本文件描述了利用磁致伸缩、压电超声、电磁超声、激光超声等多种超声导波对被检构件检测的通用方法。本文件适用于管材、棒材、板材、线材（含绳、索）、型材等横截面几何形状规则的弹性固体结构件的超声导波检测。

ICS19.100
CCSJ 04
中华人民共和国国家标准
GB/T31211.1—2024
代替GB/T
31211—2014
无损检测
超声导波检测
第 1部分：总则　
Non-destructive testingUltrasonic guided-wave testingPart1:Generalprinciple
2024-04-25发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-04-25实施
规范性引用文件
术语和定义
检测原理
安全要求
人员资格
通用检测工艺规程
检测系统
检测程序
检测结果评价和处理
检测记录与报告
附录A（资料性）超声导波检测技术的推荐目
附录B（资料性）
管材和板材构件的频散曲线与波结构分析GB/T31211.1—2024
GB/T31211.1—2024
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T31211《无损检测
超声导波检测》的第1部分。GB/T31211已经发布了以下部分：
第1部分：总则；
一第2部分：磁致伸缩法。
本文件代替GB/T31211一2014《无损检测超声导波总则》，与GB/T31211一2014相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：更改了部分术语和定义（见第3章，2014年版的第3章）；a)
更改了检测原理（见4.1，2014年版的第4章）；增加了超声导波检测技术分类（见4.2）；c
删除了超声导波检测的优点及特点、局限性（见2014年版的第4章）；d)
更改了安全要求（见第5章，2014年版的第5章）；更改了通用检测工艺规程（见第7章，2014年版的7.1）；更改了检测仪器系统（见8.1,2014年版的8.1）；更改了超声导波传感器（见8.2，2014年版的8.3）；增加了检测仪功能分类（见8.3.1)；更改了试样（见8.4，2014年版的8.7）；k)
更改了检测设备维护与核查（见8.5，2014年版的8.8）；1)
删除了检测条件确定（见2014年版的9.1.4)；增加了导波检测模态与频率的选择（见9.2)；m)
更改了检测实施（见9.5，2014年版的9.4)；增加了对比检测（见9.6)；
p）更改了不可接受信号的处理（见10.2.4,2014年版的10.2.4)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国无损检测标准化技术委员会(SAC/TC56)提出并归口。本文件起草单位：中国特种设备检测研究院、华中科技大学、浙江大学、上海材料研究所有限公司、湖南省特种设备检验检测研究院、杭州浙达精益机电技术股份有限公司、中特检云智安全科技（嘉兴）有限公司、北京科海恒生科技有限公司、山东瑞祥模具有限公司、山东科捷工程检测有限公司、安徽华夏高科技开发有限责任公司。
本文件主要起草人：沈功田、郑阳、唐志峰、丁杰、武新军、胡斌、彭小兰、张君娇、李素军、王俊杰、李光海、高广兴、吕福在、张鹏飞、段庆儒、魏忠瑞、段元锋、史明澄、陈会明、梁玉梅、李寰。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：-2014年首次发布为GB/T31211—2014；一本次为第一次修订，文件号变更为GB/T31211.1一2024。Ⅲ
GB/T31211.1—2024
超声导波检测技术作为无损检测的重要组成部分，广泛应用于石油、化工、电力、海洋工程、交通等领域的管道、轨道、板壳等波导类结构内外缺陷的检测，在带包覆层和隐蔽遮挡等结构不可达区域检测中具有突出优势，且单次检测距离长、工作效率高，为保障设备安全运行提供重要技术手段。超声导波检测技术包含磁致伸缩、压电超声、电磁超声、激光超声等多种方法。建立超声导波检测的总则，有利于超声导波各具体检测方法的规范开展。GB/T31211拟由两个部分构成。第1部分：总则。目的在于规定超声导波对管材、棒材、板材、线材、型材等横截面儿何形状规则的结构件进行检测的总体要求。一一第2部分：磁致伸缩法。目的在于规定用于快速发现构件中存在截面损失的磁致伸缩超声导波检测的具体要求。
本文件是GB/T31211的第1部分，对超声导波检测的总体要求进行规范。本次对GB/T31211一2014进行修订，建立GB/T31211超声导波检测标准体系，明确了超声导波检测通用的技术要求，发挥基础性支撑作用，有利于促进超声导波检测技术的推广应用。IV
1范围
无损检测超声导波检测
第1部分：总则
GB/T31211.1—2024免费标准bzxz.net
本文件描述了利用磁致伸缩、压电超声、电磁超声、激光超声等多种超声导波对被检构件检测的通用方法。
本文件适用于管材、棒材、板材、线材（含绳、索）、型材等横截面几何形状规则的弹性固体结构件的超声导波检测。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T9445
GB/T12604.1
无损检测人员资格鉴定与认证
无损检测术语超声检测
GB/T20737无损检测通用术语和定义3术语和定义
GB/T12604.1和GB/T20737界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
waveguide
定向引导特定频率超声波的结构件。注：如细棒材、管材或薄板等。当其壁厚与波长接近时，则纵波和横波受边界条件的影响，不按原来的模式传播，而是按照特定的形式传播。
超声导波ultrasonicguidedwave沿着波导（3.1)结构表面或内部按特定导波模态(3.6)传播的超声波3.3
dispersion
波速随频率变化的现象。
频散方程
dispersive equation
根据特定边界条件、满足弹性动力学特解的方程，反映了波速与频率的关系。3.5
频散曲线
dispersioncurve
求解频散方程（3.4）得到的波速与频率的关系曲线。注：频散曲线的横坐标表示频厚积、频率、波长或波数，纵坐标表示群速度或相速度。GB/T
31211.1—2024
导波模态guidedwavemodes
由波导(3.1)的几何形状、边界条件和介质性质等因素决定的导波在传播过程中的特定运动形式。3.7
Jstructureofwave
波结构
对同一导波模态（3.6)某一频率下导波传递过程中的质点位移或应力在构件中的分布状态。3.8
productoffrequencyandthickness频厚积
导波激励频率与波导(3.1)厚度的乘积。3.9
水平剪切导波
horizontal shear guided wave在薄板类结构中，振动方向垂直于波的传播方向且平行于板上下表面的超声导波（3.2）。3.10
截面损失
cross sectional area loss
被检构件缺陷处横截面减少的面积。3.11
截面损失率
ratioof cross sectionalarealoss被检构件截面损失（3.10）与其公称截面面积的比值。4检测原理
检测基本原理
根据被检构件特征，采用一定的方式在构件中激励出沿构件传播的导波，当该导波遇到缺陷时，产生反射或透射波，采用接收传感器接收到该波信号，通过分析该波信号特征或传播时间，即实现对缺陷位置或大小的判别。以管道检测为例，图1为超声导波检测原理示意图。3
标引序号说明：
1——激励传感器：
2——接收传感器；
3—弹性波；
4缺陷。
图1超声导波检测原理示意图
2方法分类
根据超声导波产生与接收的物理原理，分为以下类别：磁致伸缩超声导波技术；
一压电超声导波技术；
一电磁超声导波技术；
激光超声导波技术。
按传感器布置方式，分为以下类别：反射式；
一一透射式。
GB/T31211.1—2024
上述不同的检测技术具有不同的适用对象和特点，常见检测对象的检测方法选择见附录A。4.3检测时机
超声导波检测在以下阶段实施：材料或构件制造及安装过程的检测，包括最终验证试验；-构件投入使用后的在役检测；
一构件运行过程中的在线检测和监测。5安全要求
使用本文件的用户应在检测前建立安全准则。检测过程中的安全要求应至少包括以下要素：在实施检测前，对检测过程中伤害检测人员的各种危险源加以辨识，并对检测人员进行培训和a）
采取必要的保护措施；
检测人员遵守被检构件现场的安全要求，根据检测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴有关防b)
护设备；
c）若有要求，使用的电子仪器具有防爆功能；d）在进行在线检测时，制定特别的安全措施；e
在封闭空间内进行操作时，辨识氧气含量等相应因素，采取必要的保护措施：f
在高空进行操作时，辨识人员、检测设备器材坠落等因素，采取必要的保护措施：在极端环境下进行操作时，如低温、高温等条件下，辨识人员冻伤、烫伤、中暑等因素，采取必要g
的保护措施，
6人员资格
采用本文件进行检测的人员，应具备超声导波方面的基础知识，并按GB/T9445的要求或有关主管部门的规定取得相应无损检测人员资格鉴定机构颁发或认可的超声检测等级资格证书，从事相应资格等级规定的检测工作。
7通用检测工艺规程
从事超声导波检测的单位应按本文件的要求制定通用检测工艺规程，其内容应至少包括以下要素：a）适用范围；
b）引用标准、法规；
c）检测人员资格；
检测仪器设备，如传感器、传感器夹具、信号线、电缆线、仪器主机、检测数据采集和分析软件等；
被检构件的信息，如几何形状与尺寸、材质、设计与运行参数：e)
检测覆盖范围及传感器型号；
GB/T31211.1—2024
被检构件表面状态及传感器安装方式；检测时机；
对比试样及距离-幅度曲线；
检测过程和数据分析解释；
检测结果的评定；
检测记录、报告和资料存档；
工艺规程的编制、审核和批准人员；编制日期。
8检测系统
8.1检测系统构成
超声导波检测系统构成见图2。根据被检构件计算频散曲线，选择导波模态和激励信号频率；计算机根据计算结果控制信号发生单元，产生所需频率的信号源，经功率放大单元放大后驱动传感器产生所需模态的导波，并在被检构件内传播；传感器接收到导波在构件内传播遇到腐蚀等缺陷时产生的反射回波；放大器将传感器接收到的信号放大后通过模数转换输入计算机，计算机进行信号分析处理后，得到检测信号波形及结果。
激励单元
传感器
8.2超声导波传感器
8.2.1传感器分类
功放单元
放大器
信导发生单元
模数转换
信号处理单元
图2超声导波检测系统构成
频散曲线计算软件
计算机
8.2.1.1按传感器产生超声导波的工作原理分类，传感器分为以下类型：磁致伸缩式；
压电式：
电磁超声式：
激光超声式。
8.2.1.2按传感器与被检构件的接触方式不同，传感器分为以下类型：接触式，包括干耦合式、黏结式；非接触式。
8.2.1.3按传感器激励与接收的导波模态分类，传感器分为以下类型：柱状导波，包含扭转模态T(m,n)、纵向模态L(m,n)、弯曲模态F(m,n);注：m代表模态的族数，n代表圆周阶数。兰姆波，包含对称模态S、反对称模态A；水平剪切导波，包含水平剪切模态SH。信号采集
分析软件
传感器选择
选择传感器应辨识以下因素：
构件的材料特性，如是否导电或导磁等；构件的几何形状，如管材、板材、棒材、线材、型材等：构件的外部状况，如表面可接近状况、包覆层材料等；-构件的工作环境状况，如工作温度、工作介质和承载状态等；-检测目的和检测缺陷的类型等。根据不同的适用对象和特点，常见对象的传感器选择见附录A。8.3检测仪
8.3.1检测仪功能分类
GB/T31211.1—2024
检测仪包含激励单元、信号处理单元、上位机（计算机)、信号采集与分析软件等根据超声导波传感器与仪器通道数，检测仪分为以下类型：单通道检测仪；
一多通道检测仪；
一阵列检测仪。
根据超声导波检测信号扫查与分析方式，检测仪功能分为以下类型：-A型脉冲检测功能；
B扫查成像检测功能
仪器应具有A扫描显示功能，宜具有B扫描显示功能。A型脉冲检测功能，是一种显示导波在长距离被检构件中传播历程的检测仪器。仪器的波形显示界面显示超声导波的时域波形信号，即信号幅值(纵坐标)与传播时间或距离(横坐标)的关系曲线。B扫查成像检测功能，是一种可显示扫查方向上的不同位置处导波传播历程的检测仪器。仪器的显示界面显示二维图像信号，纵坐标表示传感器在被检构件扫查方向的位置，横坐标表示导波的传播时间或传播距离，云图的颜色深度表示信号幅值大小。对于平板检测，传感器扫查方向为平板的宽度方向(O-Y)，导波的传播方向为(O-X)，见图3。对于管道检测，若传感器扫查方向为圆周(0)方向，导波的传播方向为(O-Z）方向；若传感器扫查方向为长度(O-Z）方向，导波（周向导波)的传播方向为圆周（θ）方向，见图4。
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