CECS

T/CECS-xxx:202x

中國工程建設標準化協會標準

鋼構件應力超聲檢測技術規程

TechnicalSpecificationforUltrasonicDetection

ofStressinSteelMembers

（征求意見稿）

（提交反饋意見時，請將有關專利連同支持性文件一并附上）

XXXX出版社

中國工程建設標準化協會標準

鋼構件應力超聲檢測技術規程

TechnicalSpecificationforUltrasonicDetection

ofStressinSteelMembers

T/CECSXXX:202X

主編單位：哈爾濱工業大學（深圳）

深圳中建院建筑科技有限公司

批準部門：中國工程建設標準化協會

施行日期：202X年XX月XX日

前言

根據中國工程建設標準化協會（2021）建標協字第11號文《關于印發2021年第一批協

會標準制訂、修訂計劃的通知》，標準編制組經廣泛調查研究，認真總結實踐經驗，參考有

關國內外先進標準，在廣泛征求意見的基礎匕制定本標準。

本規程共分6章和2個附錄，主要技術內容包括：總則、術語和符號、基本規定、檢

測系統、應力聲時差系數標定、檢測流程等。

本規程由中國工程建設標準化協會建筑振動專業分會歸口管理，由哈爾濱工業大學（深

訓|）與深圳中建院建筑科技有限公司負責解釋，在使用中如發現需要修改和補充之處，請將

意見和資料徑寄解釋單位（地址：深圳市南山區桃源街道深圳大學城哈爾濱工業大學校區；

郵政編碼：518055；電子郵箱：20b954006@）。

主編單位：哈爾濱工業大學（深圳）

深圳中建院建筑科技有限公司

參編單位：福建省建研工程檢測有限公司

安徽省（水利部淮河水利委員會）水利科學研究院（安徽省水利工程質量

檢測中心站）

中路高科交通檢測檢驗認證有限公司

天津市建筑工程質量檢測中心有限公司

國機集團科學技術研究院有限公司

重慶市建筑科學研究院有限公司

云南特斯泰工程檢測鑒定有限公司

中國建筑第四工程局有限公司

天津大學

中建科工集團綠色科技有限公司

主要起草人：略

主要審查人：略

中國工程建設標準化協會

202x年xx月xx日

目次

1總則........................................................................1

2術語和符號......................................................................2

2.1術語...................................................................2

2.2符號...................................................................2

3基本規定........................................................................4

4檢測系統........................................................................5

4.1鋼構件超聲應力檢測儀.....................................................5

4.2超聲探頭組..............................................................5

4.3耦合劑...................................................................6

4.4溫度傳感器..............................................................6

5應力聲時差系數標定.............................................................7

5.1標定試件制備.............................................................7

5.2標定試驗規定.............................................................8

6檢測流程.......................................................................10

6.1檢測前準備..............................................................10

6.2檢測實施與要求..........................................................10

6.3補償與修正..............................................................11

6.4檢測報告................................................................12

附錄A檢測儀器的校準方法.......................................................13

附錄B鋼構件應力超聲檢測報告...................................................15

本規程用詞說明...................................................................16

引用標準名錄.....................................................................17

附：條文說明....................................................................17

Contents

1GeneralPrinciples.................................................................................................................................1

2TermsandSymbols..............................................................................................................................2

2.1Terms.........................................................................................................................................2

2.2Symbols....................................................................................................................................2

3Basicregulations..................................................................................................................................4

4Detectionsystem..................................................................................................................................5

4.1Steelultrasonicstressdetector................................................................................................5

4.2Ultrasonicprobegroup...........................................................................................................5

4.3Couplant...................................................................................................................................6

4.4Temperaturesensor.................................................................................................................6

5Calibrationofstressacoustictimedifferencefactor.........................................................................7

5.1Preparationofcalibrationspecimen.......................................................................................7

5.2Calibrationtestregulations....................................................................................................8

6Detectionprocess................................................................................................................................1()

6.1Preparationbeforetesting......................................................................................................10

6.2Detectionimplementationandrequirements......................................................................10

6.3Compensationandcorection................................................................................................11

6.4Detectionreport.....................................................................................................................12

AppendixACalibrationmethodofdetectioninstrument..................................................................13

AppendixBUltrasonicdetectionreportofsteelmemberstress.......................................................15

Explanationofwordinginthisspecification.........................................................................................16

Listofquotedstandards..........................................................................................................................17

Addition:Explanationofprovisions......................................................................................................18

1總則

1.0.1為規范鋼構件應力超聲檢測技術的應用，做到技術先進、安全可靠、經濟合理、方便

使用，制定本規程。

1.0.2本標準規定了使用臨界折射縱波測量鋼構件近表面應力的無損檢測方法。

1.0.3本標準適用于檢測鋼柱、鋼梁、鋼樓板、鋼支撐、鋼桁架等鋼構件彈性狀態下的單向

應力和平而應力。

1.0.4采用超聲法檢測鋼構件應力除應符合本標準外，尚應符合國家現行有關標準的規定。

2術語和符號

2.1術語

2.1.1縱波longitudinalwave

在介質中傳播時.，介質質點的振動方向與波傳播方向一致的聲波波型。

2.1.2第將界角firstcriticalangle

縱波斜入射到異質界面時，使縱波折射角為90。時的入射角。

2.1.3臨界折射縱波criticallyrefractedlongitudinalwave

超聲縱波以第一臨界角入射時，產生沿待測構件表面傳播的縱波。

2.1.4應力聲時差系數stress-acoustictimedifferencefactor

臨界折射縱波傳播距離固定時，應力改變量與聲時改變顯的比值。

2.1.5中心頻率centrefrequency

上、下截止頻率的算術平均值。

2.2符號

D——檢測區域深度；

f——探頭中心頻率；

K——應力聲時差系數，與待測鋼構件的材料和探頭間距有關，可通過拉伸試驗標

定獲得；

(——臨界折射縱波傳播方向與應力平行時的應力聲時差系數；

K\——臨界折射縱波傳播方向與應力垂直時的應力聲時差系數；

/——待測鋼構件中LCR波的傳播時間；

“——單向應力檢測中，標定試件在零應力狀態下LCR波的傳播時間；

心——平面應力檢測中，標定試件在冬應力狀態卜.LCR波的傳播時間：

工——待測鋼構件中，LCR波沿0。軸方向的傳播時間：

T2——待測鋼構件中，LCR波沿45°軸方向的傳播時間；

T3—待測鋼構件中，LCR波沿90°軸方向的傳播時間：

2

VPMMA——縱波在有機玻璃中的聲速：

匕2—縱波在待測鋼杓件中的聲速:

a——修正系數：

e——第一主應力與o°軸夾角：

^LCR------第~~'臨界角;

b——待測鋼構件的單向應力；

力——待測鋼構件的第一主應力：

%——待測鋼構件的第二主應力。

3

3基本規定

3.0.1檢測現場應具備安全作業條件，環境溫度宜在(0?50)℃范圍內，不宜在機械振動

和電磁卜擾環境下進行檢測。

3.0.2鋼構件檢測區域應無缺陷且表面粗糙度和形狀不影響超聲探頭與鋼構件的有效耦合。

3.0.3本標準檢測的鋼構件應力應為鋼構件近表面區域內沿臨界折射縱波傳播方向上的應

力平均值，其檢測深度應按下式計算：

口="1(3.0.3)

式中：D——檢測區域深度(mm)：

a---修正系數,建議取5.98(mnVns)；

f——探頭中心頻率(MHz)o

3.0.5檢測的鋼構件應力值。為正值時應表示拉應力，為負值時應表示壓應力。

4

4檢測系統

4.1鋼構件超聲應力檢測儀

4.1.1鋼構件超聲應力檢測儀可由脈沖收發儀、示波器等通用儀器構成，也可由具有脈沖收

發功能、波形數字化功能和H算機等軟硬件部分構成。

4.1.2鋼構件超聲應力檢測儀應至少具備以下功能：

1脈沖頻率范圍：lMHz~10MHz：

2超聲脈沖電壓范圍：50V?400V：

3超聲接收增益范圍：OdB?60dB：

4輸出阻抗匹配范圍：。?200Q；

5具有濾波功能且滿足上述脈沖頻帶范圍；

6具備波形顯示清晰、穩定的示波裝置；

7能對接收的超聲波波形進行數字化采集和存儲；

8能計和臨界折射縱波傳播時間和鋼構件應力值。

4.1.3鋼構件超聲應力檢測儀應具備產品合格證和使用說明書.并應在儀器的明顯位置標注

名稱、型號、制造廠名、商標、出廠日期等內容。

4.1.4鋼構件超聲應力檢測儀應由具備資質的校準機構進行校準，校準有效期不宜超過1

年。

4.1.5有卜列情況之一時，應按本標準附錄A規定的儀器校有方法進行鋼構件超聲應力檢

測儀校準：

1新儀器啟用前：

2超過校準有效期；

3更換主要零件或對儀器進行過調整：

4檢測數據異常；

5儀器遭受嚴重撞擊或其他損害。

4.2超聲探頭組

4.2.1超聲探頭組應由一個發射探頭和兩個接收探頭構成（圖4.2.1）。

5

圖421超聲探頭組

4.2.2超聲探頭組的入射角和接收角應調節為第一臨界角，第一臨界角應按下式計算：

k=arcsin（乎叢）（4.2.2）

?MCCI

式中：仇CR----第一臨界角（deg）；

%MMA——縱波在有機玻璃中的聲速（m/s）；

匕cu——縱波在待測鋼構件中的聲速（m/s）。

4.2.3探頭組中各探頭的性能參數應相同，且各項性能應符合現行國家標準《無損檢測超

聲檢測測量接觸探頭聲束特性的參考試塊和方法》GB/T18852的有關規定。

4.2.4應力聲時差系數標定、零應力聲時校準和實際檢測所用稀頭宜為同一組探頭。

4.2.5超聲探頭組應使用固定輔助工裝，將探頭與鋼構件連接牢固，保持探頭與鋼構件在應

力聲時差系數標定、零應力聲時校準和實際檢測過程中的耦合狀態一致。

4.2.6被檢測鋼構件表面為曲面時應使用曲率楔塊,并保持臨界折射縱波傳播聲程與標定時

一致，探頭與檢測面之間的間隙應符合《焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定》

GB/T11345的相關規定。

4.3耦合劑

4.3.1耦合劑應具有良好的潤濕性能和透聲性能，對構件應無腐蝕、易清理，對環境應無污

染，耦合劑可選擇機油、化學漿糊以及縱波專用耦合劑。

4.3.2當工件處于水平而上檢測時，宜選用液體類耦合劑：當工件處于豎立面檢測時，直選

用糊狀類耦合劑。

4.3.3應力聲時差系數標定、零應力聲時校準和實際檢測過程中，應使用相同的耦合劑。

4.4溫度傳感器

4.4.1檢測過程中應使用溫度傳感器測量鋼構件表面溫度，測量精度宜滿足0.1C。

4.4.2溫度傳感器可選擇熱電偶、點溫計和熱成像儀等。

6

5應力聲時差系數標定

5.1標定試件制備

5.1.1標定試件應采用與待測鋼構件相同牌號的鋼材，材料的金相組織狀態和表面粗糙度宜

相同。

5.1.2單向應力檢測應制備拉伸標定試件，拉伸標定試件的制備應符合現行國家標準《金屬

材料拉伸試驗第一部分溫室試驗方法》GB/T228.1的有關規定，拉伸標定試件的形狀應符

合圖5.1.2的規定，尺寸范圍可按表5.1.2的規定確定，允許加工誤差應在±0.1mm內，標定

區域的表面粗糙度Ra應小于10p.no

標定區里

7,一/

?%

?i1

i

b

圖5.1.2粒伸標定試件

表5.L2拉伸標定試件尺寸范圍單位：mm

總長度L平行長度Lc夾持寬度8平行寬度b厚度a導角半徑r

170~100060?80030?6015?403?1510-30

5.1.3平面應力檢測應制備壓縮標定試件，壓縮標定試件的制備應符合現行國家標準《金屬

材料室溫壓縮試驗方法》GB：T7314的有關規定，壓縮標定試件的形狀應符合圖5.1.3的規

定，尺寸范圍可按表5.1.3的規定確定，允許誤差應在±0.1mm內，標定區域的表面粗糙度

Ra應小于10pm。

圖5.1.3壓縮標定試件

7

表5.1.3壓縮標定試件尺寸范圍單位：mm

長度心寬度be厚度3

150?300100-20010?30

5.1.4標定試件應進行去應力處理，消除標定試件中的殘余應力，可采用如下方法之一：

1對標定試件進行去應力退火處理應符合現行國家標準《鋼件的正火與退火》GB/T16923

的有關規定：

2對標定試件進行振動時效去應力處理應符合現行國家標也《振動時效工藝參數選擇及

效果評定方法》GB/T25712的有關規定。

5.2標定試驗規定

5.2.1超聲探頭組底部應定量均勻地涂抹耦合劑，并應將探頭組穩定耦合于標定試件的標定

區域。

5.2.2鋼構件超聲應力檢測儀應按使用說明書調整至正常工作狀態。主要的參數設置應符合

下列要求：

1脈沖頻率應設置為與探頭中心頻率一致：

2激勵電壓岫值和超聲接收增益應調節到可實現穩定的臨界折射縱波發射與接收；

3應設置示波窗口的時基偏移與幅值標度，以捕捉清晰的臨界折射縱波波形；

4采樣模式宜選擇平均采樣，采樣速率宜設置為最大值。

5.2.3加載前，應采集臨界折射縱波信號，記錄標定試件零應力狀態對應的臨畀折射縱波傳

播時間。

5.2.4單向應力檢測應按現行國家標準《金屬材料拉伸試驗第一部分溫室試驗方法》GB/T

228.1的要求，在常溫環境（22±2）℃卜\對拉伸標定試件進行拉伸試驗，探頭布置應平行

于應力加載方向，以標定應力聲時差系數K。

5.2.5平面應力檢測應按現行國家標準《金屬材料室溫壓縮試殆方法》GR/T73I4的要求.

在常溫環境（22±2）C下，對壓縮標定試件進行壓縮試驗。標定應力聲時差系數（時，探

頭布置應平行于應力加載方向；標定應力聲時差系數K時，探頭布置應垂直于■應力加載方

向。

8

5.2.6標定試件應在材料彈性范圍內進行分級加載，加載應力道應不少于10個，重復加載

次數應不少于5次，采集不同應力下的臨界折射縱波信號，并記錄臨界折射縱波傳播時間和

萬能試驗機加載應力值，臨界折射縱波傳播時間應取重復加載測量數值的平均值。

5.2.7應計算加載條件下和零應力條件下臨界折射縱波傳播時間的聲時差，并繪制出時差和

加載應力值的線性擬合圖（圖5.2.7）,應力聲時差系數應按擬合的直線斜率取值。

S

S

副

M

謝

圖5.2.7應力聲時差系數擬合圖

注：圖中數據的試臉條件中，拉伸標定試件的材料為Q355B鋼材，探頭頻率為3MHz,聲程為40mm,環

境溫度23C。

9

6檢測流程

6.1檢測前準備

6.1.1應獲知被檢測構件的應力聲時差系數。

6.1.2應根據鋼構件受力形式與檢測需求，制定檢測方案，選擇探頭聲程、中心頻率與楔塊

形狀，明確探頭檢測位置。

6.1.3待測鋼構件檢測區應進行打磨，去除涂層、氧化層、油污，使其表面出現金屬光澤。

6.1.4檢測儀器應按本標準第5.2.2條的規定調整至正常工作狀態。

6.1.5應進行零應力聲時校準，超聲探頭組應穩定耦合于標定試件上，測量零應力狀態對應

的臨界折射縱波傳播時間或公。

6.2檢測實施與要求

6.2.1超聲探頭組底部應定量均勻地涂抹耦合劑，并應將探頭組穩定耦合于待測試件的檢測

區。

6.2.2超聲波探頭組與被檢測構件表面的耦合狀態宜與應力聲時差系數標定、零應力聲時校

準的耦合狀態一致。

6.2.3單向應力檢測實施與操作應符合下列要求：

1超聲探頭組的布置方向應與待檢測的應力方向一致：

2應重復采集檢測區域臨界折射縱波信號，采集次數宜不少于10次，臨界折射縱

波傳播時間應取多次采集的平均值；

3待測鋼構件中的單向應力。應按下式計算：

a=(6.2.3)

式中：b——待測鋼構件中的單向應力(MPa)：

/——待測鋼構件中LCR波的傳播時間(ns)；

/0——標定試件在零應力狀態下LCR波的傳播時間(ns)：

K——應力聲時差系數(MPa/ns)。

6.2.4平面應力檢測實施與操作應符合下列要求：

10

1超聲探頭組應以臨界折射縱波聲程的中點為圓點O,分別放置于檢測區0。、45。

和90。方向(圖624),初始方向0。無特殊要求，可由檢測人員按構件形狀進行設定：

2采集超聲探頭組在0。、45。和90。方向對應的臨界折射縱波信號，采集次數宜不少

于10次，臨界折射縱波傳播時間應取多次采集的平均值；

3待測鋼構件中的主應力值5、6以及第一主應力與。。軸的夾角。應按下式計算:

d也.1口-燈+口+與一切

CT.-1*+1------------------------------------

2((+KJ2z(%-%)

o/+15-―切+口+小耳)'(6.2

22((+&)2(5-KJ

n1"+7；-27；1

=-arctan—--------

2一)

式中：力——待測鋼構件的第一主應力(MPa)：

4——待測鋼構件的第二主應力(MPa)；

0第一主應力與0。軸夾角(deg)；

7；——標定試件在零應力狀態下LCR波的傳播時間(ns)；

7；——待測鋼構件中，LCR波沿0。軸方向的傳播時間(ns)；

T2——待測鋼構件中，LCR波沿45。軸方向的傳播時間(ns)；

7；—待測鋼構件中，LCR波沿90。軸方向的傳播時間(ns)；

(——臨界折射縱波傳播方向與應力平行時的應力聲時差系數(ns/MPa):

K,——臨界折射縱波傳播方向與應力垂直時的應力聲時差系數(ns/MPa)o

(a)0°(b)45°(c)90°

圖6.2.4平面應力檢測探頭組布置

①一發射探頭：②一第一接收探頭：③一第二接收探頭

6.3補償與修正

6.3.1當待測鋼構件的表面溫度與零應力聲時校準時的標定試件表面溫度差異在±25℃范圍

內時，應根據溫度差對零應力聲時進行溫度補償和修正。

11

6.3.2零應力聲時補償量應通過測量不同溫度卜臨界折射縱波傳播時間的變化量進行取值

（圖6.3.2）。

50----------------------------------------------------------

4<)

訓

2o

1o

o

1o

2O

-30

40

-30-20-10(I102030

溫度差4T(℃)

圖532零應力聲時補償量與溫度差的關系

注：圖中數據的試驗條件中，拉伸標定試件的材料為Q355B鋼材，探頭頻率為3MHz,聲程為40mm,基

準溫度25C。

6.4檢測報告

6.4.1檢測報告的內容應包拈下列信息：

1工程名稱、工程地址以及委托方信息：

2檢測單位、人員、口期、檢測環境溫度等；

3被測鋼構件名稱、鋼材型號、厚度、表面粗糙度、表面溫度和曲率等:

4檢測儀的潼波帶寬、采樣率、采樣點數等：

5探頭的型號、廠家、中心頻率和間距等：

6檢測方法、檢測區域、探頭布置等：

7鋼構件內部應力檢測的具體數值。

6.4.2檢測單位可按本標準附錄B《鋼構件應力超聲檢測報告》的規定編寫檢測報告。

附錄A檢測儀器的校準方法

A.1基本規定

A.1.1檢測儀的校準應采用力值溯源方法，利用萬能試驗機對拉伸試件進行加載，對比加

載應力與超聲檢測應力，判斷儀器測量結果是否準確。

A.1.2校準試驗的最大加載應力值不應低于材料屈服強度的2/3,并應在材料彈性范陶內。

A1.3校準溫度應在18℃-282范圍內。

A.2校準流程

A.2.1應在拉伸試件檢測區表面定量均勻地涂抹耦合劑，將探頭組穩定耦合于檢測區。

A.2.2應按本標準5.2.2條的規定將鋼構件超聲應力檢測儀調整至正常工作狀態。

A.2.3應利用萬能試驗機對拉伸試件進行拉伸應力加載，并使用檢測儀測量拉伸試件內部

應力，單次校準加載的載荷值應不少于10個，試驗過程應至少重復5次以上。

A.2.4應對比萬能試驗機加載應力值與鋼構件超聲應力檢測儀檢測的應力值。若偏差在

20MPa以下，則應認為檢測系統穩定可靠。否則，應檢查儀器各部分連接，并重新標定應

力聲時差系數與零應力聲時，重復加載試驗并檢測拉伸試件應力，直至測量偏差在20MPa

以下，校準結束。校準應采用圖A24的流程。

［校準開始）

|校準結束）

圖A2.4儀器校準流程圖

13

A.3校準報告

A.3.1鋼構件應力超聲檢測儀器校準報告應包括下列信息:

1注明采用本標準附錄；

2使用萬能試驗機的型號及參數；

3使用拉伸試件的鋼材型號、尺寸及屈服強度：

4被校準儀器的型號和性能指標；

5校準試驗過程加我的我荷和對應的檢測結果；

6校準日期和環境溫度。

14

附錄B鋼構件應力超聲檢測報告

表B鋼構件應力超聲檢測報告

報告編號

鋼構件應力超聲檢測報告檢測日期

環境溫度

工程名稱

工程地址

委托單位試驗委托人

構件名稱鋼材型號

厚度曲率

表面粗糙度表面溫度

儀器型號濾波帶寬

采樣率采樣點數

探頭型號廠家名稱

中心頻率探頭間距

檢測方法、檢測區域與探頭布置說明：

測點序號應力值（MPa）測點序號應力值（MPa）測點序號應力值（MPa）

123

456

?????????

檢測審核批準

檢測單位

報告日期

15

本規程用詞說明

1為了便于在執行本規程條文時區別對待，對要求嚴格程度不同的用詞說明如下：

1）表示很嚴格，非這樣做不可的：

正面詞采用“必須”：反面詞采用“嚴禁”。

2）表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的：

正面詞采用“應”；反面詞采用“不應”或“不得”。

3表示允許稍有選擇：在條件許可時首先應這樣做的：

正面詞采用“宜”；反面詞采用“不宜”。

4表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用“可”。

2標準中指明應按其他有關標準執行的寫法為：“應符合……的規定”或“應按......執

16

引用標準名錄

《鋼結構現場檢測技術標準》GB/T50621

《無損檢測人員資格鑒定與認證》GB/T9445

《無損檢測術語超聲檢測》GB/T12604.1

《無損檢測殘余應力超聲臨界折射縱波檢測方法》GB/T32073

《無損檢測超聲檢測超聲衍射聲時技術檢測和評價方法》GB/T23902

《無損檢測殘余應力超聲體波檢測方法》GB/T38952

《無損檢測超聲檢測測量接觸探頭聲束特性的參考試塊和方法》GB/T18852

《焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定》GB/T11345

《金屬材料拉伸試驗第一部分溫室試驗方法》GBfT228.1

《金屬材料室溫壓縮試驗方法》GB/T7314

《鋼件的正火與退火》GB/T16923

《振動時效工藝參數選擇及效果評定方法》GB/T257I2

《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程》CECS02:2005

中國工程建設標準化協會標準

鋼構件應力超聲檢測技術規程

TechnicalSpecificationforUltrasonicDetection

ofStressinSteelMembers

T/CECSXXX:202X

條文說明

18

制定說明

本標準制定過程中，編制組進行了鋼構件應力超聲檢測技術發展現狀的調查研究，總結

了我國建設工程中應用超聲法檢測鋼構件應力的實踐經驗，同時參考了國外先進技術法規、

技術標準，通過對鋼構件應力超聲檢測技術的檢測儀器性能參數、應力聲時差系數標定和檢

測實施流程的研究，取得了階段性成果。

本標準編制原則為：（1）科學合理、具有可操作性；（2）實事求是，規程使用人應嚴

格遵守規程有關規定；（3）提高效率的同時又能保證質量等。

關于鋼構件應力超聲檢測的應力聲時差系數標定、檢測結果補償與修正以及檢測儀器校

準等重要問題，編制組給出了具有可操作性的解決措施，編制組將對其他尚需深入研究的有

關問題多方取證、試驗探究和工程應用后對規程進行更新補充。

為便于廣大技術和管理人員在使用本規程時能正確理解和執行條款規定，《鋼構件應力

超聲檢測技術規程》編制組按章、節二條順序編制了本標準的條文說明，對條款的規定的目

的、依據以及執行中需注意的有關事項等進行了說明.本條文說明不具備與標準正文及附錄

同等的法律效力，僅供使用者作為理解和把握標準規定的參考。

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目次

1總則.......................................................................21

2術語和符號.....................................................................22

3基本規定.......................................................................23

4檢測系統.......................................................................24

4.1鋼構件超聲應力檢測儀...................................................24

4.2超聲探頭組.............................................................24

4.3耦合劑..................................................................25

4.4溫度傳感器.............................................................25

5應力聲時差系數標定............................................................26

5.1標定試件制備............................................................26

5.2標定試驗規定............................................................26

6檢測流程.......................................................................28

6.1檢測前準備..............................................................28

6.3補償與修正..............................................................28

附錄A檢測儀器的校準方法.......................................................29

20

1總貝！I

1.0.1近年來，我國興建了大量鋼結構建筑，結構當前狀態下重要鋼構件的應力信息是評價

結構整體安全狀態的匿接指標，對結構的安全鑒定和評價有重要意義。超聲波法因其具有穿

透力強、檢測速度快且精度較高、檢測裝置經濟便攜、對構件無損等特點，非常適用于鋼構

件的應力檢測。隙著鋼構件應力超聲檢測技術的不斷發展，編制組對此開展了大量試驗研究

和實際工程驗證工作，形成了可行的檢測方法。在木規程的編制過程中遵循先進性、科學性、

協調性和可操作性原則，深入總結國內外先進成熟的技術理論、科學研究和工程案例，同時

針對一些關鍵條款內容開展專題研究，將研究成果納入本規程。本規程將有效規范鋼構件應

力超聲檢測技術的應用，做到技術先進、安全可靠、經濟合理、方便使用。

1.0.2本標準采用臨界折射縱波作為檢測波型，臨界折射縱波沿鋼構件近表面傳播，其檢測

深度與超聲探頭中心頻率有關，檢測深度計算公式見第3章。

1.0.3縱波在材料中傳播的聲彈性方程僅在材料處于彈性階段成立，因此本標準適用于檢測

鋼構件彈性狀態下的單向應力和平面應力。

1.0.4本條規定在鋼構件的超聲應力檢測工作中，除執行本準的規定外，尚應執行國家現行

的有關標出、規范的規定。這些現行的國家有關標準、規范主要是《鋼結構設計標準》GB

50017、《鋼結構現場檢測技術標準》GB/T50621、《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB

50205、《無損檢測殘余應力超聲臨界折射縱波檢測方法》GB/T32073以及相應的鋼結構

超聲檢測標準等。

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2術語和符號

本章給出的術語和符號是參考現行國家標準《無損檢測術語超聲檢測》GB/T12604.1、

《無損檢測殘余應力超聲臨界折射縱波檢測方法》GB/T32073的規定，并結合本標準的具

體情況給出。

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3基本規定

3.0.1本條對檢測現場進行規定。鋼結構檢測忖周邊環境狀況比較復雜，特別是在施工現場

存在交叉作業、高墜、磕碰等高危因素，檢測人員開展檢測前，應做好自身安全防護，隨時

關注檢測時現場周邊情況，確保安全前提下再開展檢測工作：檢測現場的環境溫度宜在儀器

的工作溫度范圍內，確保檢測數據的真實可靠；檢測現場的機械振動和電磁干擾會對超聲波

產生影響，宜避免在此類環境下檢測。

3.0.2本條對檢測區域進行規定。鋼構件檢測區域缺陷將影響臨界折射縱波聲時的測量，檢

測過程中應避開缺陷部位。同時，應避開超聲探頭難以與構件表面耦合的部位檢測，如表而

形狀不規則的區域。

3.0.3本條對檢測應力值的范圍進行規定。臨界折射縱波是在鋼構件表面以下一定深度區域

傳播的，其傳播路徑上的應力均會影響臨界折射縱波傳播速度，因此本標準檢測的應力是該

區域的應力平均值。同時，臨界折射縱波檢測深度的計算公式參考國標GB/T32073-2015中

7.1.1條的規定。

3.0.5本條對檢測應力值的正負號進行規定。鋼構件內部應力會影響臨界折射縱波傳播速

度，拉伸應力使臨界折射縱波聲速變慢，傳播聲時延長；壓縮應力使臨界折射縱波聲速變快,

傳播聲時縮短：因此，應力檢測公式計算得到的應力值6正值表示拉應力，負值表示壓應

力，并與材料力學中關于拉壓應力的正負號規定統一。

23

4檢測系統

4.1鋼構件超聲應力檢測儀

4.1.1本條闡述鋼構件超聲應力檢測儀的組成,參考國標GB/T38952-2020中6.3節的規定。

4.1.2本條闡述鋼構件超聲應力檢測儀的基礎功能要求。

1鋼構件超聲應力檢測儀產生的激勵電信號脈沖頻率應與超聲探頭中心頻率基本一致，

這樣才可最大程度激發探頭的壓電晶片振動。

2當臨界折射縱波在鋼構件中傳播衰減較大時，應調節脈沖電壓，增大臨界折射縱波信

號幅值。

3當超聲波接收信號出現抖動或幅值較小時，應調節接收漕益，使檢測儀可捕捉穩定、

清晰的臨界折射縱波信號。

4當系統阻抗差異較大時，信號會產生畸變，應調節脈沖發射器阻抗。

5接受的超聲波信號中具有喙聲信號，波形中呈現較多毛刺，影響聲時的測量。鋼構件

超聲應力檢測儀應具有濾波功能，消除超聲信號中的噪聲，使波形光滑。

6為使檢測人員可以捕捉到臨界折射縱波，檢測儀應具有穩定、清晰的波形顯示系統。

7鋼構件超聲應力檢測儀應將所接收的超聲信號經高速AQ轉換為離散的數字信號并

直接輸入計第機，通過相關軟件進行分析處理。

8鋼構件超聲應力檢測儀應具有對超聲信號進行數據處理，自動計算臨界折射縱波傳播

時間和鋼構件應力值的功能，降低人為干擾，提高檢測效率，可在儀器內部或專用的分析處

理軟件上自動實現。

4.1.3本條規定主要為了保證檢測儀器的性能指標滿足本規程的要求，禁止粗制濫造和假冒

偽劣儀器的使用。

4.1.4儀器的校準是為了保證儀器在標準狀態下進行檢測，儀器的標準狀態是統一儀器性能

的基礎，只有采用質量統一、性能一致的儀器，才能保證檢測結果的準確性和可靠性。

4.1.5本條規定/鋼構件超聲應力檢測儀應進行校準的各類情況，特別是針對第4款的規

定，在使用過程中要注意觀察判斷檢測數據是否有異常，如儀器無法捕捉清晰、穩定的臨界

折射縱波信號，測量應力值超過材料的強度極限和測量數據不穩定等情況。

4.2超聲探頭組

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4.2.1本條規定了超聲探頭組的構成。本標準采用一發雙收探頭組進行鋼構件應力檢測，相

較于一發一收探頭組，一發雙收探頭組具有如下優勢：

1聲程便于測量。一發雙收探頭組的聲程為兩個接收探頭的間距；

2聲時捕捉更為精確。由于兩接收探頭性能參數相同，接收信號的波形相似，使得聲時

捕捉更精確；

3受溫度影響小。由于兩接收探頭尺寸和耦合狀態一致，捕捉的聲時僅為在鋼構件中傳

播的聲時，避免了耦合劑和聲楔塊熱膨脹導致的聲時變化。

4.2.2縱波在有機玻璃和鋼材中的聲速分別為2730m/s和5900m/s,根據式(422)中即可

得到縱波從有機玻璃入射到鋼構件中的第一臨界角為27.6%由于不同批次、型號的鋼材內

部的金相組織不同，超聲波的聲速不為定值，因此在實際檢測近程中，入射角可在27.6。附

近調整，使臨界折射縱波信號幅值達到最大。

4.23《無損檢測超聲檢測測量接觸探頭聲束特性的參考試次和方法》GB/T