ICS 19.100 CCS J 04 团 体 标 准 T/CSTM 00421—2023 无损检测 磁声发射检测 Non-destructive testing —Detection for magneto acoustic emission 2023-03-24发布 2023-06-24 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00421— 2023 I 前 言 本文件参照 GB/T 1.1—2020 《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》 ， GB/T 20001. 4《标准编写规则 第4部分：试验方法标准》的规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国材料与试验 标准化委员会无损检测技术与设备 标准化领域委员会（CSTM/FC 94）提 出。 本文件由中国材料与试验 标准化委员会无损检测技术与设备 标准化领域委员会（CSTM/FC 94）归 口。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00421— 2023 1 无损检测 磁声发射检测 重要提示：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验 。本文件并未指出所有可能的安全问 题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。 1 范围 本文件规定了对铁磁性材料及构件进行磁声发射检测的一般要求。 本文件适用于有关产品、设备、材料磁声发射检测或为检测工艺规程的制定提供指南。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本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 12604.4 无损检测 术语 声发射检测 GB/T 20737 无损检测 通用术语和定义 3 术语和定义 GB/T 12604.4 和GB/T 20737 界定的以及下列 术语和定 义适用于本文件。 3.1 磁声发射 magneto acoustic emission MAE 铁磁性材料磁化过程中产生的声发射现象。 3.2 磁声发射信号 magneto acoustic emission signal 铁磁性材料在交变磁场作用下产生的具有一定包络形状的连续声发射信号，称为磁声发射信号 。 3.3 磁声发射信号特征 magneto acoustic emission profile 磁声发射信号所具有的特征，如均方根电压、峰值、振铃计数、包络面积、能量等。 3.3.1 均方根值 root-mean-square value RMS 磁声发射信号特征参数之一，对磁声发射信号取均方根值。 3.3.2 峰值 peak value 磁声发射信号特征参数之一，为磁声发射信号幅值的最大值 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00421— 2023 2 3.3.3 振铃计数 count 磁声发射信号特征参数之一，磁声发射中高于某一幅值门槛值的脉冲数量。 3.3.4 包络面积 envelope area 磁声发射信号特征参数之一，磁声发射信号波包的面积。 3.3.5 能量 energy 磁声发射信号特征参数之一，磁声发射信号波包所具有的的能量。 3.4 接收传感器 pick-up sensor 铁磁性材料磁化时，置于材料表面用于接收磁声发射信号的传感器。 3.5 激励磁场 magnetic excitation field 用于磁化铁磁性材料所施加的外界磁场。 3.6 励磁频率 magnetizing frequency 施加激励磁场的频率，用于控制交变磁场磁化材料周期。 3.7 励磁幅度 magnetizing amplitude 施加激励磁场的幅值，用于控制交变磁场强度，使铁磁性材料达到一定的磁化程度。 3.8 磁畴壁 magnetic domain wall 铁磁性材料内部相邻磁畴之间的过渡区。 3.9 畴壁位移 domain wall motion 铁磁性材料被磁化时，磁畴壁向着磁化方向移动。 3.10 磁化矢量转动 rotation of magnetization direction 铁磁性材料被磁化时，磁畴磁化矢量朝着磁场方向转动。 4 方法概要 4.1 原理 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00421— 2023 3 4.1.1当温度低于居里点时，铁磁性材料在交变磁场作用下其内部磁畴发生磁畴壁位移和磁畴磁化矢量 的转动，进而引起材料的塑性变形产生声发射 脉冲。采用压电晶片等位移敏感元件置于材料表面，可以 接收到声发射脉冲，并以电压信号形式输出，即为磁声发射。 4.1.2如图 1a)所示为铁磁性金属材料的磁滞回线。一般地，铁磁性金属材料在矫顽力 Hc附近即开始产 生声发射脉冲。磁场强度沿路径 a-b-c-d由Hmax降至 -Hmax，或者沿路径 d-e-f-a由-Hmax增至 Hmax 的过程中，磁畴壁位移和磁畴磁化矢量转动产生的声发射脉冲形成一个具有一定包络形状的信号包，该 信号包称为磁声发射信号。图 1b)为典型的磁声发射信号时域波形。 a ) 磁滞回线 b)图一个磁化周期内典型的磁声发射信号 图1 磁滞回线和典型磁声发射信号 4.2 特点 磁声发射信号是材料内部磁畴结构变化的结果。铁磁性金属材料微观组织结构、应力等使材料的磁 畴结构发生改变的因素均引起磁声发射信号的变化。因此，磁声发射检测具有以下和特点： a）可通过探测、分析材料的磁声发射信号评价材料微观组织结构和应力状态； b）可用于监测铁磁性材料或构件的微观组织结构结构或应力状态的变化。 4.3 局限性 磁声发射检测具有以下局限性： a）不适用于非铁磁性材料； b）在某些场合下检测后需要对工件进行退磁； c）量化困难。 4.4 应用 磁声发射可用于如下原材料生产、设备出厂和使用过程中的检测和监测： a）铁磁性金属板材、管材、棒材等的热处理质量评价； b）铁磁性金属材料或构件的应力评价； c）铁磁性构件的热脆性检测和评价； d）铁磁性金属构件的塑性变形、疲劳和蠕变损伤的检测和评价。 5 安全要求 5.1 本章没有列出进行检测时所有的安全要求，使用本文件的用户应在检测前建立安全准则。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00421— 2023 4 5.2 检测过程中的安全要求至少包括如下要素： a）在实施检测前，应 对检测过程中可能伤害检测人员的各种危险源加以辨识，并对检测人员进行 培训。 b）检测人员应遵守被检件现场的安全要求，根据检测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴有关防护 设备； c）在进行在线检测时，应制定特别的安全措施； d）在封闭空间进行操作时，应考虑氧气含量等相应因素，并采取必要的保护措施； e）在高空进行操作时，应考虑人员、检测设备器材坠落等因素，并采取必要的保护措施； f）在极端环境下进行操作时，如低温、高温等条件下，应考虑人员冻伤、烫伤、中暑等因素，并 采取必要的保护措施； g）检测时应注意磁场吸力导致的 人员受伤和设备损坏及其他辅助电子设备的影响； h）仪器操作中应注意仪器本身和导线高压漏电检查，避免高压放电对人体或物品造成危害。 6 人员要求 采用本文件进行检测的人员，应按照声发射或合同各方同意的体系进行资格鉴定与认证，或由雇主 或其代理对检测人员进行岗位培训和操作授权。 7 通用检测工艺规程 从事磁声发射检测的单位应按本文件的要求制定通用检测工艺规程，其内容至少应包括如下要素： a）适用范围； b）依据的标准、法规或其他技术文件； c）检测人员资格要求； d）检测设备和器材； e）被检产品信息及检测前的准备要求 ； f）检测时机； g）检测方法和检测步骤； h）检测的标记和原始数据记录要求； i）检测后的操作要求； g）检测结果的评价及处理方式； k）编制(级别)、审核（级别）和批准人； l）编制日期。 8 检测设备和器材 8.1 检测系统 磁声发射检测系统应至少包括磁声发射检测仪主机和传感器， 必要时还应有扫查装置和位置记录装 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00421— 2023 5 置。 8.2 检测仪主机 检测仪主机硬件一般包括信号发生器、功率放大器、磁化器、信号采集器、计算机等模块，如图