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GB／T 11344-2021 无损检测 超声测厚.pdf

常见的工程材料声速值参见表A.1

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附录A （资料性） 常见工程应用材料的超声声读

某40MN型成型挤压机安装施工组织设计方案表A.1常见工程应用材料的超声声速表

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表A.1常见工程应用材料的超声声速表（续）

容器和管道等部件的腐蚀可能由不同的机理引起。表B.1给出了不同腐蚀机理产生的腐蚀形貌， 和超声测量材料剩余厚度的指导方法

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注：上述列出的腐蚀形态是为了阐明在实现腐蚀的定性和定量检测时可能会遇到的困难。示例仅供参考。因资 料有限，受材料厚度以及其他参数影响，无法给出针对某一特定情况的具体技术意见。

B.2一般腐蚀的测量

3.2.1.1表面条件不满足要求，被测产品中存在夹杂或较厚涂层，仪器不能提供可靠的读数时，宜使用 带A扫描显示的超声探伤仪， 3.2.1.2测量表面有涂层并且需从结果中去除涂层厚度时，宜选择使用方法3的仪器。 3.2.1.3在给定区域内找到最薄点时， 扫描显示测厚仪或探伤仪。

B.2.2.1探头的选择取决于仪器类型、材料厚度、表面状况和涂层条件。 B.2.2.2对于数字直读式超声测厚仪，宜使用制造商规定的探头。 B.2.2.3对于带A扫描显示的仪器，宜遵循以下准则选择探头。 探头频率的选择，宜使其在被测材料中的波长至少是被测厚度的1.5倍（参见附录D的D.1.3)。 被测产品厚度不小于10mm时，宜选择单晶探头。多次回波技术（方法3）仅适用于单晶 探头。

B.2.2.1探头的选择取决于仪器类型、材料厚度、表面状况和涂层条件。

2.2对于数字直读式超声测厚仪，宜使用制造商规定的探头。 2.3对于带A扫描显示的仪器，宜遵循以下准则选择探头。 探头频率的选择，宜使其在被测材料中的波长至少是被测厚度的1.5倍（参见附录D的D.1.3） 被测产品厚度不小于10mm时，宜选择单晶探头。多次回波技术（方法3）仅适用于单 探头。

被测产品厚度小于10mm时，宜选 被测产品厚度小于5mm时，宜使用具有特殊焦距的双晶探头进行测量。 被测产品表面是曲面时，宜选择合适的探头晶片直径满足声耦合要求。 对有涂层的被测产品，宜选择单晶探头结合方法3进行测量，允许补偿涂层厚度。

B.2.3.1读取多个底面回波（仅单晶探头）时，通过读取第n个回波并将读数除以n获得准确的结果。 则量表面含涂层产品厚度时，读取从回波1到回波n的距离并除以n一1，获得的测量结果中不包含涂 层厚度。 B.2.3.2仅获取一个底面回波测量时，宜在与仪器标定时相同的回波位置读取读数。若表面存在涂 层，则涂层厚度包含在读数中，测量结果应减去涂层厚度。 B.2.3.3若测量重复性的要求高，测量点的位置则应另行记录。当需测量给定区域内的最薄点时， 般使用带A扫描的仪器[5.1.1b)或5.1.1c)］进行测量。 B.2.3.4使用数字显示测厚仪应遵循制造商的说明。 B.2.3.5由于材料内部不连续导致测量异常时，宜进行补充检测，如用斜探头检测来验证测量结果的 准确性。

选用双晶探头检测点蚀，探头焦距长度应能达到

同。在怀疑有小直径点蚀时，应在深度与点蚀距离相同的小直径平底孔试块上确定检测灵敏度进 创验证。

.3.4.1测量点蚀时，应使用第一个底面回波，来自点蚀的回波可能与底面回波同时出现。 3.4.2如果反射回波不能确定为腐蚀或夹杂时，宜使用斜探头进行确认。可使用45（K1)探头 杂物和点蚀的区分。

B.3.4.2如果反射回波 夹杂物和点蚀的区分。

测量方法的选择参考图C.1图C.4。图中d为被测产品厚度，D为探头晶片直径。

测量方法的选择参考图C.1图C.4。图中d为被测产品厚度，D为探头晶片直径

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图C.2制造规程中被测产品厚度测量流程图

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过程中被测产品温度小于或等于60℃且腐蚀均

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过程中被测产品温度大于60C且为点蚀状态时

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附录D （资料性） 影响测量准确度的因素

仪器计时电路的线性及稳定1 基应是线性的，以使材料厚度的 生厚度指示的相应变化， 据相应文件进行校准

.2.1仪器的分辨力是系统可识别测量值的最小增量。例如数字直读式测厚仪分辨力可达 1mm，但仅能测量0.01mm；一台带A扫描显示的超声探伤仪[5.1.1c)没有固定或假设的厚度 J，它依赖于探伤仪的数字化速度、屏幕分辨率（X和Y向的像素点）和时基线设置等因素。 2.2仪器分辨力受探头类型和频率的影响，探头频率越高分辨力越高。

D.1.3.1范围是仪器实际可测量的厚度范围。数字仪器显示屏上的数字位数只是可显示的厚度范围。 D.1.3.2仪器的最小测量范围与探头频率和使用条件有关，最大测量范围通常由探头频率和被测产品 （材料条件等)决定。通常探头的最小测厚范围由其频率和待检材料的声速决定。选择探头时要使其最 小可测厚度低于待测最小厚度。理论上认为，在一定速度下，测量最小范围不小于1个波长。

式中： 入一波长； U声速； f一频率。 D.1.3.3仪器的测量范围宜覆盖被测产品的可能厚度。带A扫描显示的超声探伤仪[5.1.1c)]在不改 变量程的情况下，其设置宜满足分辨力的要求。

3.3仪器的测量范围宜覆盖被测产品的可能厚度。带A扫描显示的超声探伤仪[5.1.1c)]在不 量程的情况下，其设置宜满足分辨力的要求。

材料的清洁度影响其厚度测量结果。在测量前去除附着的污垢和氧化皮

).2.1.2.1粗糙度影响测量准确度，并改变界面处的反射和透射系数。在粗租糙度较天的情况下测量，声 程增加，接触面减小，导致测量值偏高。测量不确定度随厚度减小而增加。 0.2.1.2.2材料底面粗糙可引起声波失真，导致测量误差。粗糙表面对测量灵敏度有影响（一般应作局 部修磨以便耦合良好）。能得到测量结果的情况下，宜以一个测量点为中心，在直径30mm圆内做多点 测量，把显示的最小值作为测量结果。

D.2.1.3.1不规则表面用接触式探头测量使用较厚的耦合剂时，可造成声波失真。 D.2.1.3.2使用方法1、方法2或方法4时，声波通过耦合层的时间包含在测量读数中，声速是被测材料 声速1/4的耦合剂，导致实际耦合剂厚度4倍的叠加误差。 D.2.1.3.3耦合剂适应表面条件和表面的不规则性，确保充分的耦合

D.2.2.1温度改变声速（在材料、延迟块及探头表层）和声衰减（使声速衰减）。 D.2.2.2较高精度的测量时，宜考虑以下因素的温度变化和影响： 一参考试样：标准试块、计量器具、试块； 一设备：仪器、探头等； 一工艺和方法：耦合剂、被测产品。 D.2.2.3随着温度升高，多数金属和塑料声速降低，玻璃和陶瓷中声速增加。温度每升高1℃，大多数 钢的纵波声速降低约0.8m/s。 D.2.2.4温度每升高1℃，常用于探头延迟块的丙烯酸塑料声速降低2.5m/s。测量时予以补偿，

.2.3.1通常涂层（多层)的存在引起测量时声程增加，即增加了反射回波的声时。通过涂层测量 于涂层和被测产品的声速不同，导致测量误差。见图D.1。

.3.2以下情况时涂层材料的存在影响测量结果

图D.1涂层导致声程增加

与被测产品材料的声学性能相似； 一与被测产品的厚度相比具有较明显的厚度。 D.2.3.3表面有涂层且与基体结合良好，宜使用多次回波法通过涂层进行测厚。 D.2.3.4声反射不良或高衰减只能实现单次回波测量时，宜已知涂层厚度，并从单次回波读数中去除。 D.2.3.5若上述条件都不能满足则在条件允许的情况下去除涂层

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测厚部位的上下表面宜保持 超过士10°，否则表面不平行引起的底面回波变形或消失， 导致无法测量或测量结果不准确

测量表面曲面时，探头与被测物体之间接触面积小，耦合效果差，造成声透性和重复性不好。测量 时探头宜与被测产品的曲率中心对齐，或使探头接触面曲率与检测面曲率相同以提高声穿透性。

探头与被测产品表面宜始终保持良好的耦合。小直径被测产品的测量宜选用小晶片探买

D.2.5.1一般要求

被测产品的材料可对超声测厚的技术选择产生影响。 被测产品的材料的整体均匀性影响测量精度。均匀性的变化引起材料声速与校准试块的声速不 同，导致测量误差。

D.2.5.2 不均匀性

材料的合金元素、杂质和制造工艺对晶粒结 向的均匀性有影响，造成声波在材料中传播速度 和衰减发生局部变化，从而导致测量偏差或在 下无法测量，

D.2.5.3各向异性

各向异性材料中，不同取向声速不一定相同，并且结构可能引起声速方向的改变，导致测量结果不 准确。如：轧制或挤压的材料，特别是奥氏体钢，铜及其合金，铅和所有纤维增强塑料等。 为减少误差，仪器设置宜在与被测产品相同的取向上进行

5.4.1衰减由吸收（例如橡胶）和散果 售号幅度微小或信号失具 为声衰减通常是吸收和散射，塑料的声衰减主要是吸收。两者都导致测量出现误差。 5.4.2材料不均匀，衰减较大均影响测量结果的准确性。测量区域存在微小夹杂物或分层时，也 创异常的厚度显示值，此时宜采用带A扫描显示的超声探伤仪测量厚度

D.2.5.5腐蚀和侵蚀

在石油、天然气、电力、化工等领域，腐蚀通常发生于轧制钢板、无缝管和焊接组件等制成的钢制容 器和管道中。 在选择超声测厚技术时，宜考虑钢容器和管道组件中以下类型的腐蚀： 一均匀腐蚀； 一点蚀； 沉积腐蚀； 间隙腐蚀；

电腐蚀； 流动腐蚀； 焊缝区腐蚀； 两种或多种上述类型腐蚀。

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宜根据被测产品的表面状态及声阻抗，选用无气泡、黏度适宜的耦合剂。对于表面粗糙件，宜适当 增加耦合剂的用量，选用比较稠的耦合剂，使探头和试件之间有良好的声耦合。图D.2为表面存在凹坑 况下的测量示意图，此处的测量值包含了耦合剂层厚度或等价厚度，此时的测量精度比表面条件好的 情况下的测量精度低

D.2.7探头与被测产品的接触

图D.2通过耦合层的声程

探头与被测产品接触时，宜在探头上施加一定压力（20N～30N)，保证探头与被测产品之间 子的耦合，并排出多余的耦合剂，使测量面形成一层极薄的耦合剂，减少声波通过耦合层的时间，提 量精度。

D.2.8背反射回波幅度

数字直读式超声测厚仪在波列超过一定幅度和固定时间的第一个半周期内读出厚度值。如果被检 材料的背面反射回波幅度与校准试块的背面反射回波幅度不同，厚度读出可能对应波列不同的半周期 因此产生一个误差。可以通过下列方法减少 使用的校准试块宜与被检材料有相同的衰减特性，或调整背面反射回波幅度使校准试块和被检材 料的幅度相同。

测量准确性取决于选择的参数和计算方法。

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表D.1参数选择及影响准确度的因素

表D.1参数选择及影响准确度的因素（续）

MR=R±I. 其中 I=K/Eo? 式中： K一一根据置信概率取值，例如： 当置信概率为68%时，K=1； 当置信概率为95%时，K=2； 当置信概率为99.8%时，K=3。 ：一参数获取的不确定性，可通过下列方式获得： 1）通过统计学的方式； 2 通过其他方式，例如公认标准，规范，研究讠是不同独立的参数，例如表面情况、线 性、重复性，统计分布： ? 统一或矩形定律：6；=0.6a； · 高斯定律：;=0.5a。 式中： a 一结果的准确度。 D.2以厚度为10mm、表面粗糙度Ra=6.3μm的钢板为例，比较两种方法的准确度评估

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在阶梯试块上的仪器设置见表E.1。在一块已知厚度校准试块或无校准试块情况下的仪器设 表E.2。

表E.1阶梯试块上的仪器设置

表E.2在一块已知厚度校准试块或无校准试块情况下的仪器设置

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表E.2在一块已知厚度校准试块或无校准试块情况下的仪器设置（续）

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