《无损检测 钢材 钢棒受控射流超声自动检测-编制说明》

一、工作简况

1.任务来源

中国特种设备检测研究院承担国家重点研发计划课题《钢制

板棒管多通道非接触超声在线自动探伤工艺研究及标准研制》（编

号：2018YFF01012802），其中关键性技术为研发钢棒受控射流法

超声在线自动检测工艺并进行现场应用和形成相应标准，结合国

家重点研发计划课题《钢棒多通道非接触超声在线自动探伤系统

的应用开发》（编号：2018YFF01012804）成果“钢棒受控射流超

声自动探伤系统”的工程应用情况和用户意见，形成了钢棒多通

道非接触超声在线自动检测方法的标准草案，并成立了标准起草

工作组，确定了标准编写原则和分工。

2.标准制定的背景和目的

目前钢棒检测仍以接触式超声检测为主，然而在线自动检测

中，检测量大、且国产钢棒表面情况不一，自动检测装备的探头

磨损严重，检测成本较高。受控射流超声方法避免了探头与被检

表面的摩擦，并且便于实现多通道自动化作业，适用于大批量钢

棒的自动检测，可有效降低检测成本，提高检测覆盖度，应用前

景十分广阔。因此钢棒受控射流超声自动检测标准的制定是必要

的。

接触式手动超声检测应用时间长，目前应用的主要检测标准

有GB/T4162-2008锻轧钢棒超声检测方法、GB/T6402-2008钢

锻件超声检测方法、EN10308-2001无损检测钢棒的超声检测等，

这些标准规定了钢棒超声检测的仪器、操作和试件要求，以及评

级方法，检测方法主要为接触式超声检测和水浸超声检测的一般

方法，然而上述方法不利于大量钢棒的在线自动化检测。受控射

流超声方法采取新的技术路线，便于大批量的在线检测，新方法

的应用需要专门的标准进行规范。

经过国家重点研发项目等对本技术的研发支持和开展的大量

工程应用，已掌握了钢棒受控射流法超声在线自动检测技术。为

规范本项技术检测工艺规程和利于我国在目前紧张的国际核心技

术和装备封锁环境下处于有利地位，提出《无损检测钢材钢棒

受控射流超声自动检测》具有重要意义。

3.工作主要过程

按照中国材料与试验团体标准委员会标准制修订程序的要

求，《无损检测钢材钢棒受控射流超声自动检测》团体标准的编

制完成了以下工作：

（1）起草阶段：

CSTM/FC94无损检测技术及设备领域委员会针对《无损检测

钢材钢棒受控射流超声自动检测》组建成立了标准起草工作组，

确定了标准编写原则和分工，提出标准编制进度安排。计划下达

后，成立了以中国特种设备检测研究院为主要起草单位的编制小

组，编制了标准工作组讨论稿。2020年10月，工作组赴北京奥瑞

视（北京）科技有限公司廊坊生产基地，就钢棒受控射流超声自

动探伤系统的研发和测试进行了实地调研，并经过多次论证形成

标准草稿，提交秘书处。

（2）标准立项与征求意见阶段：

2021年4月16日至17日在山东省济南市召开2021年度第一

次标准审议会，审查标准草案，经专家评议后确定立项。2021年

5月至9月间，工作组通过邮件、微信、腾讯会议等方式进行多次

沟通协商、反复修改；2021年8月工作组赴西王特钢有限公司就

钢棒受控射流超声自动探伤系统示范项目进行现场调研，并征求

钢棒生产企业意见建议，形成标准征求意见稿，现提交秘书处公

开征求意见。

4.主要参加单位及工作组成员

本标准起草单位：中国特种设备检测研究院、清华大学、奥

瑞视（北京）科技有限公司、西王特钢有限公司。

本标准主要起草人：王宝轩、郭大勇、林歆博、万强、程健

业。

二、标准化对象简要情况及制修订标准的原则

1.标准化对象简要情况

本标准为旨在规范钢棒受控射流超声自动检测方法，推进新

技术的应用和推广，降低钢棒检测成本。

2.制修订标准的原则

（1）制修订标准的依据或理由

依据中国材料与试验团体标准制修订管理细则、中关村材料

试验联盟团体标准管理办法（试行）制定本标准，规范本领域内

各标准的制修订和发布。

（2）制修订标准的原则

本标准编制遵循经济社会发展需求原则、技术先进和经济合

理原则、适应贸易全球化需求原则、维护公众利益原则、协商一

致原则、广泛参与和公开透明原则。

本标准在结构编写和内容编排等方面依据GB/T1.1—2009

《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》进行编写。

三、采用国际标准和国外先进标准的情况

在标准的制定过程中，查阅了大量的国内外有关标准及相关

文献，发现并无可直接借鉴的国外标准。

四、标准主要内容

本标准的主要内容包括：

1范围

2规范性引用文件

3术语和定义

4原理

5一般要求

6检测系统和设备

7对比试样

8检测条件和方法

9缺陷的测定与评定

10钢棒的质量分级

11检测记录与报告等。

五、主要试验（或验证）结果的分析、综述报告、技术经济论证，

预期的经济效果等

1）主要试验与验证情况

本标准所使用的方法，经过国家重点研发项目相关任务的试

验和现场检测应用，现场检测结果良好，应用情况如图1-图4所

示案例。

案例-钢棒多通道非接触超声在线自动探伤系统的应用

图1探伤系统整机图2动态试棒测试

图3探伤软件界面图4动态试棒检测波形

上述示范系统已在西王特钢有限公司建成，并通过试棒测试，

投入试运行，应用效果良好。

工作组还通过实验方法，对受控射流传感器中水柱长度（水

距）和探头垂直度对检测结果的影响进行了分析，如图5-图6，

提出了对检测条件、检测准备、以及检测设备的基本要求。

图5不同缺陷埋深时，水距对缺陷信号幅值的影响

图6探头偏转角度对确信幅值的影响

2）技术与经济效益分析

钢棒批量在线检测中，接触式超声方法和涡流方法发展较早，

其装备是目前的主流装备。其中涡流检测主要用于小尺寸钢棒的

检测或钢棒的表面检测，与本标准的应用范围不同。接触式超声

手动检测和自动检测标准也都较为完备，满足目前应用需求。然

而在我国钢棒生产企业的实际应用中，存在探头磨损严重、有效

运行周期短、成本高等问题，存在买得起、用不起的情况，严重

制约了钢棒企业的提质增效。

采用受控射流方法对钢棒进行检测，可有效避免探头磨损，

同时对于表面状态不十分理想的情况也可以实现有效耦合。适用

于我国钢棒生产实际情况，可降低检测成本，提升效率和覆盖度。

制定本标准对于新技术的规范和推广具有十分重要的意义，将有

利于我国钢铁产品质量的提升，也有利于我国自主高新装备的发

展。

3）预期的经济效果

制定本标准，有利于钢棒的受控射流超声自动检测技术的规

范化，有利于新型在线自动检测设备的产业化。对于提升钢棒检

测覆盖度，促进钢铁企业提质增效，同时有利于自主高新装备的

产业化。我国钢材生产企业众多，钢棒产量巨大，2020年我国棒

材产量8千余万吨，为提升产品附加值，生产企业对于成本较低

的高效检测技术和设备需求强烈，市场前景广阔。

六、与有关的现行的方针、政策、法律、法规和强制性标准的关

系

本标准与现行的方针、政策、法律、法规和强制性标准无冲

突。

七、对征求意见及重大分歧意见的处理经过和依据

该标准的编制过程中，无重大分歧意见。

八、标准水平建议，预期的社会经济效果。

在标准的制定过程中，查阅了大量的国内外有关标准及相关

文献，并无适用于钢棒受控射流超声自动检测方法的国外和国内

标准。本标准为首次提出。

制定钢棒受控射流超声自动检测标准具有必要性，为降低钢

棒在线检测成本、提升检测覆盖度、提升我国钢材产品质量提