《型钢缺陷检测 第6部分 相控阵超声法》编制说明

中国材料与试验团体标准

型钢缺陷检测第3部分相控阵超声法编制说明

一、标准编制说明内容

1、工作简要过程，来源、主要参加单位和工作组成员等

在现代社会的发展中，型钢主要用于工业建筑、桥梁、重型设备、高速公路、舰船骨架、

矿山支护、地基处理和堤坝工程、各种机器构件等，而且应用广泛、需求量不断增大。型钢

的内部质量直接影响使用的可靠性和安全性。因此，各行业领域对型钢的质量要求日益严格。

如何控制型钢的内部质量是一个极其重要的问题。而针对型钢内部质量检测，目前国内没有

型钢相控阵超声检测方法标准。

2022年8月，标准起草工作组根据标准验证试验方案。在钢研纳克检测技术股份有限

公司、南京迪威尔高端制造股份有限公司、上海珉瑞教育科技有限公司等单位开展标准验证

试验，并于2022年9月形成了标准征求意见稿初稿。由于疫情原因，工作组成员再次通过

线上视频会议方式沟通对标准征求意见稿初稿进行了讨论及审查，经过反复讨论、多次协商，

完成了标准征求意见稿和编制说明，报全国无损检测标准化技术委员会秘书处。

②主要参加单位和工作组成员

主要参加单位和工作组成员有：钢研纳克检测技术股份有限公司齐英豪、张建卫、张广

新；南京迪威尔高端制造股份有限公司陈昌华、徐正茂、陈庆勇、时飞扬、胡家豪；汕头超

声电子股份有限公司付汝龙、杨贵德、高宇豪；上海珉瑞教育科技有限公司丁伟臣。

所做的工作：齐英豪负责全面策划和文字编辑，齐英豪、张广新、徐正茂、陈庆勇、时

飞扬、胡家豪、付汝龙、杨贵德、高宇豪负责资料汇总、实验及检测程序，张建卫、陈昌华、

丁伟臣负责方案设计及标准审核。

2、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

相控阵超声检测灵活、快速，可根据检测要求采用不同的扫查方式就可以检测不同的部

件。同时采用了声束的角度扫描和动态聚焦等技术,极大提高了检测效率和灵敏度,且可满足

复杂结构检测的需求,而且由于探伤图像可视化,因此具有实时检出和评定缺陷的优点。此

外，相控阵检测用电子扫查代替机械扫查，既减少了磨损，同时也增加了系统的可靠性。

超声相控阵检测技术作为一种高速、精确的探伤方法，可以广泛运用于型钢等材料的检

测,该技术在冶金、机械、航空航天等工业无损检测领域具有良好的应用前景。

2）制修订标准的原则

①制修订标准的依据或理由

相控阵超声波探伤仪可靠性高，稳定性好，可以客观的采集和存储数据，并对采集到的

数据实时处理或后处理，对信号进行时地域、频域或图像分析，还可通过模式识别对工件质

1

量进行分级，减少人为因素影响，提高了检索的可靠性和稳定性。企业在加工或生产过程中

就可以缩减很大的成本，不需要再增加大量质检人员，还能及时快速发现不良品质问题，节

省企业人力物力成本。

型钢相控阵超声法是一种重要的无损检测方法，然而一直以来在我国并未得到充分重视

和纳入规范认证体系，相关型钢相控阵超声法的方法标准也较少见。

本标准统一了型钢相控阵超声检测的条件和要求，规范了检测设备、内部状况、检测步

骤系统的设置与校准、验收等级和检测报告，为确保检测结果的科学、准确、有效提供了指

导。本标准填补了型钢相控阵超声检测的技术空白。

②制修订标准的原则

遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出、及时修订、不断完善”的标准编制

原则，并与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合，统筹推进。

在确定本标准主要内容时，综合考虑生产企业的使用习惯和用户的利益，寻求最大的经

济、社会效益，充分体现了标准在技术上的先进性和技术上的合理性。

本标准的起草宗旨：在符合适用性的前提下，尽量降低标准的各项要求、简化方法过程，

从而达到降低生产成本的目的。

本标准在结构编写和内容编排等方面依据GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准

的结构和编写》进行编写。

在本标准起草过程中，主要参考了GB/T32563-2016《无损检测超声检测相控阵超声

检测方法》、BSEN10306：2002《带平行翼缘的H钢梁和IPE钢梁的超声波检验》。

3、采用国际标准和国外先进标准的项目

本标准为自主起草。国内外尚未有类似的标准，故本标准未采用国际标准或国外先进标

准。本标准水平为国际先进水平。

本标准与相关国际＼国外＼国家＼行业＼地方＼团体标准主要参数对比表

标准号本标准NB/T47013.15

型钢缺陷检测第6部分相控阵超声法《承压设备无损检测第15部分：相控阵超

标准名

声检测》

称

≥6mm热轧型钢承压设备生产和使用过程中金属材料制原

范围

材料、零部件和焊接接头

根据设定的延迟法则激发相控阵阵列探头根据设定的延迟法则激发相控阵阵列探头

各独立压电晶片（阵元），合成声束并实现各独立压电晶片（阵元），合成声束并实现

原理声束的移动、偏转和聚焦等功能，再按一定声束的移动、偏转和聚焦等功能，再按一定

的延迟法则接收超声信号并以图像的方式的延迟法则接收超声信号并以图像的方式

显示被检对象内部状态显示被检对象内部状态

制样要生产和使用

生产和使用

求

试验条常规

常规

件

仪器设相控阵超声相控阵超声

2

备

试剂材耦合剂，钢

耦合剂，钢

料

试验方相控阵检测

相控阵检测

法

试验结与当量人工伤对比

与当量人工伤对比

果

试验有按等级

效性判按等级

断

4、标准主要内容（包括牌号、成分、性能指标、型号、各种参数、

公式、试验方法、检验规则等）确定的论据（包括试验、验证、统

计数据等），修订标准时，应列有新旧标准的对比分析。

4.1检测要求

a)被检型钢表面应平整、光滑，不应有液滴、油污、腐蚀和其他污染物或任何其他引

起耦合失效，阻碍探头自由移动及引起判断错误的物质。

b)被检型钢内部组织不应在检测时产生影响检测的干扰回波。

c)检测场地应避开强光、强磁场、强振动、腐蚀性气体、严重粉尘等影响超声波探伤

仪稳定性和检测人员可靠观察的因素。

4.2检测温度

a）采用常规探头和耦合剂时，工件的内部温度范围为0℃~60℃。

b）系统校准与实际检测间的温度差应控制在±14℃之内。

c）若检测过程中工件温度变化超出上述范围，应评价温度变化对检测结果的影响。

d）若检测前发现工件温度超出上述范围，应通过实验验证设备的适用性，同时验证检

测的可操作性和可靠性。

4.3对比试块

4.3.1对比试块材质、声学性能应与被检测工件相同或相似，并应保证内部不存在影响检测

的缺陷。

4.3.2对比试块应进行定期校验。

4.3.3检测厚度不大于20mm的型钢时，可采用如图1所示的阶梯平底试块。

单位为毫米

3

图1阶梯平底试块

4.3.4检测厚度大于20mm时，可采用如图2所示的平底孔试块。对比试块形状和尺寸应符

合图2和表1的规定，对比试块人工反射体为Φ5mm平底孔，反射体个数至少为3个。

表1平底孔试块尺寸

单位为毫米

试块最小宽

试块编号检测厚度t检测面到平底孔距离S试块厚度T

度b

1>20~4010、20、304040

2>20~4015、30、456040

3>60~10015、30、45、60、8010040

4>100~15015、30、45、60、80、100、120、14015060

注1:检测厚度大于40mm时，试块可用厚代薄。

注2:为减轻单个试块尺寸和重量，声学性能相同或相似的试块上的平底孔可加工在不同厚度

试块上。

单位为毫米

4

说明:

T——试块厚度;

S——检测面到平底孔的距离;

B——试块宽度。

图2平底孔对比试块

4.3.5对比试块也可选取被检工件部分制作。如图3所示，对比试块形状和人工伤类型应符

合图4的规定，对比试块人工伤为Φ5mm平底孔（FBH）和Φ1.8mm横孔(SDH)构成，平

底孔至少3个，分别为T/4、T/2、3T/4深，横孔至少3个，分别为皮下2mm，T/2、3T/4

深。FBH1距端部10mm，FBH1、FBH2、FBH3相距40mm，SDH2居于中心位置，其它两

个与SDH2相距40mm。

单位为毫米

图3H型钢对比试块

4.4验收等级

H型钢的质量分级见表2和表3。在具体进行质量分级时，表2和表3应独立使用。

表2H型钢质量分级

最大允许单个缺陷的指示长在检测面积内最大允许存在

最大可允许单个

度或宽度a的缺陷面积百分比，%

质量等级缺陷的指示面积，

任意1m2的整个检测面

宽度，mm长度，mmmm2

检测面积内积内

1815500105

210251000105

320503000105

4201006000105

a长度或宽度方向缺陷应同时考虑，并以等级较低的为准

5

表3H型钢两侧检测区域质量分级a

最大允许单个缺陷的最大允许单个缺陷的最大可允许单个缺陷

质量等级

指示宽度，mm指示长度，mm的指示面积，mm2

11050500

220701500

aH型钢两侧检测区域按9.1a）要求

5、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。

相控阵探头是由几十上百个微型压电晶片组成，构成一个换能器阵列。各阵元使用不

同的激励时间（或相位），从而达到声波的聚焦、调焦（动态聚焦）和波束偏转扫描等。这

些参量可以人为控制、调整和处理，而也正是如此，相控阵检测的这些特性也就是比其他超

声检测方法有优势的地方。

本项目采用团体标准，基于型钢内部缺陷的相控阵超声检测方法更为合理地应用。为了

验证本标准在国内实施的适用性，标准起草小组进行相关试验验证。

本项目编写符合GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草

规则》和GB/T20001.4《标准编写规则第4部分：试验方法标准》中有关规定。本项目制订

后有助于国内各个行业从事无损检测领域的工作者规范合理使用型钢内部缺陷的相控阵超

声检测方法。并为冶金、机械行业钢型钢内部质量相控阵超声检测的科学、准确提供了有效

指导。本标准填补了国内型钢相控阵超声检测的技术空白。

本标准的实施主体为厂家、用户及有关的检测机构等

本标准发布后，有利于把握产品质量，将会给全球带来良好的社会效益和一定的经济效

益。

6、与有关的现行的方针、政策、法律、法规和强制性标准的关系。

本标准与我国的现行法律、法规和强制性国家标准没有冲突。

7、对征求意见及重大分歧意见的处理经过和依据。

本标准制定过程中，尚无出现未采纳的重大分歧意见。

8、标准水平建议，预期的社会经济效果。

在现代社会的发展中，型钢涉及工业建筑、桥梁、重型设备、高速公路、舰船骨架、矿

山支护、地基处理和堤坝工程、各种机器构件等，而且使用范围、需求量不断增大，其内部

质量直接影响其性能，受到各个冶金材料行业的普遍关注。

本标准将为型钢生产企业的产品检测提供指导和质量保证。越来越多的企业对型钢产品

6

的质量要求比较苛刻，本标准的建立和实施将对型钢内部质量检测发挥积极促进作用。

可以在竞争激烈的市场中使用小的成本得到较大的收益，做到降本增效的作用，使公司更上

一个新的台阶。

9、贯彻标准的要求和措施建议（包括组织措施、技术措施、过渡办

法等内容），根据国家经济、技术政策需要和该标准涉及的产品的技

术改造难度等因素提出标准的实施日期的建议。

项目总的研究期限为6个月

2022年9-10月：完成标准的征求意见工作，并形成送审稿。

2022年11-12月：召开标准审定会。

2023年1-2月：形成标准报批稿。

10、废止有关标准的建议。

无

11、标准涉及专利情况说明，包括：

无

12、重要内容的解释和其它应予说明的事项。

无

7

中国材料与试验团体标准

型钢缺陷检测第3部分相控阵超声法编制说明

一、标准编制说明内容

1、工作简要过程，来源、主要参加单位和工作组成员等

在现代社会的发展中，型钢主要用于工业建筑、桥梁、重型设备、高速公路、舰船骨架、

矿山支护、地基处理和堤坝工程、各种机器构件等，而且应用广泛、需求量不断增大。型钢

的内部质量直接影响使用的可靠性和安全性。因此，各行业领域对型钢的质量要求日益严格。

如何控制型钢的内部质量是一个极其重要的问题。而针对型钢内部质量检测，目前国内没有

型钢相控阵超声检测方法标准。

2022年8月，标准起草工作组根据标准验证试验方案。在钢研纳克检测技术股份有限

公司、南京迪威尔高端制造股份有限公司、上海珉瑞教育科技有限公司等单位开展标准验证

试验，并于2022年9月形成了标准征求意见稿初稿。由于疫情原因，工作组成员再次通过

线上视频会议方式沟通对标准征求意见稿初稿进行了讨论及审查，经过反复讨论、多次协商，

完成了标准征求意见稿和编制说明，报全国无损检测标准化技术委员会秘书处。

②主要参加单位和工作组成员

主要参加单位和工作组成员有：钢研纳克检测技术股份有限公司齐英豪、张建卫、张广

新；南京迪威尔高端制造股份有限公司陈昌华、徐正茂、陈庆勇、时飞扬、胡家豪；汕头超

声电子股份有限公司付汝龙、杨贵德、高宇豪；上海珉瑞教育科技有限公司丁伟臣。

所做的工作：齐英豪负责全面策划和文字编辑，齐英豪、张广新、徐正茂、陈庆勇、时

飞扬、胡家豪、付汝龙、杨贵德、高宇豪负责资料汇总、实验及检测程序，张建卫、陈昌华、

丁伟臣负责方案设计及标准审核。

2、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

相控阵超声检测灵活、快速，可根据检测要求采用不同的扫查方式就可以检测不同的部

件。同时采用了声束的角度扫描和动态聚焦等技术,极大提高了检测效率和灵敏度,且可满足

复杂结构检测的需求,而且由于探伤图像可视化,因此具有实时检出和评定缺陷的优点。此

外，相控阵检测用电子扫查代替机械扫查，既减少了磨损，同时也增加了系统的可靠性。

超声相控阵检测技术作为一种高速、精确的探伤方法，可以广泛运用于型钢等材料的检

测,该技术在冶金、机械、航空航天等工业无损检测领域具有良好的应用前景。

2）制修订标准的原则

①制修订标准的依据或理由

相控阵超声波探伤仪可靠性高，稳定性好，可以客观的采集和存储数据，并对采集到的

数据实时处理或后处理，对信号进行时地域、频域或图像分析，还可通过模式识别对工件质

1

量进行分级，减少人为因素影响，提高了检索的可靠性和稳定性。企业在加工或生产过程中

就可以缩减很大的成本，不需要再增加大量质检人员，还能及时快速发现不良品质问题，节

省企业人力物力成本。

型钢相控阵超声法是一种重要的无损检测方法，然而一直以来在我国并未得到充分重视

和纳入规范认证体系，相关型钢相控阵超声法的方法标准也较少见。

本标准统一了型钢相控阵超声检测的条件和要求，规范了检测设备、内部状况、检测步

骤系统的设置与校准、验收等级和检测报告，为确保检测结果的科学、准确、有效提供了指

导。本标准填补了型钢相控阵超声检测的技术空白。

②制修订标准的原则

遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出、及时修订、不断完善”的标准编制

原则，并与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合，统筹推进。

在确定本标准主要内容时，综合考虑生产企业的使用习惯和用户的利益，寻求最大的经

济、社会效益，充分体现了标准在技术上的先进性和技术上的合理性。

本标准的起草宗旨：在符合适用性的前提下，尽量降低标准的各项要求、简化方法过程，

从而达到降低生产成本的目的。

本标准在结构编写和内容编排等方面依据GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准

的结构和编写》进行编写。

在本标准起草过程中，主要参考了GB/T32563-2016《无损检测超声检测相控阵