无损检测 超声导波检测 第2部分：磁致伸缩超声导波检测方法

ICS19.100

CCSJ04

中华人民共和国国家标准

GB/T31211.2—XXXX

代替GB/T28704-2012

`

无损检测超声导波检测第2部分：磁致

伸缩超声导波检测方法

Non-destructivetesting—Ultrasonicguidedwavetesting—Part2:Testmethodfor

ultrasonicguidedwavetestingbasedonmagnetostrictiveeffects

(点击此处添加与国际标准一致性程度的标识)

（征求意见稿）

（本草案完成时间：2023.06.18）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

GB/T31211.2—XXXX

前言

本标准按照GB/T1.1－2020《标准化工作指导第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

本文件是GB/T31211《无损检测超声导波检测》的第2部分，GB/T31211已经发布了以下部分：

第1部分：总体要求；

第2部分：磁致伸缩超声导波检测方法。

本文件代替GB/T28704-2012《无损检测磁致伸缩超声导波检测方法》，与GB/T28704-2012相

比，除了编辑性改动外，主要技术变化如下：

——修改了范围的内容[见第1章，2012版的第1章]；

——修改了规范性引用文件标准号（见第2章，2012版的第2章）；

——修改了通用检测工艺规程的部分内容（见7.1，2012版的7.1）

——修改了检测设备及器材的内容，删除了原来统一的要求，添加了单通道、扫查成像式、阵列式

检测设备三个分类[见8.1~8.4，2012版的8.1]；增加了器材（见8.6）；修改了统一的校准试件，分别

按设备分类规定校准试件（见8.2.5、8.3.5、8.4.5，2012版8.4.1）；

——修改了检测的内容，增加了分类仪器的信号解释与分析[见9.2、9.3、9.5.6、9.6，2012版的

9.2、9.4、9.8.6]；

——删除了结果解释和评价的内容[见2012版第10章]；

——增加了单通道超声导波检测仪器的性能指标要求[见附录B]；

——增加了阵列式超声导波检测仪器的性能指标要求[见附录C]；

——增加了磁致伸缩超声导波B扫描检测最大距离推荐表[见附录D]；

——增加了磁致伸缩超声导波监测方法[见附录E]；

——增加了螺旋焊管磁致伸缩超声检测[见附录F]；

——增加了管道支撑结构处磁致伸缩超声导波检测[见附录G]；

——增加了桥梁缆索磁致伸缩导波检测超声导波检测[见附录H]。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利，文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56）提出和归口。

本文件起草单位：

本文件主要起草人：

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：

——本文件2012年首次发布为GB/T28704-2012；

——本次为第一次修订，文件编号变更为GB/T31211.2—XXXX。

III

GB/T31211.2—XXXX

引言

超声导波检测技术作为无损检测的重要组成部分，广泛应用于石化设备、电站锅炉、海洋平台、轨

道交通、桥梁等领域，主要用于管道、轨道、板壳等波导类结构内外缺陷的检测，在带包覆层和隐蔽遮

挡等结构不可达区域检测中具有突出优势，且单次检测距离长、工作效率高，为保障设备安全运行提供

重要技术手段。

超声导波检测技术包含压电超声导波、磁致伸缩超声导波、电磁超声导波、激光超声导波、空气耦

合超声导波等多种方法。建立超声导波检测的总体要求和各具体方法的技术要求，是指导超声导波检测

规范开展的首要任务。GB/T31211《无损检测超声导波检测》是指导我国超声导波检测活动的基础性

标准，旨在确立适用于超声导波检测的通用原则和具体方法要求，由两个部分构成：

——GB/T31211.1无损检测超声导波检测第1部分：总体要求；

——GB/T31211.2无损检测超声导波检测第2部分：磁致伸缩超声导波检测方法。

本文件是GB/T31211的第2部分，对磁致伸缩超声导波检测方法的具体技术要求进行规范。本次对

GB/T28704-2012进行修订，将其纳入GB/T31211超声导波检测文件体系，明确了磁致伸缩超声导波检

测的技术要求，在进行磁致伸缩超声导波检测时发挥其技术支撑作用，更好地促进磁致伸缩超声导波检

测技术交流和合作。

IV

GB/T31211.2—XXXX

无损检测超声导波检测第2部分：磁致伸缩超声导波检测方法

1范围

本标准规定了用于快速发现构件中存在截面损失的磁致伸缩超声导波检测方法。

本标准适用于检测温度为-20℃～550℃、直径为10mm～1000mm、壁厚为0.5mm～80mm管状、直径为

10mm～80mm棒状、直径为5mm～226mm束状和0.5mm～80mm厚的板类等构件的表面和内部缺陷。

本标准未建立评价判据，具体的判据由合同各方协商确定。

本标准没有完全给出进行检测时的安全要求，使用本标准的各方有义务在检测前建立适当的安全

和防护准则。

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。

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

GB/T12604.6无损检测术语涡流检测

GB/T15822.1无损检测磁粉检测第1部分:总则

GB/T19943无损检测金属材料X和伽玛射线照相检测基本规则

JB/T4730.2承压设备无损检测第2部分：射线检测

JB/T4730.3承压设备无损检测第3部分：超声检测

JB/T4730.4承压设备无损检测第4部分：磁粉检测

3术语和定义

GB/T12604.1和GB/T12604.6界定的术语和定义适用于本文件。

磁致伸缩效应magnetostrictiveeffect

磁致伸缩

铁磁性材料受外磁场作用时，其尺寸、形状发生变化的现象。

磁致伸缩效应inversemagnetostrictiveeffect

截面损失crosssectionalarealoss

被检构件缺陷处横截面减少的面积。

1

GB/T31211.2—XXXX

截面损失率ratioofcrosssectionalarealoss

被检材料或构件缺陷处横截面减少的面积与其公称横截面总面积的比值。

有效检测距离effectivetestinglength

在一定灵敏度条件下仪器可达到的最大检测距离。

磁致伸缩带magnetostrictivefilm

具有较强磁致伸缩效应的材料制成的带材，如镍合金带、铁钴硬磁合金带、Terfenol-D合金带等。

4方法概要

概述

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，对构件实施检测的一

种方法。

磁致伸缩超声导波检测方法分为直接法和间接法两种。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，对构件实施检测的一种方法。

磁致伸缩超声导波检测方法分为直接法和间接法两种。

直接法

本方法利用材料自身的磁致伸缩效应在构件中直接激励和接收导波，只能适用于被检对象为铁磁

性材料的检测，其检测原理如图1所示。这种方法的（磁致伸缩）探头或换能器包括激励线圈、检测线

圈和提供偏置磁场的磁化器三个部分。两种线圈为与被检铁磁性材料构件同轴的螺线管，用于实现交变

磁场和应力波之间的能量与信号转换。偏置磁场沿轴线方向，其作用主要有两方面，一是提高磁能与声

能的换能效率，二是选择导波模态，偏置磁场可以采用电磁或永磁方式加载。在进行检测时，首先向激

励线圈通入大电流脉冲，产生交变磁场；激励线圈附近的铁磁材料由于磁致伸缩效应受到交变应力作用，

从而激励出超声波脉冲；超声脉冲沿被检构件轴线传播时，不断在构件内部发生反射、折射和模式转换，

经过复杂的干涉与叠加，最终形成稳定的导波模态。当构件内部存在缺陷时，导波将在缺陷处被反射返

回；当反射回来的应力波通过检测线圈时，由于逆磁致伸缩效应会引起通过检测线圈的磁通量发生变化，

检测线圈将磁通量变化转换为电压信号；通过测量检测线圈的感应电动势就可以间接测量反射回来的

超声导波信号的时间和幅度，从而获取缺陷的位置和大小等信息。

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GB/T31211.2—XXXX

图1直接激励法磁致伸缩导波检测原理图

间接法

本方法基于磁致伸缩效应在磁致伸缩材料上激励导波，通过干耦合、粘接耦合或粉末喷涂的方式将

导波由磁致伸缩材料传送到待测构件上，实现导波激励；并通过相同耦合的方式将导波从待测构件传送

回磁致伸缩材料，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2所示。采用这种方法的超声导波探头或换能器包括线圈和磁致

伸缩带两部分，磁致伸缩带在使用前，需要进行预磁化。检测时，磁致伸缩带与被检构件可采用固化胶

紧密粘贴、也可用其他方式紧密耦合，实现声能传递。其检测缺陷的原理与4.2相同。

图2间接激励法磁致伸缩导波检测原理

5安全警示

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)检测人员应遵守被检件现场的安全要求，根据检测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴有关防

护设备；

b)如有要求，使用的电子仪器应具有防爆功能；

c)在线检测时，应注意被检件的温度状态，以免烫伤或冻伤；应避免安全阀过早或突然开启引起

的危险后果，尤其是被检件内储存有毒或易燃、易爆等危害性介质时。

3

GB/T31211.2—XXXX

6人员要求

按本标准实施检测的人员，应按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职位专业培训和操作授权。

7检测工艺规程

通用检测工艺规程

从事磁致伸缩超声导波检测的单位应按本标准的要求制定通用检测工艺规程，其内容至少应包括

如下要素：

a)适用范围；

b)引用标准、法规；

c)检测人员资格；

d)检测仪器设备，至少包含探头或换能器、传感器、仪器主机、检测数据采集和分析软件等；

e)被检件的信息：几何形状与尺寸、材质、设计与运行参数；

f)检测覆盖范围及传感器型号；

g)被检件表面状态及传感器安装方式；

h)检测时机；

i)灵敏度测量、距离-波幅曲线绘制；

j)检测过程和数据分析解释；

k)检测结果评定；

l)检测记录、报告和资料存档；

m)编制、审核和批准人员；

n)编制日期。

检测作业指导书或工艺卡

应按9.1.3执行。

8检测设备及器材

概述

磁致伸缩超声导波检测设备及器材按照检测模式可分为单通道导波检测设备和多通道阵列式导波

检测设备两种，上述检测设备一般主要由检测仪器、探头或换能器、传感器、检测软件、试件及其他器

材组成。

单通道导波检测设备

8.2.1单通道导波仪器

检测用的单通道超声导波检测仪应满足如下要求：

a)检测设备应具有扫频功能，频率范围应不小于20-200kHz；

b)激励波形最大电压：≥250V；

c)脉冲重复频率：可达20Hz；

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GB/T31211.2—XXXX

d)接收通道最大增益：≥60dB；

e)换能器采集模式：收发分离和收发一体可选；

f)数据采集频率不低于激励信号最高频率的10倍，应与信号激励具有同步功能；

g)宜具有导波方向控制功能，具备识别反向回波功能；

h)仪器能满足检测现场温度与湿度条件，温度-15~+40℃，湿度10~80%rel.hum。

8.2.2单通道传感器

每个单通道传感器应明确给出传感器的规格型号、中心频率、检测频率范围、工作温度范围和适用

范围，适用范围包括被检构件的类型、材料、规格。

8.2.3信号采集与分析软件

检测用的单通道超声导波检测软件应满足如下要求：

——常见构件的频散曲线计算；

——激励与接收通道参数设置；

——信号采集；

——信号实时存储；

——频扫信号及A扫信号显示；

——信号分析与构件特征标识；

——绘制和存储距离—波幅曲线的功能；

——反向回波的识别；

——具有时基和距离显示两种方式，且可实现波形局部放大；

——信号回放；

——生成检测报告

8.2.4检测系统性能

在材质为碳钢，公称直径为DN219的无包覆层无缝管上，距离探头位置3米以内可检测横截面损失比

为1%的盲孔缺陷，且缺陷信号信噪比不低于6dB。

8.2.5校准试件

校准试样用于检测设备灵敏度、DAC曲线校准、检测距离及各种功能的测试。

a)校准试件1主要用于检测设备灵敏度、DAC曲线校准及其他功能的测试，宜选用材质为碳钢的

无缝钢管，无管道包覆层。校准试样应具有9%截面损失率的横向环形切槽两个和3%截面损失

率的盲孔一个，环槽缺陷的宽度在0.5mm～2mm的范围内，深度方向的公差不大于±0.2mm，通

孔缺陷直径方向公差不大于±0.2mm。校准试样的长度、切槽和通孔缺陷位置的要求如图3所

示。

5

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图3校准试件1示意图

1——校准试件；

2——粘贴好的磁致伸缩带；

3——9%横截面损失比的环槽缺陷1；

4——3%横截面损失比的盲孔缺陷；

5——9%横截面损失比的环槽缺陷2。

b)校准试件2主要用于检测设备检测距离的测试，宜选用材质为碳钢的无缝钢管，无管道包覆

层。校准试件2的长度误差不得超过±2mm，其余要求详见图4所示。

图4校准试件2示意图

c)校准样管3主要用于检测设备对导波通过弯头及对不同类型的缺陷的测试，具体样管如图5所

示

图5校准试件3示意图

扫查成像式导波检测设备

8.3.1扫查成像式导波仪器

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GB/T31211.2—XXXX

检测用的扫查成像式超声导波检测仪不仅应满足8.2.1节的所有要求外，还应具有编码器接口，实

时读取和存储编码器的数值。

8.3.2扫查成像式导波传感器

检测用的中扫查成像式导波传感器不仅应满足8.2.2的所有要求外，还应满足如下要求：

a)可适配金属板或管道，其中管道最小可适配直径：为Ф100mm。

b)带编码装置，可实时记录B扫描探头在被检测工件上的相对位置。

c)带工作状态指示灯功能。

8.3.3信号采集与分析软件

检测用的扫查成像式超声导波检测软件应满足8.2.3节的所有要求外，还应满足如下要求：

a)可实时绘制A扫信号图像；

b)可实时绘制B扫信号图像；

c)可实时记录和显示传感器在被检构件的相对位置；

8.3.4检测系统性能

检测系统灵敏度及信噪比应满足以下要求：

在材质为碳钢，管道公称直径为DN500的无包覆层无缝管上，距离探头位置2米以内可检测横截面损

失比为1%的盲孔缺陷，且缺陷信噪比不低于6dB。

8.3.5校准试件

本校准试样包括两种校准试件，8.2.5节用于检测设备灵敏度、DAC曲线校准及各种功能的测试。

图6所示校准试件4及图7所示校准试件5分别用于检测设备垂直分辨率及其B扫检测功能的测

试。

图6校准试件4示意图

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图7校准试件5示意图

阵列式导波检测设备

8.4.1阵列式导波仪器

检测用的阵列式超声导波检测仪应满足如下要求：

a)仪器应具有上位机控制的含有8个及其以上独立的脉冲发射/接收通道；

b)每个通道的激励波形最大电压：≥250V；

c)每个通道的数据采集频率不低于激励信号最高频率的10倍，应与信号激励具有同步功能；

d)每个通道的最大增益：≥60dB；

e)每个通道具有导波方向控制功能，具备识别反向回波功能；

f)换能器采集模式：收发分离和收发一体可选；

g)仪器能满足检测现场温度与湿度条件，温度-15~+40℃，湿度10~80%rel.hum。

8.4.2阵列式导波传感器

检测用的阵列式导波传感器应满足如下要求：

a)阵列式导波传感器的单元数量应不少于8个；

b)可适配管道最小直径：DN150。

8.4.3信号采集与分析软件

检测用的阵列式超声导波检测软件应满足如下要求：

a)可绘制A扫对称图、水平弯曲图、竖直弯曲图；

b)具有通道一致性的校准功能；

c)可自动计算聚焦的延时与幅值；

d)可设置聚焦位置，并绘制聚焦后A扫图及通道极坐标图；

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GB/T31211.2—XXXX

8.4.4检测系统性能

检测系统灵敏度及信噪比应满足以下要求：

在材质为碳钢，管道公称直径为DN219的无包覆层无缝管上，距离探头位置2米以内可检测横截面损

失比不少于0.5%的缺陷，且缺陷信噪比不低于6dB。

8.4.5校准试件

校准试样用于检测设备灵敏度、DAC曲线校准、检测距离及各种功能的测试。

a)校准试件6主要用于检测设备灵敏度、DAC曲线校准及其他功能的测试，宜选用材质为碳钢的

无缝钢管，管道无包覆层。校准试样6应具有9%截面损失率的横向环形切槽两个和0.5%截面

损失率的盲孔缺陷一个，环槽缺陷的宽度在0.5mm～2mm的范围内，深度方向的公差不大于±

0.2mm，盲孔缺陷直径方向公差不大于±0.2mm。校准试样的长度、切槽和通孔缺陷位置的要求

如图8所示。

图8校准试件6示意图

b)检测距离测试及不同类型缺陷的测试可分别按照图4的校准试件2和图5的校准试件3执行。

对比试件

对比试件用于对被检测构件上缺陷截面损失率当量进行评定。对比试件应采用与被检测构件材料

性能及几何形状相同或相近的材料制作，试件的长度至少为仪器可探测9%截面损失率人工缺陷距离的

1.2倍,且不小于12m。

除合同有关各方另有约定之外，应按如下要求加工对比试件：

a)对于管状构件，在对比试件上至少3个部位外表面分别加工出多个直径与壁厚相同、深度为壁

厚40%的锥孔；每处锥孔的数量按截面损失率的9%进行计算，锥孔在环向间距应均匀分布，深

度公差±0.2mm；试件两端的锥孔距试件端部至少1m。

b)对于棒状构件，在对比试件上至少3个部位外表面分别加工出多个直径为5～10mm、深度为

2～5mm的锥孔；每处锥孔的数量按截面损失率的9%进行计算，锥孔在环向间距应均匀分布，

深度公差±0.2mm；试件两端的锥孔距试件端部至少1m。

c)对于束扎的钢索或钢丝绳等构件，在对比试件上3个部位分别加工断口；每处断丝的数量按截

面损失率的9%进行计算，同一处断丝应紧密相邻；试件两端的断口距试件端部至少1m，中间

部位的断口在试件长度方向均匀分布，不同部位断口的环向应均匀分布。

器材

8.6.1磁致伸缩带材

磁致伸缩带材为激励和接收超声导波的敏感材料，为换能器和传感器的一部分，与线圈组合使用。

8.6.2预磁化器

9

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在间接激励法中，预磁化器的功能是将磁致伸缩带磁化，使其剩磁达到适当大小。

8.6.3耦合剂

耦合剂应标明型号、使用温度范围、耦合形式，并有相关的使用说明书。

检测设备的维护和校准

应制定书面规程，对检测设备进行周期性维护和检查，以保证仪器功能。

在到达现场进行检测之前，应在实验室内选择相应规格的校准试件对检测仪器进行校准，若检测结

果与已知试件缺陷分布相符，则表明仪器正常。

在现场进行检测时，如怀疑设备的检测结果，应对设备进行功能检查和调整，并对每次维护检查的

结果进行记录。

9检测

检测前的准备

9.1.1资料审查

资料审查应包括下列内容:

a)被检件制造文件资料：产品合格证、质量证明文件、竣工图等；

b)被检件运行记录资料：开停车情况、运行参数、工作介质、载荷变化情况以及运行中出现的异

常情况等；

c)检验资料：历次检验与检测报告；

d)其他资料：修理和改造的文件资料等。

9.1.2现场勘察

应对被检件现场进行勘察，找出所有可能影响检测的因素，如支吊架、内部或外部附件、外保温层

情况等。在检测时应设法尽可能避免这些因素的干扰。

9.1.3检测作业指导书或工艺卡的编制

对于每个检测工程或每套被检设备，根据使用的仪器和现场实际情况，按照通用检测工艺规程编制

磁致伸缩超声导波检测作业指导书或工艺卡，确定超声导波传感器安装的部位和表面条件。安装部位应

避开支吊架、内部或外部附件的影响，同时对每个被检件进行测绘，对传感器的安装部位进行编号，画

出被检件结构示意图。

传感器安装部位表面处理

采用直接法进行检测时，传感器安装表面应无液体或污垢等固体残留物以及可能影响检测的其他

障碍物，可以保留10mm厚度以下的涂层、防腐层或保温层。

采用间接法进行检测时，传感器安装表面应首先去除涂层、防腐层或保温层，并进行打磨处理使之

露出被检构件本体材料，以便于安装磁致伸缩带，具体要求如下：

a）被检构件表面处理的宽度应大于传感器宽度的1.5~2倍；

b）在经客户协商同意后，被检构件表面可采用砂纸或砂轮机打磨，直至被检构件露出金属本体，

表面无明显凹坑、凸起和损伤；

c）打磨完成后，应采用干净的抹布进行擦拭，确保被检构件表面无水渍、浮尘附着。

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传感器的安装

9.3.1概述

磁致伸缩材料一般用于间接法检测，其实施方法主要包括耦合剂粘接、干耦合等。

9.3.2磁致伸缩传感器安装

9.3.2.1磁致伸缩带材的裁取

磁致伸缩带材宜预先测量好，然后采用裁纸刀或铁皮剪刀裁取，裁取时应注意：

a)检测圆柱类构件时，磁致伸缩带材的长度应能覆盖管道圆周一圈，带材两端保持2-4mm间隙；

b)检测板类构件时，磁致伸缩带材的长度应尽量覆盖检测区域；

c)裁取时，磁致伸缩带材不可有折痕、破损等；

9.3.2.2磁致伸缩带材的预磁化

截取后的磁致伸缩带材宜采用预磁化器进行预磁化，刷磁次数5-10次，预磁化具体要求如下：

a)磁化过程中不得停顿，如有停顿应重新刷磁磁化；

b)磁化时，预磁化器应沿着固定方向匀速进行刷磁，一次结束后应挪开预磁化器重新开始，不可

在带材上来回反复刷磁。

c)磁化好后磁致伸缩带材之间的距离应保持5mm以上的距离，避免带材上的磁场发生变化；

9.3.2.3耦合剂涂抹与粘接

耦合剂粘接分为磁致伸缩带材的耦合剂涂抹和粘接两个过程，具有要求如下：

a）应严格按照耦合剂的使用说明进行操作，若为双组份耦合剂应充分搅拌均匀后涂抹到磁致伸缩

带材上；

a)耦合剂涂抹之前应保证磁致伸缩带材上干净整洁，无泥土、粉末等杂质附着；

b)耦合涂抹时，应使用专用的涂抹工具，将耦合剂均匀涂抹在带材表面上，且保持一定的厚度，

应尽量避免气泡、波浪形的凹凸不匀、结股的堆积等；

耦合剂涂抹完成后，应在规定的时间内将磁致伸缩带材粘接在预处理好的检测部位，然后将多

余的耦合剂从带材边缘挤出，保证带材与管道内耦合剂的厚度在规定范围内；

c)粘接完成后，对于固化型耦合剂应根据耦合剂说明书的时间等待耦合剂的固化，非固化型耦合

剂可直接开始检测；

d)用于监测的传感器一般还需要安装保护外壳。

9.3.2.4磁致伸缩带材的干耦合

在不方便使用耦合剂的工况下，如大于200℃的高温时，可采用干耦合方式。磁致伸缩带材干耦合

一般需要采用定制的器材辅助实施，可根据辅助器材的操作说明书执行，一般实施原则如下：

a)在实施前，应确保被检构件的检测部位打磨至金属本体，无凹坑和损伤，表面光滑、平整、无

粉尘，较耦合剂粘接表面要求更高；

b)使用辅助器材将磁致伸缩带材均匀压紧在被检构件，且保持一定的压力不变，直至检测结束；

c)辅助器材应保留使得的空间布置导波传感器或集成导波传感器；

距离—波幅曲线的绘制

11

GB/T31211.2—XXXX

应采用8.5规定的对比试样在实验室内经过实测绘制距离—幅度曲线。该曲线族由记录线、评定线

和判废线组成；记录线由3%截面损失率的人工缺陷反射波幅直接绘制而成，评定线由6%截面损失率的人

工缺陷反射波幅直接绘制而成，判废线由9%截面损失率的人工缺陷反射波幅直接绘制而成。记录线以下

（包括记录线）为I区，记录线与评定线（包括评定线）之间为II区，评定线与判废线之间为III区，判

废线及其以上区域为IV区，如图6所示。

应根据被检测构件的材料和规格，在实验室内选择相应符合7.4.2规定的对比试件绘制距离—波幅

曲线。该曲线族由评定线和判废线组成，判废线由9%截面损失率的人工缺陷反射波幅直接绘制而成，评

定线为判废线高度的一半，即减6dB。评定线及其以下区域为I区，评定线与判废线之间为II区，判废线

及其以上区域为III区，如图11所示。

Ⅳ区

Ⅲ区

记录线评定线判废线

Ⅱ区

Ⅰ区

背景噪声

图9距离—幅度曲线示意图

影响检测结果的因素

9.5.1导波模态

在激励时产生的其他模态导波及在缺陷处发生模态转换会影响检测结果。

9.5.2激励频率

在选择的激励频率范围内，激励频率越高，检测精度越高，有效检测距离越短；反之，则检测精度

低，有效检测距离长。

9.5.3激励能量

激励能量越大，有效检测距离越长；反之，有效检测距离越短。

9.5.4磁化状态

对于直接激励法，偏置磁场的强弱直接影响检测信号大小；对于间接激励法，磁致伸缩带的剩磁大

小直接影响检测信号大小。

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GB/T31211.2—XXXX

9.5.5被检件工况

埋地、覆盖层、内部流动介质、支撑物等构件外部状态和构件温度、承载状态、焊缝以及自身状况

等因素均影响到有效检测距离，其中支撑物、焊缝等还易引起多次反射回波信号，增加信号分析难度；

构件自身腐蚀越严重，有效检测距离越短。

9.5.6检测盲区

检测盲区与激励信号的频率、周期数有关。激励频率越高，激励信号周期数越少，检测盲区越小；

反之，则检测盲区越大。

采用A扫描检测时，构件与构件、支撑物与被检件等结合部位及附近区域也属检测盲区。

可通过导波B扫描检测方法及移动传感器的安装位置消除某些检测盲区，对无法消除的检测盲区应

采用其他无损检测方法进行检测。

9.5.7传感器安装质量

检测过程中传感器与被检件的紧密程度会直接影响检测信号大小，且对间接法的影响更大。

在间接法检测中，耦合剂涂抹的均匀性将影响检测信号的大小和导波模态的纯净程度。

检测

9.6.1单通道超声导波检测设备

9.6.1.1概述

单通道超声导波检测设备对管道检测一般采用扭转模态对被检构件实施检测，可采用T（0,1）轴对

称模态、T（n,1）非轴对称模态的超声导波对管道的轴向等构件进行检测。

9.6.1.2模态和频率选择

按照被检构件的规格选择合适的传感器，并按照仪器说明书的要求安装传感器，以下为典型的传感

器应用案例：

a)可采用传感器覆盖被检构件周向一圈的方式实施检测，超声导波模态为T（0,1）；

b)可采用传感器覆盖被检构件局部周向的方式实施检测，超声导波模态为T（n,1）。

9.6.1.3检测设备的调试

检测设备的调试包括下列步骤：

a)打开仪器开关通电，并按仪器制造商规定的时间预热，使仪器达到稳定工作状态。

b)根据构件材料、尺寸对应的频散曲线，选取频散较小或非频散区域对应的频率范围（仪器提供

的激励频率范围内）进行扫频，再根据扫频图像选择合适的一个或多个频率作为激励频率。

c)通过调节仪器的参数设置使仪器能够清晰显示被检构件上焊缝、接头或端部的反射波信号。

d)根据这些反射波信号及其距传感器的距离来测量被检构件超声导波传播的波速。

e)进一步调节仪器工作参数，使仪器处于良好的工作状态。

9.6.1.4检测信号的采集

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GB/T31211.2—XXXX

将仪器检测显示灵敏度由测试距离—波幅曲线时的灵敏度提高12dB进行检测，一旦发现缺陷反射

信号，即降低12dB并调出已存储好的距离—波幅曲线进行比对，凡处于II区，III区和IV区的信号需要

进行信号记录，并测量出在被检件上的具体位置，在被检件示意图和实物上做出标识。

检测中应确认相邻长度有效范围之间的重叠，确保不引起漏检，从而影响检测结果。

9.6.1.5检测信号的分析与解释

检测信号的分析和解释通常需要参考相关实验建立的数据库，至少应包括如下内容：

a)采用调节好的仪器，对被检构件进行检测，观察和记录出现的超声导波反射回波信号；

b)对于出现的超声导波反射回波信号，首先确定这些信号是否是由构件的端头、接头、焊缝、外

部支撑等部位产生的，如果确定即可排除；

c)对于被检件上无明显几何形状变化部位的超声导波回波信号，排除反向回波、多次反射波及噪

声等干扰信号后，即可确定为材料损失缺陷等截面变化产生的超声导波回波信号，应首先确定

这一回波信号的反射部位，并加以标识，然后进行检测结果评价和处理。

9.6.1.6干扰信号的识别与排除

9.6.1.6.1分析对象

根据A扫图排除由被检构件的端头、接头、焊缝、外部支撑等固有特征部位产生的超声导波反射信

号，其余超声导波反射信号均为分析对象。

9.6.1.6.2反向回波分析

反向回波是较为常见的导波干扰信号，应在信号分析过程中予以排除，其判断的原则包含如下几个

要素：

a)反向回波与正向回波相对以检测探头为中心镜像分布；

b)一般情况下，反向回波的幅值比正向回波小；

9.6.1.6.3往复反射波分析

往复反射波是超声导波在被检构件上两个距离较近的结构特征中往复反射形成的，在信号分析应

结合被检构件的结构特征进行排除。

9.6.1.6.4噪声分析

超声导波信号中的噪声一般分为相干噪声和非相干噪声（也叫随机噪声或环境噪声），应在信号予

以分析并排除。

9.6.1.7结构特征信号的识别与标注

结合被检构件的结构特征，将被检构件的结构特征引起的回波信号在A扫图中标注出。标注特征

应包含特征的导波回波幅值、声程位置等信息。

9.6.1.8缺陷信号的识别与评定

将超声导波检测发现的缺陷信号与距离—幅度曲线进行比对分级，反射波幅在I区的为I级，在II区

的为II级，在III区的为III级，在IV区的为IV级。

9.6.2扫查成像式超声导波检测

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9.6.2.1概述

扫查成像式超声导波检测设备一般采用剪切模态对被检构件实施检测，以下为典型应用案例：

a)可采用T（n,1）非轴对称模态的超声导波对管道的轴向等构件进行扫查成像检测；

b)采用SH波对板类、管道类的周向等被检构件进行扫查成像检测；

c)采用弯曲导波对螺旋焊缝沿着螺旋焊缝进行扫查成像检测。

9.6.2.2传感器的安装

扫查成像式超声导波检测传感器一般可由检测车辆、激励与接收传感器、编码器等组成的扫查装置，

安装时根据厂家提供的传感器说明进行操作。

9.6.2.3检测设备的调试

将扫查成像式超声导波检测传感器放置在固定位置，且确保该检测位置所覆盖检测区域具有一定

的代表性，如含有该被检构件的焊缝、焊接支架、焊接支撑板等特征。

依据9.6.1.3实施检测设备调试。

9.6.2.4检测信号的采集

磁致伸缩超声导波B扫描检测的数据采集包括下列步骤：

a)将B扫描探头在管道上的初始位置做好标记，必要时可进行拍照处理；

b)采用调节好的仪器，根据仪器制造商提供的操作说明对被检构件实施检测。

c)观察和记录B扫描探头移动到每个位置出现的超声导波反射回波信号。

9.6.2.5检测信号的分析与解释

B扫描检测方法相对A扫描检测增加了一个纬度的位置信息，其检测信号的分析至少包含如下内

容：

a)根据检测到的超声导波反射回波信号绘制B扫描成像图；

b)对导波B扫描信号进行被检构件特征的定性分析，判断这些信号是否由被检构件的端头、接

头、焊缝、外部支撑等部位产生的，如果确定即可排除。表1列举了管道采用B扫描检测时，

部分管道特征的定性分析。

c)对于被检件上无明显几何形状变化部位的超声导波回波信号，排除反向回波、往复反射波及噪

声等干扰信号后，即可确定为材料损失缺陷引起的超声导波回波信号；对于同一声程位置含有

多个反射回波，可先确定该位置处疑似缺陷的数量，其次记录缺陷的二维位置信息并在被检构

件上加以标识，然后进行检测结果评价和处理。

d)对于焊缝、法兰等全周向特征，可根据反射回波幅值管道周向上的一致性判断缺陷。

表1导波B扫描信号图管道特征的定性分析

类别B扫描成像特点典型特征结构

同一声程位置处，反射回波在管道周向上连续且焊缝、法兰等

全周向特征

幅值较为一致；

同一声程位置处，反射回波在管道周向上均匀对对称性焊接支撑架等

对称性周向特征

称分布；

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同一声程位置处，反射回波在管道周向上零星分腐蚀缺陷、单一焊接支

单一周向特征

布或无规律分布；架、仪表三通等

图10某管道周向扫查时的导波B扫描成像图

9.6.2.6干扰信号的识别与排除

9.6.2.6.1分析对象

根据B扫描图及A扫图排除由被检构件的端头、接头、焊缝、外部支撑等固有特征部位产生的超声导

波反射信号，其余超声导波反射信号均为分析对象。

9.6.2.6.2反向回波分析

反向回波分析不仅可以根据9.6.1.6.2节的方法进行分析，而且反向回波在周向分布情况与正向回

波相同；

9.6.2.6.3往复反射波分析

往复反射波分析不仅可以根据9.6.1.6.3节的方法进行分析，而且其往复反射波的周向分布信息与

特征分布相关；

9.6.2.6.4噪声分析

噪声分析不仅可以根据9.6.1.6.4节的方法进行分析，且其周向分布情况应与特征无关；

9.6.2.7结构特征信号的识别与标注

结合被检构件的结构特征，将被检构件的结构特征引起的回波信号在B扫描图及该周向位置的A

扫图中标注出。标注特征应包含特征的导波回波幅值、水平和垂直方向的位置等信息。

9.6.2.8缺陷信号的识别与评定

选择B扫图中缺陷回波信号最强的位置绘制出对应的A扫信号图，缺陷信号与距离—幅度曲线进行

比对分级，反射波幅在I区的为I级，在II区的为II级，在III区的为III级，在IV区的为IV级。

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9.6.3阵列式超声导波检测设备

9.6.3.1概述

阵列式超声导波检测设备一般采用T（0,1）模态的超声导波对被检构件实施检测，如果存在缺陷再

利用物理聚焦模式进行聚焦扫查，一般应用在管道和板的检测。

9.6.3.2传感器的安装

按照被检构件的规格选择合适的传感器，以下为典型的传感器应用案例：

a）检测管道时，一般将探头覆盖管道一圈抱紧后实施检测；

b）检测板时，一般将探头平铺在板上压紧后实施检测。

9.6.3.3检测设备的调试

检测设备的调试包括下列步骤：

a)打开仪器开关通电，并按仪器制造商规定的时间预热，使仪器达到稳定工作状态。

b)根据构件材料、尺寸对应的频散曲线，选取频散较小或非频散区域对应的频率范围（仪器提供

的激励频率范围内）进行扫频，再根据扫频图像选择合适的一个或多个频率作为激励频率。

c)选择八个通道都能完全检测到的特征作为校准特征，并采用T（0,1）模态的导波进行校准检测。

d)通过调节仪器的参数设置使仪器能够显示被检构件上校准特征的反射波信号，且保证通道中

最大的回波信号在饱和信号的80%，计算每个通道校准特征的反射波幅值的标准差。如果达到了厂家的

要求则进行下一步骤；如果没有达到则从9.2节重新开始执行，直到满足要求为止。

e)通过重新调节仪器的参数设置使仪器能够清晰显示被检构件上焊缝、接头或端部的反射波信

号。

f)根据这些反射波信号及其距传感器的距离来测量被检构件超声导波传播的波速。

g)进一步调节仪器工作参数，使仪器处于良好的工作状态。

9.6.3.4检测信号的采集

采用T（0,1）模态的超声导波进行对被检构件进行检测，分析反射回波的对称性，若对非对称性反

射回波信号存疑，可采用物理聚焦模式在缺陷的位置进行聚焦扫查，记录扫查结果。

9.6.3.5检测信号的分析与解释

检测信号的分析和解释通常需要参考相关实验建立的数据库，至少应包括如下内容：

a)采用调节好的仪器，对被检构件进行检测，观察和记录出现的超声导波反射回波信号；

b)绘制对称性信号、水平弯曲信号、垂直弯曲信号，观察反射回波信号的对称性情况，如图13

所示；

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图11阵列式超声导波的对称性信号分析图

c)首先确定对称信号是否是由构件的端头、焊缝产生的，如果确定即可排除；同时根据对称性分

析及反向回波分析确定是否为反向回波，如果确定即可排除；

d)接着确定非对称信号为水平弯曲信号还是垂直弯曲信号，确定这些信号是否为外部支撑、焊接

支架等非对称特征部位产生的，同时判断特征方位与信号是否对应，如果确定即可排除；

e)对于其他非对称信号，设置到该位置进行聚焦检测，根据聚焦结果判断该缺陷的方位，如图14

所示。对比对称性分析信号，如果结果一致即为缺陷信号，并加以标识，然后进行检测结果的

评价和处理；

图12阵列式超声导波聚焦后的A扫信号图

9.6.3.6干扰信号的排除

9.6.3.6.1对称性分析

根据对称性信号、水平弯曲信号、竖直弯曲信号分析反射回波的对称性。表2为管道反射回波的对

称性分析对照表

表2管道反射回波的对称性分析对照表

类别特点典型特征结构

对称性信号幅值较大，水平弯曲和竖直弯焊缝、法兰、圆周对称性焊接支

对称性特征

曲信号幅值较小架等

对称性信号幅值较大，水平弯曲或竖直弯腐蚀缺陷、单一焊接支架、仪表

非对称特征

曲中其中一信号幅值较大三通等

9.6.3.6.2反向回波分析

反向回波是较为常见的导波干扰信号，应在信号分析过程中予以排除，其判断的原则包含如下几个

要素：

a)反向回波与正向回波相对以检测探头为中心镜像分布；

b)一般情况下，反向回波的幅值比正向回波小；

c)为对称性信号；

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9.6.3.6.3往复反射波分析

往复反射波是超声导波在被检构件上两个距离较近的结构特征中往复反射形成的，对称性分析与

距离较近的结构特征相关，在信号分析应结合被检构件的结构特征进行排除。

9.6.3.6.4噪声分析

噪声分析不仅可以根据9.6.1.6.4节的方法进行分析，且其周向分布情况应与特征无关；

9.6.3.7结构特征的标注

结合被检构件的结构特征，将被检构件的结构特征引起的回波信号在A扫图中标注出。标注特征

应包含特征的导波回波幅值、声程位置、通道位置等信息。

9.6.3.8缺陷的评级

将超声导波检测发现的缺陷信号与距离—幅度曲线进行比对分级，反射波幅在I区的为I级，在II区

的为II级，在III区的为III级，在IV区的为IV级。

10检测结果的处理

概述

超声导波检测给出的是缺陷当量，由于腐蚀、机械损伤等金属损失缺陷的大小和形状与人工缺陷不

同，且被检构件的实际几何尺寸与对比试样间存在差异，导致检测结果显示的缺陷当量值与其真实缺陷

会存在一定的差异，因此不可接受信号水平的确定应根据被检件的具体情况由用户和检测人员协商确

定。

基于距离—幅度曲线分级的确定

用户参与确定的，以用户的要求为准确定不可接受信号的等级；用户不参与确定的，由检验员确定

不可接受信号的等级，一般检测结果判为III级和IV级的信号，即为不可接受的信号。

基于被检件上真实缺陷的确定

可以首先对检测发现的前三个最大的缺陷信号部位，按10.2.4规定的方法进行复检，根据复检结果

来逐步确定不可接受缺陷信号的水平。

不可接受信号的处理

对于确定的不可接受信号，需要采用以下方法进行复检：

a)首先，采用目视和小锤敲击的方法进行检测，用以分辨是位于外表面或内部的缺陷；

b)对于外表面缺陷可采用深度尺直接测量缺陷的深度；

c)对于管状或板状的内表面缺陷，应采用双晶直探头进行超声检测测量，以更精确的测量缺陷的

深度，超声检测方法按内部NB/T47013.3执行；

d)对于其它形状的构件可以采用射线、超声、漏磁等各种无损检测方法进行复检；

e)必要时，经用户同意，也可采用解剖抽查的方式进行验证。

11检测记录与报告

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磁致伸缩超声导波检测报告应至少包括如下内容：

a)委托单位的信息；

b)检测单位的信息；

c)被检构件的信息，包括：设备名称、编号、设计与工作参数、材料和几何尺寸等；

d)执行的标准、规范和相关规定文件；

e)检测仪器型号、检测方式、传感器型号；

f)检测仪器工作参数设置；

g)距离—波幅曲线；

h)传感器安装部位示意图；

i)检测软件名及数据文件名；

j)检测结果分析及分级结果及数据图；

k)检测结论；

l)检测人员、报告编写人和审核人签字及资格证书编号；

m)检测日期。

附录A为推荐的报告格式。

20

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A

A

附录A

（资料性）