GB/T 40730-2021
無損檢測 電磁超聲脈沖回波式測厚方法
Non-destructive testing—Measuring thickness by electromagnetic ultrasonic pulse-echo
GBT40730-2021, GB40730-2021
標準核心內容解析
電磁超聲測厚技術原理
基于電磁超聲換能器的電-磁-聲耦合機制：
- 激發過程：交變電流→動態磁場+渦流→洛倫茲力/磁致伸縮力→超聲振動
- 接收過程：超聲振動→感應電動勢→電信號轉換
測厚模式對比
| 模式類型 | 適用場景 | 精度優勢 | 計算公式 |
|---|---|---|---|
| 一次脈沖回波 | 常規厚度測量 | ±0.1mm | d=v×Δt/2 |
| 多次脈沖回波 | 薄壁件測量 | ±0.05mm | d=v×Δt/2 |
| 超聲共振 | 特殊材料測量 | ±0.02mm | d=nv/2fn |
溫度適應性關鍵技術
溫度分區與解決方案
- 超高溫(≥350℃)：采用耐高溫電磁鐵式探頭，工作時限≤15分鐘
- 低溫(-50~0℃)：預冷處理避免冷凝，磁鐵選用釤鈷材質
- 聲速補償：必須使用附錄B的溫度-聲速表進行實時修正
應用案例：電站鍋爐管壁監測
某超臨界機組在580℃工況下，采用EMAT-800HT探頭配合共振測厚模式，實現±0.3mm測量精度，較傳統超聲方法提升40%
設備選型指南
探頭頻率選擇矩陣
| 材料類型 | 厚度范圍 | 推薦頻率 |
|---|---|---|
| 細晶材料 | ≤0.5mm | >20MHz |
| 1.5-20mm | 4-10MHz | |
| >200mm | <2MHz | |
| 粗晶材料 | 20-50mm | 3-5MHz |
| >50mm | ≤5MHz |
系統配置建議
- 易燃環境：選擇防爆型雙模式測厚儀（激發電壓≤200V）
- 自動化檢測：配備編碼器的掃查系統（定位精度±0.5mm）
測量不確定度控制
主要影響因素
- A類因素：聲速波動（高溫下可達±3%）
- B類因素：探頭提離（每增加1mm誤差增加0.8%）
- C類因素：表面粗糙度（Ra>6.3μm需打磨）
優化措施
- 采用附錄C方法建立材料專屬聲速曲線
- 高溫測量時使用接觸力保持裝置
- 對鐵磁性覆蓋層進行厚度補償
標準實施建議
檢測流程優化
- 前期準備：確認材料電磁特性（電導率＞1MS/m）
- 現場校準：使用同材質試塊（溫度誤差±5℃）
- 數據記錄：必須包含環境溫度、探頭型號、聲速值
典型問題處理
- 信號微弱：切換至電磁鐵模式，增加激勵電流
- 讀數波動：采用10次平均，檢查磁鐵吸附穩定性
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- 標準號
- GB/T 40730-2021
- 別名
- GBT40730-2021
GB40730-2021 - 發布
- 2021年
- 總頁數
- 28頁
- 發布單位
- 國家質檢總局
- 當前最新
- GB/T 40730-2021
- 引用標準
- GB/T 12604.1 GB/T 27418 GB/T 34885 GB/T 9445
- 本體
- 超聲波
本文件規定了使用電磁超聲換能器激勵和接收超聲進行材料厚度測量的方法。 本文件適用于溫度范圍在-196 ℃ ~800 ℃ 之間的鋼材、有色金屬及其他采用電磁超聲換能器激發超聲的材料的測量。
GB/T 40730-2021 中提到的儀器設備
| 電磁超聲測厚儀 數字直讀式 | 直接顯示被測材料厚度的測厚儀。 |
| 電磁鐵式電磁超聲測厚儀 | 一種支持電磁鐵式探頭的測厚儀。 |