《型鋼缺陷檢測 第6部分 相控陣超聲法》編制說明

中國材料與試驗團體標準

型鋼缺陷檢測第3部分相控陣超聲法編制說明

一、標準編制說明內(nèi)容

1、工作簡要過程，來源、主要參加單位和工作組成員等

在現(xiàn)代社會的發(fā)展中，型鋼主要用于工業(yè)建筑、橋梁、重型設(shè)備、高速公路、艦船骨架、

礦山支護、地基處理和堤壩工程、各種機器構(gòu)件等，而且應(yīng)用廣泛、需求量不斷增大。型鋼

的內(nèi)部質(zhì)量直接影響使用的可靠性和安全性。因此，各行業(yè)領(lǐng)域?qū)π弯摰馁|(zhì)量要求日益嚴格。

如何控制型鋼的內(nèi)部質(zhì)量是一個極其重要的問題。而針對型鋼內(nèi)部質(zhì)量檢測，目前國內(nèi)沒有

型鋼相控陣超聲檢測方法標準。

2022年8月，標準起草工作組根據(jù)標準驗證試驗方案。在鋼研納克檢測技術(shù)股份有限

公司、南京迪威爾高端制造股份有限公司、上海珉瑞教育科技有限公司等單位開展標準驗證

試驗，并于2022年9月形成了標準征求意見稿初稿。由于疫情原因，工作組成員再次通過

線上視頻會議方式溝通對標準征求意見稿初稿進行了討論及審查，經(jīng)過反復(fù)討論、多次協(xié)商，

完成了標準征求意見稿和編制說明，報全國無損檢測標準化技術(shù)委員會秘書處。

②主要參加單位和工作組成員

主要參加單位和工作組成員有：鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司齊英豪、張建衛(wèi)、張廣

新；南京迪威爾高端制造股份有限公司陳昌華、徐正茂、陳慶勇、時飛揚、胡家豪；汕頭超

聲電子股份有限公司付汝龍、楊貴德、高宇豪；上海珉瑞教育科技有限公司丁偉臣。

所做的工作：齊英豪負責全面策劃和文字編輯，齊英豪、張廣新、徐正茂、陳慶勇、時

飛揚、胡家豪、付汝龍、楊貴德、高宇豪負責資料匯總、實驗及檢測程序，張建衛(wèi)、陳昌華、

丁偉臣負責方案設(shè)計及標準審核。

2、標準化對象簡要情況及制修訂標準的原則

1）標準化對象簡要情況

相控陣超聲檢測靈活、快速，可根據(jù)檢測要求采用不同的掃查方式就可以檢測不同的部

件。同時采用了聲束的角度掃描和動態(tài)聚焦等技術(shù),極大提高了檢測效率和靈敏度,且可滿足

復(fù)雜結(jié)構(gòu)檢測的需求,而且由于探傷圖像可視化,因此具有實時檢出和評定缺陷的優(yōu)點。此

外，相控陣檢測用電子掃查代替機械掃查，既減少了磨損，同時也增加了系統(tǒng)的可靠性。

超聲相控陣檢測技術(shù)作為一種高速、精確的探傷方法，可以廣泛運用于型鋼等材料的檢

測,該技術(shù)在冶金、機械、航空航天等工業(yè)無損檢測領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

2）制修訂標準的原則

①制修訂標準的依據(jù)或理由

相控陣超聲波探傷儀可靠性高，穩(wěn)定性好，可以客觀的采集和存儲數(shù)據(jù)，并對采集到的

數(shù)據(jù)實時處理或后處理，對信號進行時地域、頻域或圖像分析，還可通過模式識別對工件質(zhì)

1

量進行分級，減少人為因素影響，提高了檢索的可靠性和穩(wěn)定性。企業(yè)在加工或生產(chǎn)過程中

就可以縮減很大的成本，不需要再增加大量質(zhì)檢人員，還能及時快速發(fā)現(xiàn)不良品質(zhì)問題，節(jié)

省企業(yè)人力物力成本。

型鋼相控陣超聲法是一種重要的無損檢測方法，然而一直以來在我國并未得到充分重視

和納入規(guī)范認證體系，相關(guān)型鋼相控陣超聲法的方法標準也較少見。

本標準統(tǒng)一了型鋼相控陣超聲檢測的條件和要求，規(guī)范了檢測設(shè)備、內(nèi)部狀況、檢測步

驟系統(tǒng)的設(shè)置與校準、驗收等級和檢測報告，為確保檢測結(jié)果的科學、準確、有效提供了指

導(dǎo)。本標準填補了型鋼相控陣超聲檢測的技術(shù)空白。

②制修訂標準的原則

遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、不斷完善”的標準編制

原則，并與技術(shù)創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)推進、應(yīng)用推廣相結(jié)合，統(tǒng)籌推進。

在確定本標準主要內(nèi)容時，綜合考慮生產(chǎn)企業(yè)的使用習慣和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)

濟、社會效益，充分體現(xiàn)了標準在技術(shù)上的先進性和技術(shù)上的合理性。

本標準的起草宗旨：在符合適用性的前提下，盡量降低標準的各項要求、簡化方法過程，

從而達到降低生產(chǎn)成本的目的。

本標準在結(jié)構(gòu)編寫和內(nèi)容編排等方面依據(jù)GB/T1.1《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準

的結(jié)構(gòu)和編寫》進行編寫。

在本標準起草過程中，主要參考了GB/T32563-2016《無損檢測超聲檢測相控陣超聲

檢測方法》、BSEN10306：2002《帶平行翼緣的H鋼梁和IPE鋼梁的超聲波檢驗》。

3、采用國際標準和國外先進標準的項目

本標準為自主起草。國內(nèi)外尚未有類似的標準，故本標準未采用國際標準或國外先進標

準。本標準水平為國際先進水平。

本標準與相關(guān)國際＼國外＼國家＼行業(yè)＼地方＼團體標準主要參數(shù)對比表

標準號本標準NB/T47013.15

型鋼缺陷檢測第6部分相控陣超聲法《承壓設(shè)備無損檢測第15部分：相控陣超

標準名

聲檢測》

稱

≥6mm熱軋型鋼承壓設(shè)備生產(chǎn)和使用過程中金屬材料制原

范圍

材料、零部件和焊接接頭

根據(jù)設(shè)定的延遲法則激發(fā)相控陣陣列探頭根據(jù)設(shè)定的延遲法則激發(fā)相控陣陣列探頭

各獨立壓電晶片（陣元），合成聲束并實現(xiàn)各獨立壓電晶片（陣元），合成聲束并實現(xiàn)

原理聲束的移動、偏轉(zhuǎn)和聚焦等功能，再按一定聲束的移動、偏轉(zhuǎn)和聚焦等功能，再按一定

的延遲法則接收超聲信號并以圖像的方式的延遲法則接收超聲信號并以圖像的方式

顯示被檢對象內(nèi)部狀態(tài)顯示被檢對象內(nèi)部狀態(tài)

制樣要生產(chǎn)和使用

生產(chǎn)和使用

求

試驗條常規(guī)

常規(guī)

件

儀器設(shè)相控陣超聲相控陣超聲

2

備

試劑材耦合劑，鋼

耦合劑，鋼

料

試驗方相控陣檢測

相控陣檢測

法

試驗結(jié)與當量人工傷對比

與當量人工傷對比

果

試驗有按等級

效性判按等級

斷

4、標準主要內(nèi)容（包括牌號、成分、性能指標、型號、各種參數(shù)、

公式、試驗方法、檢驗規(guī)則等）確定的論據(jù)（包括試驗、驗證、統(tǒng)

計數(shù)據(jù)等），修訂標準時，應(yīng)列有新舊標準的對比分析。

4.1檢測要求

a)被檢型鋼表面應(yīng)平整、光滑，不應(yīng)有液滴、油污、腐蝕和其他污染物或任何其他引

起耦合失效，阻礙探頭自由移動及引起判斷錯誤的物質(zhì)。

b)被檢型鋼內(nèi)部組織不應(yīng)在檢測時產(chǎn)生影響檢測的干擾回波。

c)檢測場地應(yīng)避開強光、強磁場、強振動、腐蝕性氣體、嚴重粉塵等影響超聲波探傷

儀穩(wěn)定性和檢測人員可靠觀察的因素。

4.2檢測溫度

a）采用常規(guī)探頭和耦合劑時，工件的內(nèi)部溫度范圍為0℃~60℃。

b）系統(tǒng)校準與實際檢測間的溫度差應(yīng)控制在±14℃之內(nèi)。

c）若檢測過程中工件溫度變化超出上述范圍，應(yīng)評價溫度變化對檢測結(jié)果的影響。

d）若檢測前發(fā)現(xiàn)工件溫度超出上述范圍，應(yīng)通過實驗驗證設(shè)備的適用性，同時驗證檢

測的可操作性和可靠性。

4.3對比試塊

4.3.1對比試塊材質(zhì)、聲學性能應(yīng)與被檢測工件相同或相似，并應(yīng)保證內(nèi)部不存在影響檢測

的缺陷。

4.3.2對比試塊應(yīng)進行定期校驗。

4.3.3檢測厚度不大于20mm的型鋼時，可采用如圖1所示的階梯平底試塊。

單位為毫米

3

圖1階梯平底試塊

4.3.4檢測厚度大于20mm時，可采用如圖2所示的平底孔試塊。對比試塊形狀和尺寸應(yīng)符

合圖2和表1的規(guī)定，對比試塊人工反射體為Φ5mm平底孔，反射體個數(shù)至少為3個。

表1平底孔試塊尺寸

單位為毫米

試塊最小寬

試塊編號檢測厚度t檢測面到平底孔距離S試塊厚度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:檢測厚度大于40mm時，試塊可用厚代薄。

注2:為減輕單個試塊尺寸和重量，聲學性能相同或相似的試塊上的平底孔可加工在不同厚度

試塊上。

單位為毫米

4

說明:

T——試塊厚度;

S——檢測面到平底孔的距離;

B——試塊寬度。

圖2平底孔對比試塊

4.3.5對比試塊也可選取被檢工件部分制作。如圖3所示，對比試塊形狀和人工傷類型應(yīng)符

合圖4的規(guī)定，對比試塊人工傷為Φ5mm平底孔（FBH）和Φ1.8mm橫孔(SDH)構(gòu)成，平

底孔至少3個，分別為T/4、T/2、3T/4深，橫孔至少3個，分別為皮下2mm，T/2、3T/4

深。FBH1距端部10mm，F(xiàn)BH1、FBH2、FBH3相距40mm，SDH2居于中心位置，其它兩

個與SDH2相距40mm。

單位為毫米

圖3H型鋼對比試塊

4.4驗收等級

H型鋼的質(zhì)量分級見表2和表3。在具體進行質(zhì)量分級時，表2和表3應(yīng)獨立使用。

表2H型鋼質(zhì)量分級

最大允許單個缺陷的指示長在檢測面積內(nèi)最大允許存在

最大可允許單個

度或?qū)挾萢的缺陷面積百分比，%

質(zhì)量等級缺陷的指示面積，

任意1m2的整個檢測面

寬度，mm長度，mmmm2

檢測面積內(nèi)積內(nèi)

1815500105

210251000105

320503000105

4201006000105

a長度或?qū)挾确较蛉毕輵?yīng)同時考慮，并以等級較低的為準

5

表3H型鋼兩側(cè)檢測區(qū)域質(zhì)量分級a

最大允許單個缺陷的最大允許單個缺陷的最大可允許單個缺陷

質(zhì)量等級

指示寬度，mm指示長度，mm的指示面積，mm2

11050500

220701500

aH型鋼兩側(cè)檢測區(qū)域按9.1a）要求

5、主要試驗（或驗證）結(jié)果的分析、綜述報告、技術(shù)經(jīng)濟論證，預(yù)

期的經(jīng)濟效果等。

相控陣探頭是由幾十上百個微型壓電晶片組成，構(gòu)成一個換能器陣列。各陣元使用不

同的激勵時間（或相位），從而達到聲波的聚焦、調(diào)焦（動態(tài)聚焦）和波束偏轉(zhuǎn)掃描等。這

些參量可以人為控制、調(diào)整和處理，而也正是如此，相控陣檢測的這些特性也就是比其他超

聲檢測方法有優(yōu)勢的地方。

本項目采用團體標準，基于型鋼內(nèi)部缺陷的相控陣超聲檢測方法更為合理地應(yīng)用。為了

驗證本標準在國內(nèi)實施的適用性，標準起草小組進行相關(guān)試驗驗證。

本項目編寫符合GB/T1.1-2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草

規(guī)則》和GB/T20001.4《標準編寫規(guī)則第4部分：試驗方法標準》中有關(guān)規(guī)定。本項目制訂

后有助于國內(nèi)各個行業(yè)從事無損檢測領(lǐng)域的工作者規(guī)范合理使用型鋼內(nèi)部缺陷的相控陣超

聲檢測方法。并為冶金、機械行業(yè)鋼型鋼內(nèi)部質(zhì)量相控陣超聲檢測的科學、準確提供了有效

指導(dǎo)。本標準填補了國內(nèi)型鋼相控陣超聲檢測的技術(shù)空白。

本標準的實施主體為廠家、用戶及有關(guān)的檢測機構(gòu)等

本標準發(fā)布后，有利于把握產(chǎn)品質(zhì)量，將會給全球帶來良好的社會效益和一定的經(jīng)濟效

益。

6、與有關(guān)的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制性標準的關(guān)系。

本標準與我國的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性國家標準沒有沖突。

7、對征求意見及重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)。

本標準制定過程中，尚無出現(xiàn)未采納的重大分歧意見。

8、標準水平建議，預(yù)期的社會經(jīng)濟效果。

在現(xiàn)代社會的發(fā)展中，型鋼涉及工業(yè)建筑、橋梁、重型設(shè)備、高速公路、艦船骨架、礦

山支護、地基處理和堤壩工程、各種機器構(gòu)件等，而且使用范圍、需求量不斷增大，其內(nèi)部

質(zhì)量直接影響其性能，受到各個冶金材料行業(yè)的普遍關(guān)注。

本標準將為型鋼生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品檢測提供指導(dǎo)和質(zhì)量保證。越來越多的企業(yè)對型鋼產(chǎn)品

6

的質(zhì)量要求比較苛刻，本標準的建立和實施將對型鋼內(nèi)部質(zhì)量檢測發(fā)揮積極促進作用。

可以在競爭激烈的市場中使用小的成本得到較大的收益，做到降本增效的作用，使公司更上

一個新的臺階。

9、貫徹標準的要求和措施建議（包括組織措施、技術(shù)措施、過渡辦

法等內(nèi)容），根據(jù)國家經(jīng)濟、技術(shù)政策需要和該標準涉及的產(chǎn)品的技

術(shù)改造難度等因素提出標準的實施日期的建議。

項目總的研究期限為6個月

2022年9-10月：完成標準的征求意見工作，并形成送審稿。

2022年11-12月：召開標準審定會。

2023年1-2月：形成標準報批稿。

10、廢止有關(guān)標準的建議。

無

11、標準涉及專利情況說明，包括：

無

12、重要內(nèi)容的解釋和其它應(yīng)予說明的事項。

無

7

中國材料與試驗團體標準

型鋼缺陷檢測第3部分相控陣超聲法編制說明

一、標準編制說明內(nèi)容

1、工作簡要過程，來源、主要參加單位和工作組成員等

在現(xiàn)代社會的發(fā)展中，型鋼主要用于工業(yè)建筑、橋梁、重型設(shè)備、高速公路、艦船骨架、

礦山支護、地基處理和堤壩工程、各種機器構(gòu)件等，而且應(yīng)用廣泛、需求量不斷增大。型鋼

的內(nèi)部質(zhì)量直接影響使用的可靠性和安全性。因此，各行業(yè)領(lǐng)域?qū)π弯摰馁|(zhì)量要求日益嚴格。

如何控制型鋼的內(nèi)部質(zhì)量是一個極其重要的問題。而針對型鋼內(nèi)部質(zhì)量檢測，目前國內(nèi)沒有

型鋼相控陣超聲檢測方法標準。

2022年8月，標準起草工作組根據(jù)標準驗證試驗方案。在鋼研納克檢測技術(shù)股份有限

公司、南京迪威爾高端制造股份有限公司、上海珉瑞教育科技有限公司等單位開展標準驗證

試驗，并于2022年9月形成了標準征求意見稿初稿。由于疫情原因，工作組成員再次通過

線上視頻會議方式溝通對標準征求意見稿初稿進行了討論及審查，經(jīng)過反復(fù)討論、多次協(xié)商，

完成了標準征求意見稿和編制說明，報全國無損檢測標準化技術(shù)委員會秘書處。

②主要參加單位和工作組成員

主要參加單位和工作組成員有：鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司齊英豪、張建衛(wèi)、張廣

新；南京迪威爾高端制造股份有限公司陳昌華、徐正茂、陳慶勇、時飛揚、胡家豪；汕頭超

聲電子股份有限公司付汝龍、楊貴德、高宇豪；上海珉瑞教育科技有限公司丁偉臣。

所做的工作：齊英豪負責全面策劃和文字編輯，齊英豪、張廣新、徐正茂、陳慶勇、時

飛揚、胡家豪、付汝龍、楊貴德、高宇豪負責資料匯總、實驗及檢測程序，張建衛(wèi)、陳昌華、

丁偉臣負責方案設(shè)計及標準審核。

2、標準化對象簡要情況及制修訂標準的原則

1）標準化對象簡要情況

相控陣超聲檢測靈活、快速，可根據(jù)檢測要求采用不同的掃查方式就可以檢測不同的部

件。同時采用了聲束的角度掃描和動態(tài)聚焦等技術(shù),極大提高了檢測效率和靈敏度,且可滿足

復(fù)雜結(jié)構(gòu)檢測的需求,而且由于探傷圖像可視化,因此具有實時檢出和評定缺陷的優(yōu)點。此

外，相控陣檢測用電子掃查代替機械掃查，既減少了磨損，同時也增加了系統(tǒng)的可靠性。

超聲相控陣檢測技術(shù)作為一種高速、精確的探傷方法，可以廣泛運用于型鋼等材料的檢

測,該技術(shù)在冶金、機械、航空航天等工業(yè)無損檢測領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

2）制修訂標準的原則

①制修訂標準的依據(jù)或理由

相控陣超聲波探傷儀可靠性高，穩(wěn)定性好，可以客觀的采集和存儲數(shù)據(jù)，并對采集到的

數(shù)據(jù)實時處理或后處理，對信號進行時地域、頻域或圖像分析，還可通過模式識別對工件質(zhì)

1

量進行分級，減少人為因素影響，提高了檢索的可靠性和穩(wěn)定性。企業(yè)在加工或生產(chǎn)過程中

就可以縮減很大的成本，不需要再增加大量質(zhì)檢人員，還能及時快速發(fā)現(xiàn)不良品質(zhì)問題，節(jié)

省企業(yè)人力物力成本。

型鋼相控陣超聲法是一種重要的無損檢測方法，然而一直以來在我國并未得到充分重視

和納入規(guī)范認證體系，相關(guān)型鋼相控陣超聲法的方法標準也較少見。

本標準統(tǒng)一了型鋼相控陣超聲檢測的條件和要求，規(guī)范了檢測設(shè)備、內(nèi)部狀況、檢測步

驟系統(tǒng)的設(shè)置與校準、驗收等級和檢測報告，為確保檢測結(jié)果的科學、準確、有效提供了指

導(dǎo)。本標準填補了型鋼相控陣超聲檢測的技術(shù)空白。

②制修訂標準的原則

遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、不斷完善”的標準編制

原則，并與技術(shù)創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)推進、應(yīng)用推廣相結(jié)合，統(tǒng)籌推進。

在確定本標準主要內(nèi)容時，綜合考慮生產(chǎn)企業(yè)的使用習慣和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)

濟、社會效益，充分體現(xiàn)了標準在技術(shù)上的先進性和技術(shù)上的合理性。

本標準的起草宗旨：在符合適用性的前提下，盡量降低標準的各項要求、簡化方法過程，

從而達到降低生產(chǎn)成本的目的。

本標準在結(jié)構(gòu)編寫和內(nèi)容編排等方面依據(jù)GB/T1.1《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準

的結(jié)構(gòu)和編寫》進行編寫。

在本標準起草過程中，主要參考了GB/T32563-2016《無損檢測超聲檢測相控陣