测方法； j) 检测的标记和原始数据记录表格； k) 检测后的操作要求； 1) 检测结果的评价及处理方式； m） 检测报告格式和要求； n) 编制（级别）、审核（级别）和批准人： o) 编制日期。
7.2 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
8.1 检测系统
检测系统应至少包括电磁超声表面波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 2仪器
采用电磁超声检测仪，其工作频率范围一般为0.2MHz～5MHz，发射频率宜能连续微调，调节步长不大于频率2%，信号幅度应在满屏高范围内呈线性显示。仪器应具有不小于80dB的连续可调增益，每挡步进不大于2dB，在任意相邻12dB的误差不超过1dB，且最大累计误差不超过1dB。仪器水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不天于5%。 8.3换能器
适用于本标准的电磁超声换能器：
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GB
中华人民共和国国家标准
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无损检测 电磁声换能器（EMAT)技术
表面波检测方法
Non-destructive testingTesting method for surface-wavetesting using electromagnetic acoustic transducer (EMAT) techniques
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/T39283—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工艺规程 8 检测设备和器材检测程序
5
6
7
9 10 记录和评定
10
11 检测记录与报告
10 GB/T 39283—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、中国特种设备检测研究院、武汉中科创新技术股份
有限公司、苏州博昇科技有限公司、中国科学院金属研究所、中国科学院声学研究所、中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所、嘉兴市特种设备检验检测院、中国计量大学、钢铁研究总院、中北大学、清华大学。
本标准主要起草人：胡斌、沈功田、林俊明、郑阳、原可义、王子成、沈宇平、蔡桂喜、潘金平、黄凤英、 万本例、沈建中、梁晓瑜、周进节、张建卫、王强、张宗健、黄松岭、李素军、谭继东
1 GB/T39283—2020
无损检测 电磁声换能器（EMAT）技术
表面波检测方法
1范围
本标准规定了电磁超声表面波检测通用方法，用以检测表面开口和埋深不小于表面波波长的近表
面不连续性
本标准适用于导电或磁性材料的表面波检测。
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/T 5616 无损检测 应用导则 GB/T 9445 无损检测 人员资格鉴定与认证 GB/T 12604.1 无损检测 术语超声检测 GB/T 20737 无损检测 通用术语和定义 GB/T 23904 无损检测 超声表面波检测方法 GB/T 23905 无损检测 超声检测用试块 GB/T 34885 无损检测 电磁超声检测 总则 JB/T 9214 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
SZC
术语和定义
3
GB/T5616、GB/T12604.1、GB/T20737、GB/T23904和GB/T34885界定的术语和定义适用于本文件。
4方法概要 4.1# 检测原理
电磁超声表面波检测采用垂直的永磁偏置磁场（图1所示）或水平的交流偏置磁场，匹配以表面波波长为周期的回折线圈（图2所示）探头，运用电-磁-声相互作用的原理在材料表面激发和接收超声表面波。表面波遇到不连续时发生反射、衍射或透射衰减，通过反射信号、透射信号或衍射信号的变化检测不连续的位置和大小。
1 GB/T39283—2020
单位为毫米
o
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a）衰减法用典型永久磁铁尺寸
b) 衍射法用永久磁铁尺寸
说明： B 一磁场的方向。
图1 典型永久磁铁示意图
31
说明： D
相邻导体的间距，单位为米（m）；导线的宽度，单位为米（m）。
图2 典型电磁超声表面波的回折线圈
脉冲反射法检测采用单探头自发自收或双探头一发一收，检测焊缝等固定距离检测对象时，宜采用聚焦电磁超声表面波探头，提高信噪比。
透射衰减法检测（如图3所示）采用双探头一发一收，检测焊缝等固定距离检测对象时，宜采用聚焦电磁超声表面波探头，提高信噪比。
2 GB/T39283—2020
R1
说明：
一无不连续时信号电源； 2—一有不连续时信号电源； R--接收线圈； T--发射线圈。
1 -
图3透射衰减检测
衍射检测（如图4所示）采用两个焦线重合的电磁超声换能器（一个用于发射和一个用于接收）或一
个脉冲反射式电磁超声换能器与焊缝中心线成一定角度放置获取衍射信号，从而避免焊缝根部和余高的反射信号。图5为图4中电磁超声换能器聚焦线圈的放大图。
放大图见图5
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说明：
镜面反射体（焊缝余高或根部）；焊缝中心线；不连续；焊缝；镜面反射体：焦线重合的EMAT发射接收：接收信号：发射信号：接收线圈检测到的缺陷波前；接收线圈未检测到的镜面反射
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图4衍射检测
3 GB/T39283—2020
说明： 1 激励部分； 2——接收部分； 3 线圈区； 4—-线圈宽度； 5 焦线； 6 焦线与线圈夹角：
负载（导线长度示意）；负载（导线宽度和间距示意）。
7- 8
图5 5典型电磁超声换能器聚焦线圈
4.2 优点及特点
电磁超声表面波检测具有下列特点： a）非接触检测，无需耦合剂，适用于自动化检测、表面粗糙、高温条件下的检测，同时避免了工件
表面存在耦合剂对检测灵敏度的影响；
b) 可高效检出表面、近表面的不连续性，部分应用场景可替代渗透和磁粉等方法。 4.3 局限性
电磁超声表面波检测具有下列局限性： a) 不适用于既非导电又非导磁材料检测； 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； c) 检测铁磁性材料时，探头与工件间存在磁吸力，探头不易扫查移动，需配备探头移动装置。
SAC
4.4 应用
电磁超声表面波检测方法主要用于检测表面或近表面不连续，
4.5 影响因素
电磁超声表面波检测方法的相关影响因素： a） 被检工件导电导磁特性； b） 被检工件温度； c) 检测提离值。
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。
4 GB/T39283—2020
检测过程中的安全要求至少包括GB/T34885中规定的要素。
6
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 按本标准的要求制定电磁超声表面波检测工艺规程时，其内容至少宜包括如下要素，
a) 适用范围； b） 依据的标准、法规或其他技术文件； c) 检测人员资格； d) 检测设备和器材； e) 被检产品信息及检测前的准备要求：材质、几何形状与尺寸、设计与运行参数、表面状态； f) 检测条件（温度、介质等）； g) 检测表面准备； h) 检测时机； i) 检测程序和检测方法； j) 检测的标记和原始数据记录表格； k) 检测后的操作要求； 1) 检测结果的评价及处理方式； m） 检测报告格式和要求； n) 编制（级别）、审核（级别）和批准人： o) 编制日期。
7.2 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
8.1 检测系统
检测系统应至少包括电磁超声表面波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 2仪器
采用电磁超声检测仪，其工作频率范围一般为0.2MHz～5MHz，发射频率宜能连续微调，调节步长不大于频率2%，信号幅度应在满屏高范围内呈线性显示。仪器应具有不小于80dB的连续可调增益，每挡步进不大于2dB，在任意相邻12dB的误差不超过1dB，且最大累计误差不超过1dB。仪器水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不天于5%。 8.3换能器
适用于本标准的电磁超声换能器：
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