ICS 19.100 CCS J 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 23902—2021/IS016828:2012
代替GB/T23902—2009
无损检测 超声检测
超声衍射声时技术检测和评价方法
Non-destructive testingUltrasonic testingTime-of-flight diffraction technique a
a method for detection and sizing of discontinuities
（ISO16828:2012,IDT）
2021-05-21发布
2021-12-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T23902—2021/IS016828:2012
目 次
前言
范围 2 规范性引用文件 3
1
术语、定义、符号和缩略语 4 概述
人员资格设备要求设备设置程序数据解释与分析复杂几何形状的检测和定量
S
6 >
12 12
9
10 技术的局限性 11 无数据记录的TOFD检测 12 检测工艺程序 13 检测报告附录A（资料性） 参考试块附录NA（资料性）本文件与GB/T23902一2009相比新增的术语和定义、符号、缩略语. 附录NB（资料性） 本文件与GB/T23902一2009相比删除的内容附录NC（资料性） 本文件与GB/T23902一2009相比修改的内容参考文献
13
14
14 15 16 17 18 19 GB/T23902—2021/ISO16828:2012
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替GB/T23902一2009《无损检测 超声检测 超声衍射声时技术检测和评价方法》，与 GB/T23902一2009相比：主要技术变化如下：
a）增加了部分术语和定义、符号、缩略语（见附录NA）； b) 删除了部分内容（见附录NB)； c）更改了部分参数要求（见附录NC）。 本文件使用翻译法等同采用ISO16828：2012《无损检测 超声检测超声衍射声时技术检测和评
价方法》。
与本文件中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T9445—2015无损检测 人员资格鉴定与认证（ISO9712：2012，IDT）； —GB/T39240—2020无损检测 超声检测点 总则（ISO16810:2012，MOD)； —GB/T39242—2020无损检测 超声检测灵敏度和范围设定（ISO16811：2012，MOD）。 本文件做了下列编辑性修改：
增加了资料性附录NA，本文件与GB/T23902一2009相比新增术语和定义、符号、缩略语；一增加了资料性附录NB，本文件与GB/T23902一2009相比删除的内容；
增加了资料性附录NC，本文件与GB/T23902一2009相比修改的内容。 本文件由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56)提出并归口。 本文件起草单位：硕德（北京)科技有限公司、上海材料研究所、广东汕头超声电子股份有限公司超
声仪器分公司、艾因蒂克科技（上海)有限公司、中国建筑土木建设有限公司、中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所、贝克休斯检测控制技术（上海）有限公司、中国特种设备检测研究院、中国计量科学研究院，
本文件主要起草人：香勇、黄隐、马君、汪丽丽、彭春、周立军、付汝龙、陈新波、刘永福、张学涛、 钟德煌、沈功田、杨平。
本文件于2009年首次发布，本次为第一次修订。
I GB/T23902—2021/ISO16828:2012
无损检测超声检测
超声衍射声时技术检测和评价方法
1范围
本文件规定了超声衍射声时技术（TOFD)方法的一般原则。本文件适用于低合金和碳素钢构件中不连续的检测。本文件也适用于其他类型材料，前提是使用超声衍射声时技术时要充分考虑构件的几何形状和材料声学特性及检测灵敏度。
本文件一般情况下适用于ISO16810所包含的材料内的不连续检测，包括焊缝可参考使用。选择此方法的原因在于其明确的超声探头位置和扫查方向。
除非在引用文件中另有规定，本文件适用于最低要求。 除非另有明确声明，本文件适用于ISO16811规定的如下等级：一1类，没有限制；
-2类和3类，适用指定的限制。 注1：第9章有类似说明。 4类和5类，产品的检测要求有专用的工艺程序。 注2：第9章有类似说明。 注3：ISO10863介绍了使用TOFD进行焊缝检查的技术。 注4：相关的验收文件在ISO15626给出。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。
ISO9712无损检测 」人员资格鉴定与认证（Non-destructivetesting一Qualificationandcertifi cation of NDT personnel)
ISO16810无损检测 超声检测总则（Non-destructivetestingUltrasonictesting一General principles)
ISO16811无损检测 超声检测灵敏度和范围设定（Non-destructivetesting一Ultrasonic testingSensitivity and range setting)
EN12668-1无损检测超声检测设备的性能与检验第1部分：仪器（Non-destructivetesting Characterization and verification of ultrasonic examination equipmentPart 1:Instruments)
EN12668-2无损检测超声检测设备的性能与检验第2部分：探头（Non-destructivetesting Characterization and verification of ultrasonic examination equipmentPart 2:Probes)
EN12668-3无损检测超声检测设备的性能与检验第3部分：组合设备（Non-destructive testingCharacterization and verification of ultrasonic examination equipmentPart 3:Combined equipment)
1 GB/T23902—2021/ISO16828:2012
3术语、定义、符号和缩略语
3.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1
表面盲区 scanning surfacedead zone 由于侧向波（又称“直通波”）存在可能导致指示信号被掩盖的区域。
3.1.2
底面盲区 backwalldeadzone 由于底面回波的存在可能导致指示信号被掩盖的区域
3.1.3
A扫描 A-scan 反映超声信号幅度与时间关系的显示方式。
3.1.4
B扫描 B-scan 反映超声衍射声时与探头位移关系的显示方式。
3.1.5
非平行扫查 non-parallel scan 垂直于超声波束方向扫查（见图4）。
3.1.6
平行扫查 parallel scan 平行于超声波束方向扫查（见图5）。
3.2 2缩略语
下列缩略语适用于本文件。 TOFD：超声衍射声时（time-of-flightdiffraction）
3.3符号
下列符号适用于本文件。
平行于表面和预定义参考线的坐标。这条参考线宜与焊缝相一致。坐标轴的起点可定义为
r 与检查工件相一致（见图1)；
A.r 不连续长度； y 平行于表面，垂直于预定义的参考线的坐标（见图1）； oy 侧向位置误差；
垂直于表面的坐标（见图1)；
2 △z 不连续高度； d 不连续顶端距表面的深度；
id 深度误差； D ds 表面盲区； 2 GB/T239022021/IS016828:2012
D dw 底面盲区； C 声速； oc 声速误差； R 空间分辨力；
从发射到接收的传播时间；
t △t 侧向波与第二个超声信号间的传播时间差； ot 传播时间误差； td 在深度d的传播时间； tp 最大幅值的10%对应的声脉冲长度（时间）； tw 底面回波的传播时间； S 两探头入射点间距离的一半； os 探头间距一半的误差； W 壁厚。
图1 坐标定义
4概述
4.1技术原理
TOFD技术依赖于超声波与不连续端点的相互作用。这种相互作用导致产生一个覆盖大角度范围的衍射波，对衍射波的探测可用于确定不连续的存在。所记录的信号传播时间可测量不连续的高度，从而能够对不连续定量。不连续尺寸往往由衍射信号的传播时间决定。信号幅度不用于定量评估。
TOFD技术的基本组成包括一对间距固定的超声发射探头与接收探头（见图2）。由于超声波的衍射与不连续取向关系微弱，因此通常使用宽角度声束的纵波探头。这样就可一次扫查完成对一定空间的检查。然而，单次扫查中可检查的空间的大小是有限制的（见7.2）。
3 GB/T23902—2021/IS016828:2012
标引序号说明：
发射探头：接收探头；侧向波；上端衍射；一不连续；下端衍射；一底面回波。
2
a
b
d
图2TOFD的基本组成
一个声脉冲发射后，第一个到达接收探头的信号通常是侧向波，这个侧向波刚好从测试试件近表面传播。 当不存在不连续时，第二个到达接收探头的信号是底面回波。 这两个信号通常被作为参考，如果波型转换忽略不计，由材料中的不连续所产生的任何信号宜到达
在侧向波与底面回波之间，因为侧向波和底面回波分别对应发射探头与接收探头之间最短和最长的路径。同理，不连续上端所产生的信号较不连续下端所产生的信号先到达接收探头。典型示意（A扫描）如图3所示。不连续高度可从两个衍射信号的传播时间差中推算出来（见8.1.5）。注意侧向波和底面回波以及不连续上下端回波之间的相位反转。
不连续可能接近试件的上下表面或分布于整个试件的厚度内，通过在两个表面进行扫查将提高整体精确性，尤其对于近表面的不连续。
X
标引序号说明：
幅度； Y 时间；
X
侧向波；上端衍射；下端衍射；
b
d- 底面回波。
图3 内部不连续的A扫描示意图
4 ICS 19.100 CCS J 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 23902—2021/IS016828:2012
代替GB/T23902—2009
无损检测 超声检测
超声衍射声时技术检测和评价方法
Non-destructive testingUltrasonic testingTime-of-flight diffraction technique a
a method for detection and sizing of discontinuities
（ISO16828:2012,IDT）
2021-05-21发布
2021-12-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T23902—2021/IS016828:2012
目 次
前言
范围 2 规范性引用文件 3
1
术语、定义、符号和缩略语 4 概述
人员资格设备要求设备设置程序数据解释与分析复杂几何形状的检测和定量
S
6 >
12 12
9
10 技术的局限性 11 无数据记录的TOFD检测 12 检测工艺程序 13 检测报告附录A（资料性） 参考试块附录NA（资料性）本文件与GB/T23902一2009相比新增的术语和定义、符号、缩略语. 附录NB（资料性） 本文件与GB/T23902一2009相比删除的内容附录NC（资料性） 本文件与GB/T23902一2009相比修改的内容参考文献
13
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14 15 16 17 18 19 GB/T23902—2021/ISO16828:2012
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替GB/T23902一2009《无损检测 超声检测 超声衍射声时技术检测和评价方法》，与 GB/T23902一2009相比：主要技术变化如下：
a）增加了部分术语和定义、符号、缩略语（见附录NA）； b) 删除了部分内容（见附录NB)； c）更改了部分参数要求（见附录NC）。 本文件使用翻译法等同采用ISO16828：2012《无损检测 超声检测超声衍射声时技术检测和评
价方法》。
与本文件中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T9445—2015无损检测 人员资格鉴定与认证（ISO9712：2012，IDT）； —GB/T39240—2020无损检测 超声检测点 总则（ISO16810:2012，MOD)； —GB/T39242—2020无损检测 超声检测灵敏度和范围设定（ISO16811：2012，MOD）。 本文件做了下列编辑性修改：
增加了资料性附录NA，本文件与GB/T23902一2009相比新增术语和定义、符号、缩略语；一增加了资料性附录NB，本文件与GB/T23902一2009相比删除的内容；
增加了资料性附录NC，本文件与GB/T23902一2009相比修改的内容。 本文件由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56)提出并归口。 本文件起草单位：硕德（北京)科技有限公司、上海材料研究所、广东汕头超声电子股份有限公司超
声仪器分公司、艾因蒂克科技（上海)有限公司、中国建筑土木建设有限公司、中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所、贝克休斯检测控制技术（上海）有限公司、中国特种设备检测研究院、中国计量科学研究院，
本文件主要起草人：香勇、黄隐、马君、汪丽丽、彭春、周立军、付汝龙、陈新波、刘永福、张学涛、 钟德煌、沈功田、杨平。
本文件于2009年首次发布，本次为第一次修订。
I GB/T23902—2021/ISO16828:2012
无损检测超声检测
超声衍射声时技术检测和评价方法
1范围
本文件规定了超声衍射声时技术（TOFD)方法的一般原则。本文件适用于低合金和碳素钢构件中不连续的检测。本文件也适用于其他类型材料，前提是使用超声衍射声时技术时要充分考虑构件的几何形状和材料声学特性及检测灵敏度。
本文件一般情况下适用于ISO16810所包含的材料内的不连续检测，包括焊缝可参考使用。选择此方法的原因在于其明确的超声探头位置和扫查方向。
除非在引用文件中另有规定，本文件适用于最低要求。 除非另有明确声明，本文件适用于ISO16811规定的如下等级：一1类，没有限制；
-2类和3类，适用指定的限制。 注1：第9章有类似说明。 4类和5类，产品的检测要求有专用的工艺程序。 注2：第9章有类似说明。 注3：ISO10863介绍了使用TOFD进行焊缝检查的技术。 注4：相关的验收文件在ISO15626给出。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。
ISO9712无损检测 」人员资格鉴定与认证（Non-destructivetesting一Qualificationandcertifi cation of NDT personnel)
ISO16810无损检测 超声检测总则（Non-destructivetestingUltrasonictesting一General principles)
ISO16811无损检测 超声检测灵敏度和范围设定（Non-destructivetesting一Ultrasonic testingSensitivity and range setting)
EN12668-1无损检测超声检测设备的性能与检验第1部分：仪器（Non-destructivetesting Characterization and verification of ultrasonic examination equipmentPart 1:Instruments)
EN12668-2无损检测超声检测设备的性能与检验第2部分：探头（Non-destructivetesting Characterization and verification of ultrasonic examination equipmentPart 2:Probes)
EN12668-3无损检测超声检测设备的性能与检验第3部分：组合设备（Non-destructive testingCharacterization and verification of ultrasonic examination equipmentPart 3:Combined equipment)
1 GB/T23902—2021/ISO16828:2012
3术语、定义、符号和缩略语
3.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1
表面盲区 scanning surfacedead zone 由于侧向波（又称“直通波”）存在可能导致指示信号被掩盖的区域。
3.1.2
底面盲区 backwalldeadzone 由于底面回波的存在可能导致指示信号被掩盖的区域
3.1.3
A扫描 A-scan 反映超声信号幅度与时间关系的显示方式。
3.1.4
B扫描 B-scan 反映超声衍射声时与探头位移关系的显示方式。
3.1.5
非平行扫查 non-parallel scan 垂直于超声波束方向扫查（见图4）。
3.1.6
平行扫查 parallel scan 平行于超声波束方向扫查（见图5）。
3.2 2缩略语
下列缩略语适用于本文件。 TOFD：超声衍射声时（time-of-flightdiffraction）
3.3符号
下列符号适用于本文件。
平行于表面和预定义参考线的坐标。这条参考线宜与焊缝相一致。坐标轴的起点可定义为
r 与检查工件相一致（见图1)；
A.r 不连续长度； y 平行于表面，垂直于预定义的参考线的坐标（见图1）； oy 侧向位置误差；
垂直于表面的坐标（见图1)；
2 △z 不连续高度； d 不连续顶端距表面的深度；
id 深度误差； D ds 表面盲区； 2 GB/T239022021/IS016828:2012
D dw 底面盲区； C 声速； oc 声速误差； R 空间分辨力；
从发射到接收的传播时间；
t △t 侧向波与第二个超声信号间的传播时间差； ot 传播时间误差； td 在深度d的传播时间； tp 最大幅值的10%对应的声脉冲长度（时间）； tw 底面回波的传播时间； S 两探头入射点间距离的一半； os 探头间距一半的误差； W 壁厚。
图1 坐标定义
4概述
4.1技术原理
TOFD技术依赖于超声波与不连续端点的相互作用。这种相互作用导致产生一个覆盖大角度范围的衍射波，对衍射波的探测可用于确定不连续的存在。所记录的信号传播时间可测量不连续的高度，从而能够对不连续定量。不连续尺寸往往由衍射信号的传播时间决定。信号幅度不用于定量评估。
TOFD技术的基本组成包括一对间距固定的超声发射探头与接收探头（见图2）。由于超声波的衍射与不连续取向关系微弱，因此通常使用宽角度声束的纵波探头。这样就可一次扫查完成对一定空间的检查。然而，单次扫查中可检查的空间的大小是有限制的（见7.2）。
3 GB/T23902—2021/IS016828:2012
标引序号说明：
发射探头：接收探头；侧向波；上端衍射；一不连续；下端衍射；一底面回波。
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图2TOFD的基本组成
一个声脉冲发射后，第一个到达接收探头的信号通常是侧向波，这个侧向波刚好从测试试件近表面传播。 当不存在不连续时，第二个到达接收探头的信号是底面回波。 这两个信号通常被作为参考，如果波型转换忽略不计，由材料中的不连续所产生的任何信号宜到达
在侧向波与底面回波之间，因为侧向波和底面回波分别对应发射探头与接收探头之间最短和最长的路径。同理，不连续上端所产生的信号较不连续下端所产生的信号先到达接收探头。典型示意（A扫描）如图3所示。不连续高度可从两个衍射信号的传播时间差中推算出来（见8.1.5）。注意侧向波和底面回波以及不连续上下端回波之间的相位反转。
不连续可能接近试件的上下表面或分布于整个试件的厚度内，通过在两个表面进行扫查将提高整体精确性，尤其对于近表面的不连续。
X
标引序号说明：
幅度； Y 时间；
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侧向波；上端衍射；下端衍射；
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d- 底面回波。
图3 内部不连续的A扫描示意图
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