ICS 19.100 J04 中华人民共和国机械行业标准 JB/T 7522—2004 代替JB/T7522—1994 无损检测 材料超声速度测量方法 Non-destructive testing--Practice for measuring ultrasonic velocity in materials 2004-06-17发布 2004-11-01实施 中华人民共和国国家发展和改革委员会发布 JB/T7522--2004 目 次 前言. II 1 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 4方法概要 5仪器设备.. 5.1检测仪器. 5.2 探头， 5.3耦合剂.. 5.4标准参考试块 6测量程序. 6.1纵波速度. 6.2横波速度. 7报告 附录A（资料性附录）材料超声速度测量的其他重要技术. A.引言.... A.2 超声仪器的特性 A.3精密示波器.. A.4电子时间标记.. A.5 超声干涉计（速度比较仪） A.6 穿过混凝土的脉冲速度 A.7 脉冲回波双晶探头方法 A.8 谐波法（零值法） A.9 相位比较法. A.10 脉冲重叠法。 A.11 脉冲回波交迭相速度法 A.12 声共振法 瞬间接触压力耦合技术 A.13 A.14 开槽杆和阶梯线技术 A.15 连续波（CW）相敏技术， A.16 测量材料声速的其他替代方法 10 A.17 透射传播-脉冲回波法. 11 A.18不依赖于厚度的速度计方法 12 附录B（资料性附录）工程材料中的声速. 附录C（资料性附录）水中超声速度随温度的变化 图1始波脉冲和7个反射回波.. 图A.1避免因视差引起误差进行的仪器设置 图A.2仪器读数设置 11 JB/T7522-—2004 表A.1对于45°人射角的Wlt,计算值 .13 表B.1工程材料中的声速... .14 表B.2一些陶瓷材料的密度和超声速度 表C.1水中超声速度随温度的变化.. 11 JB/T7522—2004 前 言 请注意本标准的某些内容有可能涉及专利。本标准的发布机构不应承担识别这些专利的责任。 本标准修改采用ASTME494-95：2001《材料超声速度测量方法》（英文版）。 本标准代替JB/T75221994《材料超声速度的测量方法》。 本标准根据ASTME494-95：2001重新起草。 考虑到我国国情，在采用ASTME494-95：2001时，本标准做了一些修改。有关技术性差异如下： a）引用了与ASTM标准相当的我国标准，而非ASTM标准： b）珊除ASTM标准的资料性附录XI。 为便于使用、本部分还做了下列编辑性修改： a）“本方法”和“本规程”一词改为“本标准"； b）插人GB/T1.1规定的引导语： c）按GB/T1.1规定对附录号和部分条号重新做了编号。 本标准与JB/T7522-1994相比，主要变化如下： 增加了术语和定义（见第3章）； 增加了方法概要（见第4章）； 修改了材料超声速度测量的其他重要技术（1994年版的附录A和附录B：本版的附录A）： 调整了工程材料中的声速（1994年版的附录C：本版的附录B）； -调整了水中超声速度随温度的变化（1994年版的附录D：本版的附录C）。 本标准的附录A、附录B和附录C为资料性附录。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56）归口。 本标准起草单位：国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器检测研究中心。 本标准主要起草人：沈功田、吴彦。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： JB/T7522—1994。 III JB/T7522—2004 无损检测材料超声速度测量方法 1范围 本标准规定了用A型脉冲反射式超声探伤仪测量材料中超声速度的测试程序。本标准描述了一种 通过与超声速度已知的参考材料进行对比测量来确定未知材料试样中超声速度的方法。 本标准测量的试样是指厚度大于或等于5mm的固体材料，其与超声波能量传播方向垂直的两个表 面之间的平行度在土3°之间，与超声探头耦合的表面要有优于3.2μm的表面粗糙度。 用其他专门研制的超声仪器、辅助设备和专项技术可获得更精确的结果。附录A中列出了测量超 声波速度的其他一些方法。 注1：包括技术、仪器、材料种类和操作人员等因素的变化都将引起绝对速度指示的变化，有时甚至会达到5%． 注2：受上述因素中单一因素影响的结果预期能更加精确（可能在1%的公差范围以内）。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的 修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/12604.1无损检测术语超声检测 JB/T9214A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能测试方法（JB/T9214—1999，neqJISZ2344: 1993) 3术语和定义 GB/T12604.1确立的术语和定义适用于本标准。 4方法概要 在固体中能够传播几个可能的振动模式。本标准涉及到两种传播速度，即纵波的速度（vi）和横波 的速度（v,）。当试样在与波束垂直方向上的几何尺寸远大于波束面积和波长时，纵波速度不受试样几 何形状的影响。横波的传播速度基本上不受试样几何尺寸的影响。该处描述的方法：仅适用于常规脉冲 反射式超声探伤仪。 51 仪器设备 本标准中采用的超声检测系统可包括以下部分。 5.1检测仪器 检测仪器是任何由时基线、发射（脉冲）装置、接受装置（回波放大器）和能产生、接受并显示超 声波电信号的A扫描显示电路组成的超声仪器。仪器应能沿A扫描时基线以土0.5mm的精度读出As、 As、A、A；（其定义见6.1.4和6.2.4）等几个位置。为了获得最佳的精度，应在能够显示至少2次，最 好是5次清晰反射回波的条件下，采用尽可能高的频率。 5.2探头 根据接触法设计用来检测的探头能产生并接收适当大小、类型和频率的超声波。直接接触纵波模式 用来测量纵波速度，直接接触横波模式用来测量横波速度。 5.3耦合剂 JB/T7522—2004 对于纵波速度测量，耦合剂应是实际使用的材料，例如，洁净的轻质油：对于横波速度测置，应该 采用高粘性的材料，如树脂或固体粘结剂。对某些材料，使用类聚丁烯、蜂密或其他高黏弹性的材料更 有效。大多数液体中，不传播横波。对多孔渗水的材料，要求采用特殊的非液态耦合剂。耦合剂不得对 材料本身有害。 5.4标准参考试块 5.4.1速度标准试块：任何已知超声波速度，能被声波穿透，且有适当的表面粗糙度、形状、序度和 平行面的材料。标准试块的声速应由其他一些更高精度的技术或与已知水的声速（参见附录A.5和附录 C）相比较来确定。参考试块应该与被测材料具有相似的衰减系数。 5.4.2水平线性测试，参见JB/T9214水平线性测定方法。 6测邀程序 6.1纵波速度 用纵波在未知材料中的传播时间与在速度标准试块（v）中的传播时间进行比较来确定纵波速度 (v))。 6.1.1选择具有两个平行表面的试块并测量其厚度，精度高于土0.02mm或0.1%。 6.1.2在每个试块上用探头测得一个信号模式（如图1所示），在可清晰分辨的条件下，尽可能使反射 回波数多，两次测量的时基（扫描线控制）必须设置成相同。 图1始波脉冲和7个反射回波 6.1.3用刻度尺或卡尺分别测量已知和未知材料试块上第一个反射回波前沿和最后一个可清晰识别的 反射回波前沿之问的时基线距离。为了获得更高的精度，可在第一个反射回波的前沿位置固定之后，调 节放大最后一个反射回波，使之与第一个反射回波的高度一致。这样能测量到更精确的时间或距离。随 后再确定最后一个反射回波前沿的位置。在任意两个反射回波之间，信号传播声程为两倍的试块厚度。 信号传播通过试块并返回到人射点称为一次完整路径。在图1中回波1和回波7之间信号通过了6次完 整路径。计算在两个被测试块上从第一个反射回波到最后-一个反射回波之间通过的完整路径次数。这个 数字比反射回波的数目少1。注意每次测到的试块厚度、完整路径次数和从第一个到最后一个回波之 间的距离不必相同。 6.1.4依下式计算未知声速值： v=（Antv)/(Ant） (1) 式中： Ak-沿A扫描显示的时基线测量到已知材料从第一个到第N个反射回波之间的距离，单位为m： n一未知材料中完整路径的次数； I一未知材料的厚度，单位为m； 已知材料中的声速，单位为m/s： A一一沿A扫描显示的时基线测量到未知材料从第一个到第N个反射回波之间的距离，单位为m： 2 JB/T7522--2004 nk——已知材料中完整路径的次数； -—已知材料的厚度，单位为m。 注：只要系统保持一致，在测量中采用什么单位并不重要。 6.2横波速度 通过比较横波在已知超声速度（v）的材料和未知材料中的传播时间来确定横波速度（v）。 6.2.1选择两个表面为平行平面的试块，并测量其厚度，精度高于土0.02mm或0.1%。 6.2.2在每个试块上用探头测得一个信号模式（如图1所示），在可清晰分辨的条件下，尽可能使反射 回波数多。两次测量的时基线（扫描线控制）必须设置成相同。 6.2.3用刻度或卡尺分别测量已知和未知材料试块上第个反射回波前沿和最后一个可清晰识别的反 射回波前沿之间的时基线距离。为了获得更高的精度，可在第一个反射回波的前沿位置固定之后，调节 放大最后一个反射回波，使之与第一个反射回波高度一致。这样能测量到更精确的时间或距离。这增加 了衰减信号中的高频成分。随后再确定最后一个反射回波前沿