ICS19.100

CCSH26

37

山東省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB37/T4599—2023

金屬結(jié)構(gòu)交流電磁場檢測技術(shù)規(guī)程

Technicalcodeofalternatingcurrentfieldmeasurement(ACFM)techniqueformetal

structures

2023-04-16發(fā)布2023-05-16實施

山東省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB37/T4599—2023

目次

前言.................................................................................II

引言................................................................................III

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................1

4總體要求...........................................................................3

4.1基本要求.......................................................................3

4.2規(guī)程的驗證.....................................................................4

5設(shè)備...............................................................................4

5.1總則...........................................................................4

5.2試塊...........................................................................4

6其他要求...........................................................................5

6.1表面處理.......................................................................5

6.2表面剩余磁場要求...............................................................5

6.3焊縫檢測區(qū)域的標(biāo)識.............................................................5

7系統(tǒng)校準(zhǔn)...........................................................................6

7.1基本要求.......................................................................6

7.2操作要求.......................................................................6

8檢測...............................................................................6

8.1基本要求.......................................................................6

8.2掃查方式及區(qū)域.................................................................6

8.3缺陷判定.......................................................................7

9文件...............................................................................7

9.1記錄顯示.......................................................................7

9.2檢測記錄.......................................................................7

9.3檢測報告.......................................................................7

附錄A（規(guī)范性）非標(biāo)準(zhǔn)溫度下交流電磁場檢測規(guī)范.......................................8

A.1基本要求.......................................................................8

A.2檢測...........................................................................8

附錄B（規(guī)范性）交流電磁場檢測操作摘要...............................................9

B.1通則...........................................................................9

B.2掃查方向.......................................................................9

B.3缺陷判定.......................................................................9

I

DB37/T4599—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。

本文件由山東省市場監(jiān)督管理局提出并組織實施。

本文件由山東省特種設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。

II

DB37/T4599—2023

引言

交流電磁場檢測技術(shù)是檢測金屬材料表面缺陷的一種手段，檢測結(jié)果為評估結(jié)構(gòu)物狀態(tài)提供重要依

據(jù)，編寫《金屬結(jié)構(gòu)交流電磁場檢測技術(shù)規(guī)程》的目的是對交流電磁場檢測基本變素、系統(tǒng)設(shè)備、校準(zhǔn)

方法、操作規(guī)程等進行統(tǒng)一的要求，保證對金屬結(jié)構(gòu)作出正確的檢驗和評定，保證金屬結(jié)構(gòu)的安全服役。

III

DB37/T4599—2023

金屬結(jié)構(gòu)交流電磁場檢測技術(shù)規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了金屬結(jié)構(gòu)交流電磁場檢測（ACFM）的校驗，檢測及核查方法。

本文件適用于表面溫度在-40℃～350℃的金屬結(jié)構(gòu)原材料或焊縫表面及近表面缺陷的檢測。

本文件不適用于表面非導(dǎo)電涂層大于5mm的金屬結(jié)構(gòu)檢測。

2規(guī)范性引用文件

本文件沒有規(guī)范性引用文件。

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

坐標(biāo)系coordinatesystem

檢測實施時，探頭掃查方向，掃查面以及工件形成的坐標(biāo)系。

示例：見圖1。

X：沿掃查方向；Y：沿掃查方向的垂直方向，位于掃查面內(nèi)；Z：沿掃查面垂直方向。

圖1坐標(biāo)定義

3.2

Bx信號Bxsignal

坐標(biāo)系（3.1）中磁場X方向分量，平行于探頭掃查方向，與工件表面Y方向電流密度成正比。

示例：見圖2中的Bx。

3.3

Bz信號Bzsignal

坐標(biāo)系（3.1）中垂直于工件表面的磁場分量，與X-Y平面的電流偏轉(zhuǎn)曲率成正比。

示例：見圖2中的Bz。

1

DB37/T4599—2023

圖2Bx、Bz信號

3.4

平面圖baseplot

Bx信號（3.2）或Bz信號（3.3）與時間/距離關(guān)系形成的平面圖譜。

3.5

蝶形圖butterflyplot

工件表面存在缺陷時，Bx信號（3.2）和Bz信號（3.3）的對應(yīng)關(guān)系形成的平面圖譜。

示例：x軸為Bz信號，y軸為Bx信號，見圖3。

圖3蝶形圖

3.6

梯度信號gradientsignal

Bz信號（3.3）經(jīng)過求梯度、濾波降噪以后得到的缺陷輔助判定信號。

示例：見圖4。

圖4梯度圖

3.7

閾值thresholdvalue

由操作人員設(shè)定的梯度值，用于判定缺陷當(dāng)量。

2

DB37/T4599—2023

3.8

缺陷長度defectlength

缺陷在掃查面的投影間的距離。

示例：見圖5中的l。

3.9

缺陷深度defectdepth

缺陷下端點與掃查面間的距離。

示例：見圖5中的d。

圖5缺陷長度和深度

3.10

提離效應(yīng)lift-offeffect

由于探頭操作或金屬結(jié)構(gòu)不平整原因致使探頭與金屬結(jié)構(gòu)相對距離發(fā)生變化，導(dǎo)致磁場信號的畸變。

3.11

相關(guān)顯示relevantindication

由于材料缺陷產(chǎn)生的磁場變化而形成的典型特征信號。

3.12

非相關(guān)顯示non-relevantindication

由于工件形狀突變、工件上的機械創(chuàng)傷、材料磁導(dǎo)率差異等產(chǎn)生的磁場變化形成的典型特征信號。

3.13

偽顯示falseindication

由于人工操作失誤，外部磁場干擾等并非由材料本身磁場變化形成的典型特征信號。

4總體要求

4.1基本要求

ACFM檢測應(yīng)按照規(guī)定的工藝規(guī)程實施，工藝規(guī)程應(yīng)不少于表1規(guī)定內(nèi)容，并明確相關(guān)因素的具體范

圍和要求。

3

DB37/T4599—2023

表1ACFM檢測規(guī)程要求

項目相關(guān)因素非相關(guān)因素

探頭（型號和編號）√—

儀器（型號和編號）√—

掃描方向和范圍√—

激勵頻率√—

涂層厚度（僅當(dāng)增大時）√—

被檢結(jié)構(gòu)表面狀態(tài)√—

人員操作資格鑒定要求√—

掃查速度范圍√—

表面準(zhǔn)備所用技術(shù)—√

4.2規(guī)程的驗證

按照工藝規(guī)程規(guī)定要求進行驗證，當(dāng)表1中的相關(guān)因素的變化超出規(guī)定時，應(yīng)對工藝規(guī)程重新修訂

后進行驗證。非相關(guān)因素發(fā)生變化時，可以不對工藝規(guī)程重新驗證。

5設(shè)備

5.1總則

5.1.1ACFM系統(tǒng)包括儀器，探頭，裝有檢測軟件的顯示終端，電纜及附件。

5.1.2ACFM系統(tǒng)的組成部分應(yīng)符合下列要求：

a)儀器應(yīng)滿足實施檢測作業(yè)的要求，具有數(shù)據(jù)自動采集、記錄功能，具有指示和分析功能；

b)探頭應(yīng)能產(chǎn)生適用于所檢測構(gòu)件材質(zhì)的一個或多個頻率激發(fā)信號，并能同時測量磁場的Bx和

Bz信號，名義頻率應(yīng)為1kHz，除非材料、表面狀態(tài)或涂層變化而要求采用其他頻率；

c)顯示終端裝有檢測軟件，軟件顯示應(yīng)包括Bx和Bz信號的平面圖、蝶形圖及梯度圖。

5.2試塊

5.2.1用于制作試塊的材料應(yīng)與被檢材料具有相同或相近規(guī)格、牌號、熱處理狀態(tài)、表面狀態(tài)和電磁

性能。試塊的焊縫應(yīng)與被檢焊縫具有相同的焊接工藝，保持試塊與待測結(jié)構(gòu)狀態(tài)相近或相同。

5.2.2試塊上應(yīng)制作已知深度和長度的切槽來驗證系統(tǒng)的功能是否正常。

5.2.3應(yīng)檢查試塊是否有剩磁，如有必要，應(yīng)進行退磁。

5.2.4試塊的形狀和切槽應(yīng)如圖6所示。試塊上有焊縫時，切槽應(yīng)加工在焊縫趾部。

4

DB37/T4599—2023

圖6ACFM標(biāo)準(zhǔn)試塊

6其他要求

6.1表面處理

6.1.1采用焊、軋、鑄、鍛后的結(jié)構(gòu)自然表面狀態(tài)通常可獲得滿意的結(jié)果。如表面質(zhì)量影響檢測結(jié)果

時可進行一定的打磨。

6.1.2進行ACFM檢測前，被檢表面及鄰近25mm范圍區(qū)域內(nèi)，應(yīng)沒有污垢、銹皮、焊劑、磁性覆層或

其他可能影響檢測的外來物，使探頭可平穩(wěn)運動。

6.2表面剩余磁場要求

剩磁場會影響ACFM的感應(yīng)場并產(chǎn)生偽顯示，因此ACFM宜在磁粉檢測(MT)前進行。如果在MT后進

行ACFM，當(dāng)表面有剩磁場存在時，進行退磁。

6.3焊縫檢測區(qū)域的標(biāo)識

6.3.1焊縫位置及其標(biāo)識應(yīng)記錄在焊縫圖或標(biāo)識示意圖上。

6.3.2如在焊縫上作永久性標(biāo)記，可采用低應(yīng)力鋼印或振動工具，相關(guān)規(guī)范要求不應(yīng)打鋼印的除外。

5

DB37/T4599—2023

6.3.3每條焊縫應(yīng)通過參考系統(tǒng)定位和標(biāo)識。該系統(tǒng)應(yīng)允許標(biāo)識每條焊縫并可沿焊縫長度方向上指定

有規(guī)則的間隔。

7系統(tǒng)校準(zhǔn)

7.1基本要求

7.1.1整個ACFM系統(tǒng)應(yīng)在使用前后進行校準(zhǔn)和靈敏度核查。

7.1.2影響系統(tǒng)靈敏度的任何設(shè)定，在校準(zhǔn)、核查、檢測時應(yīng)一致。

7.2操作要求

7.2.1系統(tǒng)校準(zhǔn)

通過將探頭移過圖6中的標(biāo)準(zhǔn)試塊的切槽并注意其響應(yīng)。探頭在標(biāo)準(zhǔn)試塊焊縫無缺陷區(qū)域進行掃查，

設(shè)定此時梯度信號最大值的3倍為閾值。探頭沿著1號切槽長度方向掃查并與檢測面保持接觸。探頭的

掃查應(yīng)使得1號切槽的梯度信號最大值高于閾值，且Bx、Bz信號和蝶形圖為圖B.1所示典型信號，此

時校準(zhǔn)完成。

7.2.2靈敏度調(diào)整

7.2.2.1將探頭移過標(biāo)準(zhǔn)試塊上的2，3號切槽并注意其響應(yīng)，應(yīng)使得2，3號切槽的梯度信號最大值高

于閾值，同時，Bx、Bz信號和蝶形圖信號軌跡見圖B.1，此靈敏度下應(yīng)能清晰地分辨出每一個人工缺陷

信號，靈敏度調(diào)整完成。

7.2.2.2當(dāng)基本變素改變時，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)試塊上進行一次核查，按照7.2.2.1的要求對2，3號切槽重新

掃查，要求本次缺陷最大梯度信號與上次缺陷最大梯度信號的誤差不超過10%。

7.2.2.3至少每隔四個小時、檢測結(jié)束后，以及檢測過程中出現(xiàn)明顯異常時應(yīng)對系統(tǒng)靈敏度進行核查，

如果在標(biāo)準(zhǔn)試塊上切槽的信號響應(yīng)變化超過10%，上次核查以來檢測的部位應(yīng)進行復(fù)檢。

8檢測

8.1基本要求

8.1.1儀器探頭掃查速率應(yīng)控制在10mm/s～60mm/s。

8.1.2掃查時探頭與接觸面宜保持接觸，不能滿足時提離高度不大于5mm，同時應(yīng)避免提離效應(yīng)影響。

8.1.3檢測過程中，金屬結(jié)構(gòu)表面溫度宜控制在-40℃～80℃。金屬結(jié)構(gòu)表面溫度＞80℃時，按附錄

A執(zhí)行。

8.2掃查方式及區(qū)域

8.2.1檢測本體時，探頭沿著掃查區(qū)域進行掃查，檢測區(qū)域的長度為探頭的移動方向，檢測區(qū)域的寬

度取決于探頭的覆蓋區(qū)域。

8.2.2檢測焊縫時，探頭靠近焊縫一側(cè)的邊緣與焊縫趾部平齊，探頭前端垂直于焊縫長度方向。沿焊

縫趾部平行地移動探頭。然后在焊縫的另一側(cè)趾部作同樣的掃查。除非另有演示驗證，當(dāng)焊縫寬度大于

10mm時，在焊縫上增加一組掃查，掃查時探頭中心線與焊縫中心線重合。

8.2.3距工件邊緣20mm內(nèi)受到邊緣效應(yīng)影響，為檢測盲區(qū)。

8.2.4兩次相鄰檢測的掃查區(qū)域在長度和寬度方向應(yīng)有20%的覆蓋。

6

DB37/T4599—2023

8.3缺陷判定

8.3.1缺陷的判定按照附錄B執(zhí)行。

8.3.2應(yīng)區(qū)分一個特征信號是相關(guān)顯示、非相關(guān)顯示或偽顯示，非相關(guān)顯示和偽顯示應(yīng)加以證實，解

釋時應(yīng)明確不連續(xù)的位置。

9文件

9.1記錄顯示

當(dāng)Bx，Bz信號圖以及蝶形圖滿足圖B.1時，應(yīng)記錄此時該顯示范圍和位置。梯度信號信噪比不大

于3或者蝶形圖無閉合趨勢的顯示、至少應(yīng)記錄其位置。

9.2檢測記錄

對每次檢測，應(yīng)至少記錄以下內(nèi)容：

a)工藝規(guī)程編號和版本；

b)ACFM儀器型號和編號；

c)軟件編號和版本；

d)探頭型號和編號；

e)標(biāo)準(zhǔn)試塊；

f)被檢焊縫或表面編號和位置；

g)檢測時機；

h)檢測到的特征信號的示意圖或記錄表；

i)限制接近區(qū)域或不能接近的區(qū)域；

j)檢測人員資質(zhì)（有要求時）。

9.3檢測報告

應(yīng)根據(jù)檢測記錄，出具檢測報告，至少包括以下內(nèi)容：

a)工藝規(guī)程編號和版本；

b)ACFM儀器型號和編號；

c)探頭型號和編號；

d)標(biāo)準(zhǔn)試塊；

e)被檢焊縫或表面編號和位置；

f)檢測時機；

g)相關(guān)顯示及其位置、范圍；

h)限制接近區(qū)域或不能接近的區(qū)域；

i)檢測人員資質(zhì)（有要求時）。

7

DB37/T4599—2023

A

附錄A

（規(guī)范性）

非標(biāo)準(zhǔn)溫度下交流電磁場檢測規(guī)范

A.1基本要求

A.1.1非標(biāo)準(zhǔn)溫度檢測時，應(yīng)采用專用非標(biāo)準(zhǔn)溫度探頭進行。

A.1.2探頭表面應(yīng)使用隔熱材料進行防護，探頭與檢測表面不應(yīng)直接接觸。

A.1.3檢測過程中應(yīng)根據(jù)檢測對象和檢測要求，選擇大小、形狀、頻率合適的探頭。

A.2檢測

A.2.1檢測準(zhǔn)備

按照第6章規(guī)定對檢測表面進行相關(guān)處理和校準(zhǔn)。

A.2.2校準(zhǔn)

按照第7.2.1規(guī)定對系統(tǒng)進行校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)試塊溫度應(yīng)與待測部位表面溫度保持一致。

A.2.3靈敏度調(diào)整

按照第7.2.2規(guī)定對系統(tǒng)進行靈敏度調(diào)整。至少每隔30min，檢測結(jié)束后，以及檢測過程中出現(xiàn)明

顯異常時應(yīng)對系統(tǒng)靈敏度進行核查，如果在標(biāo)準(zhǔn)試塊上切槽的信號響應(yīng)變化超過10%，上次核查以來檢

測的部位應(yīng)進行復(fù)檢。

B

8

DB37/T4599—2023

附錄B

（規(guī)范性）

交流電磁場檢測操作摘要

B.1通則

在基本的交流電磁場檢測系統(tǒng)中，ACFM探頭沿著X方向掃查，探頭內(nèi)的激勵線圈在金屬結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)

生平行于Y方向的局部均勻感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的滲透深度與激勵頻率和材料電磁特性相關(guān)。位于探頭

正下方X方向兩側(cè)近距離內(nèi)的任何表面開口不連續(xù)，將中斷或干擾均勻感應(yīng)電流的流動。

B.1.1掃查寬度

在規(guī)定的發(fā)現(xiàn)概率下，探頭正下方覆蓋Y方向最大掃查寬度由探頭激勵線圈和接收磁場傳感器組件

設(shè)計決定，單探頭典型值為左右各5mm。

B.1.2缺陷波形

B.1.2.1通過接受磁場傳感器測量金屬結(jié)構(gòu)表面磁場的兩個主要分量Bx和Bz信號的大小來判定缺陷

的存在并確定缺陷尺寸，見圖