ICS19.100 CCSJ04 中华人民共和国国家标准 GB/T45380—2025 无损检测 组织结构损伤非线性超声 检测方法 Non-destructivetesting—Nonlinearultrasonictestingmethodof microstructuredamage 2025-03-28发布 2025-03-28实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 方法概要 2 ………………………………………………………………………………………………… 5 检测系统 3 ………………………………………………………………………………………………… 6 检测程序 6 ………………………………………………………………………………………………… 7 检测记录与报告 9 ………………………………………………………………………………………… ⅠGB/T45380—2025 前 言 本文件按照GB/T1.1—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。 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:华东理工大学、上海材料研究所有限公司、重庆大学、上海市特种设备监督检验技 术研究院、东方电气集团东方锅炉股份有限公司、江苏省特种设备安全监督检验研究院、国能锅炉压力 容器检验有限公司、武汉中科创新技术股份有限公司、中国特种设备检测研究院、华能国际电力股份有 限公司上海石洞口第二电厂。 本文件主要起草人:轩福贞、项延训、蒋建生、刘立帅、丁杰、邓明晰、肖飚、郑阳、谭云华、丁小平、 郝晓军、林光辉、陈小明、赵妍妍、李璇、谢晶。 ⅢGB/T45380—2025 无损检测 组织结构损伤非线性超声 检测方法 1 范围 本文件描述了对金属材料组织结构损伤进行非线性超声纵波二次谐波检测的通用方法。 本文件适用于厚度在10mm~300mm之间的金属材料疲劳、塑性、蠕变、辐照等组织结构损伤的 非线性超声检测。 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/T12604.1 无损检测 术语 超声检测 GB/T27664.2 无损检测 超声检测设备的性能与检验 第2部分:探头 GB/T39432 无损检测 超声检测 阶梯试块 3 术语和定义 GB/T12604.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 非线性超声波 nonlinearultrasonicwave 有限振幅超声波在介质中传播产生的与激发频率不同的超声波。 注:本文件规定的非线性超声波主要指超声纵波二次谐波。 3.2 有限振幅超声波 ultrasonicwavewithfiniteamplitude 在介质中传播时具有有限且较大振幅的超声波。 3.3 基波 fundamentalwave 中心频率为激发频率的超声波。 3.4 二次谐波 secondharmonicwave 中心频率为2倍激发频率的超声波。 3.5 组织结构损伤 microstructuredamage 金属材料在受到外部应力、应变、热、化学环境等作用下,显微尺度上的结构发生不可逆变化或局部 破坏的现象。 注:组织结构损伤包括位错滑移及增殖、析出相演化、局部相变、晶界粗化、微孔洞、微裂纹等。 1GB/T45380—2025 3.6 非线性超声参量 nonlinearultrasonicparameter β 二次谐波幅值与基波幅值平方的比值。 注:非线性超声参量的公式,见公式(1)。 β=A2 A12…………………………(1) 式中: β———非线性超声参量; A1———基波幅值; A2———二次谐波幅值。 3.7 决定系数 coefficientofdetermination R2 模型预测误差总和与数据对于其均值偏离总和的比例。 注:本文件的决定系数的数值范围为0~1。R2=1表示模型能完美拟合数据,所有数据点都在拟合直线上。R2=0 表示模型无法解释数据中的任何变化,模型的预测与数据没有相关性。决定系数的公式,见公式(2)。 R2=1-∑(yi-y^ i)2 ∑(yi-y)2…………………………(2) 式中: R2———决定系数; yi———数据真实值; y^ i———模型预测值; y———数据的均值。 4 方法概要 非线性超声检测是一种基于材料中的非线性行为的无损检测技术。非线性超声检测通过捕捉材料 内部缺陷、损伤或应力引起的非线性效应,来提高检测灵敏度。材料在受到应力或疲劳等外界因素影响 时,其力学响应会表现出非线性行为,尤其在材料出现疲劳、塑性、蠕变等组织结构损伤时更加明显。非 线性超声检测正是通过超声波与这些非线性行为的相互作用,来探测材料内部的状态。 非线性超声检测的探头一般选取压电超声探头,探头应符合GB/T27664.2中的技术要求。超声 探头布置方式主要分为同侧布置和对侧布置两种方式。同侧测量方式见图1a),对侧测量方式见图1 b)。同侧测量方式采用直探头和声楔块实现超声波的斜入射和接收。其中,发射探头一般选择窄带探 头,其中心频率接近基波的频率。接收探头通常选择宽带探头,-6dB带宽不低于50%,以覆盖基波和 二次谐波的频率范围。发射和接收声楔块的角度保持一致且小于第一临界角。固定发射探头的位置和 声楔块的角度,根据被测试样的厚度和反射折射定律计算底面回波的传播路径,确定接收探头的位置。 发射探头以一定角度激发有限振幅的基波,基波在试样中传播时与介质相互作用产生二次谐波,接收探 头接收试样下底面反射回的基波与二次谐波。根据接收到的基波与二次谐波信号幅值计算非线性超声 参量以表征组织结构损伤状态。 对侧测量方式直接采用直探头实现超声波的垂直入射和接收。其中,发射探头一般选择窄带探头, 其中心频率接近基波的频率。接收探头通常选择宽带探头,-6dB带宽不低于50%,以覆盖基波和二 次谐波的频率范围。接收探头的轴线应对齐发射探头的轴线。根据接收到的基波与二次谐波信号幅值 计算非线性超声参量以表征组织结构损伤状态。 2GB/T45380—2025