标准规范下载简介
GB／T 39239-2020 无损检测 超声检测 不连续的特征和定量.pdfGB/T12604.1界定的术语和定义适用于本文件
不连续的表征指按验收标准评定不连续所需确定的特征，包括： a）确定超声信号基本参数（回波高度、超声传播时间）。 b）确定基本形状和走向。 c) 采取以下任意一种方法定量： 1）测量一个或多个尺寸（面积/体积），如因条件限制无法测量，按2)的方法； 2） 按验收标准测量某些参数，如可代表不连续尺寸的回波高度。 d）定位，如与检测面或其他不连续的距离。 e) 确定评定所需的其他参数或特征。 特征评价，如裂纹或夹渣，但需对被检件及其制造过程充分了解后才能有效评价。
当按GB/T39240得到的检测数据参照验收标准足以评定不连续时GB／T 37209-2018 非金属橡胶基湿式摩擦材料，无需表征 应按验收标准确定表征技术
被检件的表面粗糙度和外形应达到不连续定量所需的精度。通常，表面越光滑平整，定量结果越准 确。一般情况下，推荐机加工表面粗糙度不超过6.3μm，喷丸表面粗糙度不超过12.5μm。探头与表面的 间隙不宜大于0.5mm。 上述要求仅限于对不连续定量的区域。发现不连续时通常无此要求。表面处理方法不应产生高水平 表面噪声。
在适用的标准或合同文件 连续表征的内容，并满足GB/T39240的规定。脉冲回波技 不连续时最常用的特征见5.2～5.7
不连续的定位指确定不连续在被检件中相对于参考坐标系的位置。 以探头人射点和声束角度为参考，测量观察到最高回波时的探头位置及声程确定不连续的位置，应通 过一点或多点确定位置信息。 根据被检件的几何形状和不连续的类型，可能需要从另一方向或用另一种角度的探头确定不连续的 位置，以确保回波不是由于被检件的几何形状引起的波型转换回波。
走向可通过类似于定位所用的几何重构确定，区别在于需用多个角度的声束从不同方向扫查，而非简 单定位。可根据得到最高回波信号时的扫查方向确定不连续的走向，在一些应用中，无需精确测定不连续 在空间上的走向，仅需测定不连续在一个或多个预设平面或被检件截面上的投影。
基于定性评价或定量准则确定区分单个和多个不连续的方法。 通过观察超声显示波形的变化，以及是否符合一个或多个单独不连续的特征进行定性评价。锻件或 铸件中不连续群的典型波形示例见图1。 当以最大允许尺寸作为验收标准时，应先初步定量，以确定单独不连续是独立评定还是按预设规则以 不连续群评定。 基于群内单独不连续的密集度（如不连续的长度、面积或体积）与不连续群总的长度、面积或体积的比 例关系；或基于多个不连续之间的最小距离（通常是相邻不连续尺寸的比例）评价不连续群。 当对群显示进行更精确的特性评价时，可尝试确定回波是来自一系列间距较近但彼此独立的不连续 还是来自一条连续的但有多个独立反射面的不连续，见附录A，
5.6最大回波高度评定
不连续的最大回波高度与其大小、形状和走向有关，按GB/T39242与给定等级比较评定。 基于实际应用和验收标准，最大回波高度可用于： ）直接与验收标准规定的参考等级比较；
b）与被检件中同声程参考反射体信号比较，或相同声学特性参考试块中同声程参考反射体信号比 较，得到当量尺寸，见5.7.2； c）采用探头移动测长技术，使回波信号自最大高度下降特定dB值（如6dB)，测定不连续长度 见5.7.3。
不连续的定量包括测定不连续投影到预设方向或看 录D和GB/T39242
6.7.2最大回波高度定量
5.7.2.1最大回波高度技术是基于不连续的最大回波高度与相同声程参考反射体信号比较的定量技 术，需满足以下条件： a）不连续的形状和走向应有利于反射，除已知不连续的形状和走向之外，从不同的方向或角度测 量回波高度； b） 不连续在垂直于声束轴线的一个或两个方向上的尺寸小于声束宽度； 参考反射体的基本形状和走向与被评定的不连续的基本形状和走向相似。 5.7.2.2 参考反射体可为平底孔、横孔或槽。 5.7.2.3不连续定量结果可分为以下类别： a） 不连续的反射区域在所有方向上的尺寸都小于声束宽度； b 不连续的反射区域是获长的，即长度大于声束宽度，横向尺寸小于声策宽度。 5.7.2.4 针对5.7.2.3a)的不连续，当其最大回波高度与相同声程处与声束轴线垂直的平底孔回波高度 相同时，认为该不连续在与声束轴线垂直的投影截面上的面积与平底孔面积相当；针对5.7.2.3b)的不 连续，参考反射体通常使用与声束轴线垂直的条形反射体，并具有特定的横向剖面。参考反射体可为具 有矩形、U形或V形剖面的槽或横孔等。 5.7.2.5最大回波高度定量技术参见附录F。
5.7.3探头移动测长技术
3.1使用斜探头时，不连续尺寸由以下方式确定： a）长度方向尺寸1，由图2中方向2所示的探头移动方向确定； b）高度方向尺寸h，由图2中方向1所示的探头移动方向确定，
GB/T39239—2020
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c）不连续端点的回波信号位置或紧边缘 的反射面回波信号位置确定不连续端部的定量技术。 3.4探头移动测长技术见附录 G
5.7.4定量技术的选择
定量技未的选择取于具体的应用和被检件类型以及不连续的尺守和性质。选择总则如下： a） 最天回波高度定量技术（见5.7.2)仅在被测尺寸小于探头6dB声束宽度时适用。 b 固定幅度等级定量技术[见5.7.3.3a)]适用于任意尺寸的不连续。因被测尺寸基于特定幅度 等级，所以只有当验收标准有明确要求时，才能使用该技术。 C 基于移动探头使不连续的最高回波降至指定dB值的定量技术[见5.7.3.3b)]仅在被测尺寸大 于降低相同dB值的声束宽度时适用。如果不满足此条件，认为不连续的尺寸与所用的声束 宽度相等。 d 基于不连续单个边缘位置的定量技术[见5.7.3.3c)]仅在不连续有两个或以上可分辨的回波 峰值时适用。 按5.7.3.3采用多种技术对不连续定量时，应选择可靠性和精确性最高的技术对应的测量值。 或应采用各种技术的最大测量值。
5.7.5聚焦探头定量技术
使用聚焦探头定量时，如果不连续位于聚焦区内，可使用5.7.2和5.7.3中的定量技术。通带，5.7.4 也适用于聚焦探头。 当需更高精度定量时，可采用基于一系列不连续C扫描图像构建的替代技术。 可采用下降6dB的迭代定量技术，即，从不连续的最大回波下降6dB开始，依次重复该步骤，直到 某次下降6dB后对应的波束宽度小于或等于超声6dB声束宽度的一半。原则上，迭代定量技术可用 于聚焦和非聚焦的超声声束，当精度要求高时，聚焦声束更适用，见附录C
5.7.6 计算法定量
5.7.2和5.7.3规定的定量技术主要 （面积/体 积)对比。当仅采用5.7.2和5.7.3规定的定量技术获得了相关数据，但又要求以更高精度评价不连续 的实际尺寸时，计算法可提供有效帮助。 评价大于或小于声束直径的不连续的实际尺寸的数学计算法，见附录D
5.7.7特殊定量技术
5.7.7.1特殊定量技术是5.7.2～5.7.6规定的定量技术的辅助技术，可用于可靠性和准确性要求更高 的特殊应用。必要时，为满足特定验收标准而采用的特殊技术的可靠性和准确性，应使用相同的检测程 序、仪器及探头，在相同结构和类型的材料上验证。 5.7.7.2特殊定量技术不断发展，下述特殊定量技术未提及全部。常用且成熟的特殊定量技术如下： a) 尖端衍射技术： 尖端衍射技术基于不连续边缘的衍射回波检测和定位，可确定不连续的平面特性，也可确定平 面型不连续的自身高度（见图2中的“h”），参见E.1。 b 波型转换技术： 在适用情况下，波型转换技术可用于平面型不连续的检测和表征。当不连续平面的走向相对 于入射声束不垂直时，经波型转换产生另外一个具有不同反射角和声速的超声声束，使其垂直 于不连续反射面。在某些情况下，这种技术也可用于定量，但需使用能代表被检件且含有不同 尺寸平面型反射体的专用参考试块，
殊应用。必要时，为满足特定验收标准而采用的特殊技术的可靠性和准确性，应使用相同的检测程 仪器及探头，在相同结构和类型的材料上验证。 7.2特殊定量技术不断发展，下述特殊定量技术未提及全部。常用且成熟的特殊定量技术如下： a）尖端衍射技术： 尖端衍射技术基于不连续边缘的衍射回波检测和定位，可确定不连续的平面特性，也可确定平 面型不连续的自身高度（见图2中的“h”），参见E.1。 b） 波型转换技术： 在适用情况下，波型转换技术可用于平面型不连续的检测和表征。当不连续平面的走向相对 于入射声束不垂直时，经波型转换产生另外一个具有不同反射角和声速的超声声束，使其垂直 于不连续反射面。在某些情况下，这种技术也可用于定量，但需使用能代表被检件且含有不同 尺寸平面型反射体的专用参考试块。
如果信号只是部分降低，宜在扫查表面上确定信号幅度最大下降量所对应的位置；同时，与完好区 域获得的信号比较，确定增益下降值。 如果信号幅度下降的区域小于超声声束横截面积，通过与已知参考反射体信号幅度下降量比较，评 定垂直于声束的不连续的大小。已知参考反射体为没有不连续的参考试块上的平底孔（见6.5.2.1)。 当在一个明显大于超声声束宽度的区域内持续观察到部分信号稳定下降一定幅度时，不连续可能 为带状分布的密集小夹杂、晶粒结构异常区域、半透声材料夹层或高应力下的大型不连续等。
不连续的定量包含确定不连续在扫查表面上一个或多个投影尺寸（或面积）。不连续的尺寸（或面 与验收标准最大允许尺寸（或面积）比较，以评价不连续是否被接受。
6.5.2定量技术分类
该技术基于信号幅度最大下降量与参考反射体信号幅度最大下降量的比较。当扫查表面上信号幅 度低于评定等级的区域对应的尺寸（或面积)小于探头声束在扫查面上投影的尺寸（或面积)时，可使用 该技术。 测量相对于完好区域的不连续信号幅度最大下降量，在参考试块上找到产生相同的穿透信号幅度 最大下降量的反射体，该反射体通常为给定声程（如壁厚一半）处与声束轴线垂直的平底孔，认为不连续 在与声束轴线垂直平面的投影尺寸与该平底孔尺寸相同，
6.5.2.2不连续尺寸定量技术
该技术基于随探头移动信号幅度下降的定量技术。确定相对于完好区域的不连续信号幅值下降特 B值(通常为6dB)或信号消失的区域，这些区域在扫查面上的投影尺寸即为不连续的尺寸或面积 有规定，对于透声性能较好的材料，信号幅值也可下降其他dB值。
由于穿透技术最常用于较大不连续的检测，定量精度相对较低，6.5.2.2规定的技术足以满足大多 数应用。在这种情况下，使用6.5.2.1规定的技术所获得的数据，更多的是用于确保检测重复性，而非作 为不连续直接定量的依据。
本附录给出了用于区分单个或多个不连续的相关技术。 A.2.1和A,2.2技术主要用于焊缝检测，也可用于斜探头检测的其他领域。 A.2.3技术应用广泛，但受限于可评价的不连续的最小面积
A.2.2直身高度（厚度方向）特征
阴影技术适用于图A，1所示的斜操头，也适用于独立发射和接收的直探头，以及监测底面回波高 度变化的直探头。 当声束通过被检区域时，如果产生很强的穿透信号表明没有严重的不连续。穿透信号幅度与不连 续面积和声束面积的比率相关。 采用焦距接近于不连续声程范围的聚焦探头可有效改善分辨力。 不连续在厚度方向上的尺寸至关重要，除非有确凿证据表明不连续在厚度方向上是断续的，否则， 宜假定是连续的。
1.2.1图像重建技术
示，重建不连续的图像，图像尺寸与 B.1.1中的最小可测尺寸比较
B.1.2.2回波包络技术
每次扫查时，观察不连续A扫描回波形状和不连续回波高度随探头移动的包络线。当不连续A扫描 回波为平滑上升到最大幅度后又平滑降至时基线的单一尖锐显示时，认为该不连续没有明显的延伸特征。 其他类型的显示，例如：A扫描回波出现多个峰值，或回波高度随探头移动出现不规则变化，认为 该不连续具有明显的延伸特征，
B.2不连续的形状详细分类
相对于B.1，B.2.2.1技术和B.2.2.2技术适用于对不连续的形状和性质准确评定。在这类评定中， 构建与测量结果一致的不连续的类型和尺寸图形比较重要。当发现存在无法判定的重大不符合项时， 宜按照验收标准规定的最严格的不连续类型和尺寸出具报告。 不连续的基本类型和形状如下： a）点状： 1）球型； 2）平面型。 b）条状： 1）圆柱型； 2）平面型。 c）大型： 1）体积型； 2）光滑平面型； 3）粗糙平面型。 d）复合型： 1）球型； 2）平面型。 上述不连续的基本类型和形状不宜直接用于验收，而是用于识别不连续的形状，辅助按验收标准对 不连续正确分类。 基于以下三种技术识别不连续的形状，确定不连续的走向： 动态回波波形（见B.2.2.1）； 定向反射性（见B.2.2.2）； 附加参数（如位置、走向、多个显示等）（见5.2、5.3和5.4）。
B.2.2.1动态回波波形技术
动态回波波形是指超声声束穿过不连续时回波形状和幅度的变化，动态回波波形是不连续的形状 12
渣长度方向的定向反射性，可测定夹渣长度。
形状复杂的不连续会产生复杂的回波。但对于天型不连续，通过对单个小平面和表面边缘的精确 定位，多数情况下可根据动态回波波形和定向反射性确定基本形状。 根据B.2.1中规定的不连续的类型和形状，结合B.2.2.1和B.2.2.2分类的结果，表B.1总结了所有 典型信号的特征。 通常，由观察得到最高回波时对应的声束角度确定小平面型不连续的走向，即垂直于声束轴线的 方向。 检测不连续时，使用的角度越多检测结果越精确。对于垂直于被检件表面的不连续，无论是在表面 开口还是位于近表面，一般地，当入射角在40°和50°之间时，从任意方向都可得到最高回波，
表B.1不连续详细分类指南
，横向和纵向平面的定义如
横向平面一—垂直于不连续的主轴或垂直于某一规定的平面。 纵向平面 平行于不连续主轴或与横向平面垂直的平面。
本附录规定了采用超声聚焦探头以较高精度评定反射体尺寸的技术。该技术适用于直探头垂直人 射检测或斜探头倾斜入射检测
本附录规定了采用超声聚焦探头以较高精度评定反射体尺寸的技术。该技术适用于直探头垂直， 金测或斜探头倾斜入射检测
基于反射体最大回波高度的一6dB，一12dB或一18dB等阀值，绘制一系列C扫描图像，评定反射 体的大小和形状。 可用不同方式设定阀值。例如：在仪器显示屏上标记不同阔值，或对仪器初始增益连续递增6dB。 根据超声声束的有效尺寸和所要求的C扫描精度设定扫查步进和扫查速度
C.2.3.2可观察到以下两种情况：
在增益水平N，时，重新测量探头的6dB声束轮廊图形，见图C.1a)，在这种情况下： 1）反射体小于或等于探头6dB声束轮廊；或 2）在给定的增益水平N1上，反射体的反射区域小于探头6dB声束轮廊。 当在增益水平N，时，存在两种可能性： 3）如果在增益水平N，和N2得到的扫描图形边缘尺寸增加不大于探头6dB半声束宽度， 为 C.2.3.2 a)的 1); 4） 如果在增益水平N2的扫描图形边缘尺寸增加大于探头6dB半声束宽度，表明有更多的 弱反射区域，从而产生新的图形。此时反射体应按C.2.3.2b)的2)考虑。 b） 情况2 当在增益水平N，时，如果扫描图形的反射体尺寸超过探头6dB声束轮廊，有C.2.3.2b)的1) 或C.2.3.2b）的2)两种情况：
在增益水平N，时，重新测量探头的6dB声束轮廓图形，见图C.1a），在这种情况下： 1）反射体小于或等于探头6dB声束轮廊；或 2）在给定的增益水平N1上，反射体的反射区域小于探头6dB声束轮廊。 当在增益水平N，时，存在两种可能性： 3）如果在增益水平N，和N2得到的扫描图形边缘尺寸增加不大于探头6dB半声束宽度， 为 C.2.3.2a)的1); 4） 如果在增益水平N2的扫描图形边缘尺寸增加大于探头6dB半声束宽度，表明有更多的 弱反射区域，从而产生新的图形。此时反射体应按C.2.3.2b)的2)考虑。 b） 情况2 当在增益水平N，时，如果扫描图形的反射体尺寸超过探头6dB声束轮廊，有C.2.3.2b)的1) 或C.2.3.2b）的2）两种情况：
GB/T392392020 这种方法应采用两个具有不同近场长度且比率至少为2：1的探头。 示例1探头1（f1;D,) 探头 2.1 (f2.1 = 2f1; Dz1 = D,) 示例2：探头1（f1；D,） 探头2.2(f2.2= f1; Dz:=1.5D,) 式中： f额率，单位为赫兹(Hz); D一一探头直径，单位为毫米（mm）， 针对所选择的两个探头，得到以下数据： 探头1： AL1 使用下降6dB技术测得的长度； L，一 按式（D.2)计算的长度。 探头2： AL2 使用下降6dB技术测得的长度； L2一一按式(D.2)计算的长度。 如果上述四个值中的两个相等，认为此值是不连续的实际尺寸。如果不连续的实际尺寸小于2倍 波长，认为反射体是点状的圆盘形反射体 （如使用DGS技术）
D.3圆柱体工件中的平面型不连续
如果平面型不连续的实 W按式(D.4)计算
(dDSR) W= VS.A
W : 0.32 sin( （W·180) S . r
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郑州市建设工程验线和竣工规划核实管理办法（郑自然资文[2019]737号 郑州市自然资源和规划局2019年10月）附录F （资料性附录） 最大回波高度定量技术
使用DGS技术时，不连续的最大回波高度被换算成相同声程下垂直于声束轴线的平底孔当量。 DGS曲线表征的回波高度、声程范围和反射体直径之间的关系，由特定的探头类型、换能器直径和超声 频率经理论计算得到。 使用DGS曲线时，如果被检件和校准试块之间的衰减和声能传输损失差异对回波高度产生影响， 应修正。 DGS技术的详细使用方法见GB/T39242
F.1.2应用和局限性
该技术的应用和局限性为： a）不连续越小、表面越光滑、越接近垂直于声束轴线，测得的当量尺寸越精确。 b）大范围检测时，由于DGS技术不需要大型校准试块，其比DAC技术更具有优势。 DGS曲线的应用范围为从近场区端部延伸至材料内部不连续信号与噪声信号刚好能够区分 的区域。应满足以下条件： 1）不连续信号应最大化； 2）用于定量的显示应能与噪声信号区分； 3）不连续的显示应不受其他回波干扰，如被检件的侧面反射波。 d) 被检件的几何形状，或声学性能相当的试样等应能提供用于确定材料衰减和声能传输损失的 底面回波。 e）由于反射体回波高度依赖于频率，DGS技术仅适用于窄带探头
使用DAC技术时，不连续的最大回波高度以高于或低于相同声程的参考反射体的dB值表示。参 考反射体可以是横孔、平底孔或其他形状，如矩形或V形槽。 DAC曲线所表征的回波高度与声程之间的关系，通常使用与实际检测时相同的探头通过试验确 定。利用机械加工的低衰减校准试块或在与被检件声学特性相当的试样上加工的一系列反射体的回波 绘制DAC曲线。如果使用校准试块，当被检材料和校准试块在衰减和声能传输损失上有差异时，宜 修正。 作为直接定量技术使用时，不连续的最高回波以相同声程下具有相同最高回波的参考反射体的宽 度、直径或其他相关尺寸表示。 DAC技术的详细使用方法见GB/T39242
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GB51115-2015标准下载F.2.2应用和局限性
该技术的应用和局限性为： a）DAC技术可应用的范围取决于参考反射体的类型。当使用平底孔或其他小的反射体时，该技 术仅可用于近场区以外的范围。当使用条状反射体时，如横孔，该技术也可用于近场区以内的 范围。 b）需定量的不连续的回波应是最高回波。 c） 绘制DAC曲线时使用的探头应与实际检测时使用的探头相同。 与使用和被检材料声学特性相当的试样不同，使用校准试块时，被检件的几何形状应能提供 用于确定衰减和声能传输损失的底面回波。