无损检测 焊接残余应力超声无损检测方法 编制说明.docx

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1、无损检测焊接剩余应力超声无损检测方法团体 标准编制说明一、工作简况1 .任务来源本标准经中国材料与试验团体标准委员会（以下简称： CSTM标准委员会）无损检测技术及设备领域委员会审查， CSTM标准委员会批准无损检测 焊接剩余应力超声无损检 测方法立项，标准工程归口管理委员会为CSTM/FC94无损 检测技术及设备领域委员会，标准计划编号为CSTM LX 9400 00679-2021,由北京理工大学牵头承当无损检测焊接剩余 应力超声无损检测方法团体标准的制定工作。2 .标准制定的背景和目的针对目前国家重大建设与制造工程焊接剩余应力检测 的要求，例如大尺度风洞焊接建造、中俄黑龙江友谊大桥连 接

2、焊缝、大型火箭壳体焊接等，利用超声临界折射纵波检测 的准确性和合理性的特点，通过超声纵波声程长度共享原那么, 可现场方便地对构件焊接剩余应力进行高精度、高效率的超 声无损检测；该检测方法特别适用于焊接材料的剩余应力或 服役载荷应力的无损检测，确保焊接构件的服役平安，对提 高我国机械制造行业的无损检测水平具有积极作用。该方法属于创新研究和技术，目前还没有相关的国内外 标准。为了规范检测和使用过程，得到准确一致的检测结果, 该标准将用于所有领域的焊接剩余应力检测与平安评估，社 会意义重大，应用前景及其广泛，特别建议制定此项国家标 准。3 .工作主要过程按照中国材料与试验团体标准委员会标准制修订程序

3、 的要求，无损检测焊接剩余应力超声无损检测方法团体 标准的编制完成了以下工作：（1）起草阶段：CSTM/FC94无损检测技术及设备领域委员会成立之后， 积极开展各项标准制定工作，为保证后续标准的规范性，针 对无损检测焊接剩余应力超声无损检测方法组建成立了 标准起草工作组，确定了标准编写原那么和分工，提出标准编 制进度安排。4 .主要参加单位及工作组成员主要参加单位包括：北京理工大学、中国兵器科学研究 院宁波分院、内蒙古第一机械集团股份。工作组成员包括：徐春广、张文君、尹鹏、李文凯、卢 钱仁、李培禄、栗双怡、宋文渊、潘勤学、肖定国、马永江、 赵文政、靳聪、杨光璨、陈常宏、李涔诚。二、标准化对象简

4、要情况及制修订标准的原那么.标准化对象简要情况本标准为旨在规范本领域内各标准的制修订和发布。1 .制修订标准的原那么（1）制修订标准的依据或理由依据中国材料与试验团体标准制修订管理细那么、中关村 材料试验联盟团体标准管理方法（试行）制定本标准，规范 本领域内各标准的制修订和发布。（2）制修订标准的原那么本标准编制遵循经济社会开展需求原那么、技术先进和经 济合理原那么、适应贸易全球化需求原那么、维护公众利益原贝k 协商一致原那么、广泛参与和公开透明原那么。本标准在结构编写和内容编排等方面依据GB/T 1. 1 2009标准化工作导那么 第1局部：标准的结构和编写进行 编写。三、采用国际标准和国外

5、先进标准的情况无。、标准主要内容本标准规定了检测工具的定义、检测方式确实立、超声 临界折射纵波产生方法、焊接剩余应力超声无损检测原理、 耦合方法、超声信号的采集与处理位置、检测系统的组成、 检测条件、零应力校准、检测规程、检测结果的记录及检测 报告的填写要求等。本标准的主要内容及相关说明如下：1）范围本文件规定了构件焊接剩余应力超声临界折射纵波检 测的方法。本文件适用于普通碳素钢、高强度钢、不锈钢、铝合金 和钛合金等透声金属材料焊接剩余应力检测，以及透声非金 属材料焊接剩余应力超声检测。本文件适用于焊缝处焊接剩余应力的无损检测，也适用 于外界载荷导致焊缝及母材内部产生的服役应力的无损检 测。2

6、）规范性引用文件以下文件中的内容通过文中的规范性引用而构本钱文 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/T 228. 1金属材料拉伸试验第1局部：室温试验方法GB/T 7704GB/T 12604.1GB/T 18852无损检测X射线应力测定方法无损检测 术语 超声检测无损检测超声检验测量接触探头声束特性的参考试块和方法GB/T 32073 无损检测 剩余应力超声临界折射纵 波检测方法GB/T 9445无损检测人员资格鉴定与认证GB/T 11343 无损检测接触式超声斜入射检测方 法3）

7、术语包括：服役应力、剩余应力、初始剩余应力、焊接剩余应力、 焊接剩余应力区、焊接热影响区、许用剩余应力、剩余应力 阈值、超声临界折射纵波、应力系数。4）原理包括：焊接剩余应力的超声临界折射纵波法检测原理、焊接 剩余应力梯度的检测原理。5）仪器和设备包括：系统构成、临界折射纵波探头、焊接剩余应力超声检 测仪、温度传感器、基准零应力试块、耦合剂。6）工作流程包括：焊接剩余应力超声无损检测工作前的准备和检测实施。7）检测结果与评估包括：对被检焊接构件在不同约束状态情况下检测的应力值 进行解释说明。8）控制报告规定了对检测记录、检测报告的基本要素的要求。五、主要试验(或验证)结果的分析、综述报告、技术

8、经济 论证，预期的经济效果等(1)测试环境：室温下。(2)测试步骤:1 .应力系数标定将超声波检测仪器探头稳固耦合在零应力试块的标 定区域内的某一点，按GB/T228. 1规定的方法，在常温环 境(222)。下，对零应力试块进行拉伸实验：对试块施 加一个恒定的力，程序控制或者手动控制拉力维持在稳定 值。在材料弹性范围内，记录检测仪器的声时差At和拉伸 实验设备输出的拉应力变化Ao。测完一点后，重新换一点重复以上步骤进行测量。 其中测量点不少于6点，重复拉伸次数不少于3次，取平 均值，绘制出拉伸应力值与声时差的坐标图。对数据线进 行线性拟合，得到的直线斜率的倒数即为应力系数K。2 .检定过程将标

9、定的应力系数输入到被检定的仪器中；将被检定的剩余应力超声无损检测仪的探头稳固耦 合在拉伸试块的采样区域内，按GB/T228. 1规定的方法， 在室温环境下，对零应力试块进行拉伸实验，如图2所不o在仪器的测量范围内，利用拉伸机进行拉伸试验， 在零应力拉伸试块的弹性范围内均匀选区一些点（大于6 点），拉伸机加载应力到达每一点数值时保持应力稳定30 秒后再开始检测，然后记录拉伸机的拉力数值，将拉力数 值除以拉伸试样标定区域的横截面积，记得到基准应力数 值为，同时，记录被检定应力检测仪器检测到的应力值读 数。；每一测量点重复拉伸次数不少于3次。图1剩余应力超声检测仪校准原理示意图图2剩余应力超声检测仪

10、校准现场(3)校准结果校准结果序号拉伸机拉力值(MPa)检测剩余应力值6 (MPa)示值误差6 (MPa)1100959595-5-5-52130124124127-6-6-33160160160160000419019019019300352202232232233336280259259259999731029128829111811由校准结果可知，21(7max 15MPa,或4*ax 0. 16TmaxMPa,检测精度工15MPa.灵敏度W 15MPa,检测 范围为-OS+OS (OS为材料屈服强度)，符合校准对检测 仪器的性能要求。六、与有关的现行的方针、政策、法律、法规和强制性标准

11、 的关系无。七、对征求意见及重大分歧意见的处理经过和依据该标准的编制过程中，无重大分歧意见。八、标准水平建议，预期的社会经济效果。目前，国内外焊接剩余应力超声无损检测的应用正在发 展，但尚无任何标准和规范，没有相关的国内外标准可供借 鉴，为进一步规范剩余应力超声临界折射纵波无损检测的广 泛应用，提供相关检测技术的指导，特制定本标准。目前北京理工大学在国际上领先此项技术研究，自主研发的焊接剩余应力超声无损检测系统已经逐步在各行业和 领域得到广泛应用，随着焊接工艺与装备的开展，焊接剩余 应力无损检测与评估的迫切需求在与日俱增，非常有必要制 定该标准规范焊接剩余应力的超声无损检测方法，本标准对 推动我国无损检测领域的开展与技术进步、建筑构件的平安 服役，具有重要的意义。九、贯彻标准的要求和措施建议建议尽快批准、实施和贯彻本标准。十、废止有关标准的建议无。十一、标准涉及专利情况说明无。十二、重要内容的解释和其它应予说明的事项无