ICS77.040.20 H26 中华人民共和国国家标准 GB/T29997—2013 铜 铜及铜合金棒线材涡流探伤方法 Eddycurrenttestingmethodofcopperandcopper-alloysrods,barsandwires 2013-11-27发布 2014-08-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准参考采用ASTME1606-2009《电工用重拉铜棒的电磁(涡流)检测方法》。 本标准由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。 本标准负责起草单位:中国有色金属工业无损检测中心、佛山市华鸿铜管有限公司、中铝洛阳铜业 有限公司、中铝上海铜业有限公司。 本标准主要起草人:张光济、林国良、李湘海、黎晓桃、奚国平、施海青、张熹、蒋杰、张小青。 ⅠGB/T29997—2013 铜及铜合金棒线材涡流探伤方法 1 范围 本标准规定了铜及铜合金棒线材进行穿过式和点式涡流探伤的方法、对比试样、仪器设备、操作步 骤和结果的评定。 本标准适用于外径Φ2mm~Φ100mm棒线材表面及近表面缺陷的涡流探伤,其他规格的棒线材 可参照本标准执行。 注:棒线材涡流探伤应在传动装置上自动进行,如需采用手动涡流探伤,可由供需双方协商确定。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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/T5248—2008 铜及铜合金无缝管涡流探伤方法 GB/T9445—2005 无损检测 人员资格鉴定与认证 GB/T12604.6—2008 无损检测 术语涡流检测 3 术语及定义 下列术语及定义适用于本文件。 3.1 (铜棒线)在线涡流探伤方法 on-lineeddycurrenttestingmethodofcopperrods,barsandwires 利用电磁感应在铜棒线材表面和近表面产生涡流的原理,对生产过程中的成品和半成品棒线材进 行整盘或整卷的探伤方法。 3.2 (铜棒线)离线涡流探伤方法 off-lineeddycurrenttestingmethodofcopperrods,barsandwires 利用电磁感应在铜棒线材表面和近表面产生涡流的原理,对生产过程中的成品和半成品棒线材进 行逐根或逐条探伤的方法。 3.3 信噪比 signaltonoiseratio 在涡流探伤仪器输出端缺陷信号幅度与最大噪声信号幅度之比。 3.4 零电势 differenceofinduced-potential 检测线圈采用差动连接而在绕组之间形成的感应电压之差。检测线圈内有试件时为有载零电势。 检测线圈内无试件时为空载零电势。 3.5 穿过式涡流探伤方法 feed-througheddycurrenttestingmethod 采用穿过式涡流检测线圈进行涡流探伤的方法。 1GB/T29997—2013 3.6 点式涡流探伤方法 probecoileddycurrenttestingmethod 采用点式涡流检测线圈进行涡流探伤的方法。 3.7 标准渗透深度 standarddepthofpenetration 涡流在棒线材中渗透深度与被检棒线材电导率、检测频率有关。在涡流检测中,涡流密度降至试样 表面涡流密度的1/e(约37%)时的深度称为标准渗透深度,其计算见式(1): δ=503.3ρ/μrf=503.3 μr·σ·f……………………(1) 式中: δ———标准渗透深度,单位为毫米(mm); ρ———被检试样的电阻系数,单位为欧姆平方毫米每米(Ω·mm2/m); σ———被检试样的导电率,单位为米每欧姆平方毫米[m/(Ω·mm2)] f———检测频率,单位为赫兹(Hz); μг———被检试样的相对磁导率,对于非铁磁性材料,μг近为1,无量钢。 注:改写GB/T12604.6—2008,定义2.11。 3.8 有效渗透深度 effectivedepthofpenetration 超过一个标准渗透深度,用涡流法检验不连续性缺陷的能力将降低,通常公认的检测冶金或者机械 缺陷的极限深度是3δ,并且将其称为有效渗透深度。 注:改写GB/T12604.6—2008,定义2.12。 3.9 激励频率 excitationfrequency 激励电流的标称频率。 【GB/T12604.6—2008,定义2.16。】 3.10 探头 probe 包含激励和接收单元的涡流传感器。 【GB/T12604.6—2008,定义4.1。】 3.11 检测线圈填充系数 coilfillfactor 对于外穿过式线圈,等于被检件外径横截面积与线圈内径横截面积之比。对于内穿过式线圈,等于 线圈外径横截面积与被检件横截面积之比。 【GB/T12604.6—2008,定义4.51。】 3.12 端部效应 endeffect 是指当检测线圈处于棒线材端部时,由于涡流流动路径发生畸变所产生的干扰信号。 注:改写GB/T12604.6—2008,定义6.27。 3.13 幅度分析 amplitudeanalysis 对信号幅度进行评价的技术。 【GB/T12604.6—2008,定义7.1。】 2GB/T29997—2013 3.14 相位分析 phaseanalysis 对涡流检测信号的相位角实施测量和分析的技术。 【GB/T12604.6—2008,定义7.3。】 3.15 调制分析 modulationanalysis 对检波后的涡流信号进行频率分析的技术。 【GB/T12604.6—2008,定义7.5。】 4 方法原理 涡流探伤是金属材料的一种无损检测方法。涡流探伤的灵敏度是以标准样棒(线)上人工缺陷当量 的大小来衡量的。但人工缺陷的尺寸不应解释为涡流探伤可以检测到缺陷的最小尺寸。由于探伤灵敏 度与涡流密度有关,而涡流密度随着棒线材外表面距离的增加而呈指数曲线下降,探伤灵敏度也随之下 降。当表面有缺陷的导电试件通过由交流电流激励线圈时,则试件表层感应出的涡流会发生畸变,这一 变化使线圈的阻抗发生变化,导致在检测线圈内产生的电信号发生变化。经信号处理可得到缺陷信号 的显示图像、电信号、声光报警、记录等。从缺陷信号的幅值和相位可对缺陷进行判断。 注1:若含有磁性的棒线材(如铜镍合金材)因其所固有的磁导率不均匀性,可能导致检测结果的不正确,通常可以 采用饱和磁化技术加以消除。 注2:对于棒线材中存在的连续而深度缓慢变化的纵向缺陷,用穿过式自比差动线圈检测,其信号可能总是达不到 报警电平。 5 仪器和设备 5.1 涡流探伤系统主要包括涡流探伤仪器、检测线圈和传动装置。还包括记录装置、电气控制、磁饱和 等辅助装置。 5.2 涡流探伤仪器:涡流探伤仪器应具有激励、放大、信号处理(包括相位分析、调制分析和幅度分析 等)、信号显示、声、光报警、端部信号消除、分选、标记、打印信号输出等单元或功能。探伤仪应具良好的 稳定性和抗干扰能力。 5.2.1 信号显示可以是阻抗平面的矢量显示,也可以是单向或双向幅度显示。 5.2.2 增益器对于相应的标准人工缺陷信号而言,应有不小于10dB的余量。 5.3 检测线圈:穿过式线圈一般由单个或多个测量线圈和激励线圈构成的差动式线圈组成,以单一频 率激励,检测线圈内径与被检棒线材外径匹配,其填充系数不小于0.70。点式线圈探头可采用绝对式、 差动式等方式,应与仪器有良好的匹配,采用铜棒线与线圈作相对匀速旋转运动和匀速直线运动的方式 进行检验。点式线圈探头与探伤仪配合,应有间隙补偿功能,以便克服由提离效应引起的检测误差。 5.4 传动装置:主要包括进、出料架、传动辊道、驱动压轮、成品分选等部分,各机构的动作应平稳,并且 在最小振动条件下同心地使被检棒线材通过检测线圈。 5.4.1 传动装置的传送速度应匀速,其波动范围应不大于±5%。 5.4.2 棒线材在线检验应配有收放线装置,并且收放线装置有可靠的同心度,能确保工件同心地通过 探头。并要安装打标或剪切装置。 5.5 磁饱和装置:饱和磁化装置应能在棒线材的被检区域产生足够的饱和磁化能力,能消除其磁导率 不均匀所引起的干扰信号。 5.6 涡流探伤设备在实际探伤过程中,不允许对被检棒线材造成机械损伤。 3GB/T29997—2013 5.7 涡流探伤仪器与装置应定期检测,按本标准进行综合性能测试。涡流探伤系统的综合性能指标应 符合表1的规定。各指标测试方法按附录A进行。 表1 涡流探伤综合性能指标 周向灵敏 度差Z信噪比 S/N端部不可检 测(盲区)人工缺陷大小 分辨率γ人工缺陷漏 报率K1人工缺陷误 报率K2长时间稳定 性(波动值) ≤3dB ≥10dB ≤100mm ≤0.2mm ≤1.0% ≤3.0% ≤2dB 6 标准人工缺陷样棒(线) 6.1 标准人工缺陷样棒(线),是经人工加工的有标准伤的棒线材,用于调节探伤灵敏度、测定探伤设备 的综合性能及在探伤过程中校验设备。 6.2 标准人工缺陷样棒(线)的材质,必须与被检棒线材的牌号、规格、表面状态、热处理状态相同,并且 无自然缺陷的低噪声棒线材。 6.3 标准人工缺陷的形状:钻孔和纵向刻槽(U型)。可采用电火花或机械加工制作。 6.4 标准人工缺陷样棒(线)的孔径、纵长刻槽尺寸,与被检棒线材的外径的对应关系见表2和表3。 表2 标准人工缺陷纵长刻槽尺寸等级 棒(线)直径D mm人工缺陷 等级代号槽深h m