T-CSTM 01100-2023 应力场磁各向异性检测仪的性能与检验

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T/CSTM

—2023应力场磁各向异性检测仪的性能与检验Performance

and

field

by

magnetic

2023-12-22

发布 2024-03-22

实施

发布学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01100—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载 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》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综合标准化领域委员会（）提出。本文件由中国材料与试验标准化委员会综合标准化领域委员会（）归口。学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01100—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载 目前国内外关于仪器性能与检验/校准的标准/件是国家重点研发计划“国家质量基础设施

”专项-多维度应力场高准确度定量表征与测量关键技术研究的研究成果之一，配合

GB/T

33210

使用。本文件主要用于对基于磁各向异性残余应力相关检测设备的性能检验，是该类型检测仪器性能检验的规范性文本，其操作流程及检验内容如参数、项目、方法与结果表达也为其它磁性方法应力检测仪器的性能检验提供参考。学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01100—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载

方法、检验条件、检验结果表达和检验周期等。仪可以参照执行。

文件。GB/T228.1

金属材料

拉伸试验

第

1

部分：室温试验方法GB/T16923

钢件的正火与退火GB/T33210

无损检测 残余应力的电磁检测方法GB/T

金属材料

残余应力

声束控制法 GB/T

228.1、GB/T

33210及GB/T

38811

界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1磁各向异性

anisotropy材料的磁特性尤其是磁导率在应力作用下随方向变化，并在不同的方向上呈现出差异的性质。3.2应力检验系数

被检验仪器应力输出值与标定试件被施加应力值之间的关系系数。3.3学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01100—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载低应力试件

l

经过应力消除处理后、残余应力接近于零的待测试件。

应力场磁各向异性检测仪是应用应力致磁各向异性原理对铁磁性制品及构件进行应力场无损检测测的应力转换成可以测量的电量，达到应力检测的目的。与主应力的关系，根据

GB/T

33210

的规定，确定应力的检验值；通过多次比较多个定值载荷下应力检测值与试验机施加的单向拉伸应力的关系，达到仪器检验的目的。可用应力场磁各向异性检测仪进行应力场无损检测的常用铁磁性构件钢材的牌号见附录

A。

5.1

应力场磁各向异性检测仪各组件应齐全、有足够强度，主机、传感器和导线应连接牢固，无松动；5.2

应力场磁各向异性检测仪各工作单元用于插接信号传输线的插头插座应有锁定机构；5.3

应力场磁各向异性检测仪应附有使用说明书和检验合格证书、维护保养手册和使用记录等资料；5.4

应力场磁各向异性检测仪主机上应有铭牌标志，内容包括：——仪器名称；——型号规格；——生产厂家；——产品编号；——工作电压；——测量频率；——额定功率；——量程范围；——适用条件；序号项目名称要求检验方法条款号1外观及标志检查良好6.2.12应力测量范围600

6.2.2.13应力示值最大允许误差不超过量程的

5

%6.2.24检测重复度同一位置

5

次及以上应力检测结果的偏差≤

25

MPa6.2.3准ｏｍ标．ｃ学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ下载T/CSTM

01100—2023准ｏｍ标．ｃ学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ下载——分辨率。5.5

检验人员应经过专门培训，合格后方能上岗。

应力场磁各向异性检测仪的检验项目见表

1。表

1 应力场磁各向异性检测仪的检验项目

6.2.1

外观及标志检查响正常工作的机械损伤。6.2.2

应力示值最大允许误差检验6.2.2.1

应力场磁各向异性检测仪的检验步骤如下：1)

GB/T

228.1

质屈服强度应大于

）。为避免边界效应影响，建议试件厚度

5

、宽度不少于

mm。标定试件参考尺寸如图

1

所示。学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01100—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载图

1

检验试件参考尺寸2)

试验机准备：选择万能试验机，打开电源开关和液压泵开关后，设置试验程序如下：——夹具夹持力为

3～10

MPa（～

bar）；——程序类型为步进加载程序；——初始应力值经过换算为

0

——

10

——

60

s；——

650

MPa（约抗拉强度的

60

%）时，保载

60

s

后，加载程序自动停止。3)

1

kHz

1A实时电压显示为稳定值后。打开磁各向异性检测仪配套的测试软件，准备进行试验。4)

检验过程：将夹具调整为合适宽度，之后将试件放置在夹具中，调节夹具到灯亮起，将磁测仪探头放置在预定测点上，探头

X

方向于试件

X

方向对齐固定。准备完成后，将万能实验机上的测试旋钮旋转至

（检测）位置。然后点击电脑程序中开始按钮，开始试验。加载到设定值时，仪器保载，此时记录下该时电压值，直至完成检验。5)

数据处理：对记录的数据进行拟合处理，要求测试结果与加载应力之间的误差低于±3%。6.2.2.2

GB/T

228.1

和

7.2.2.1

7.1

规定的环境条件下，利用拉伸试验机对检验用标定试件进行拉伸试验，如图

2

所示。学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01100—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载图

2

应力场磁各向异性检测仪的检验流程6.2.2.3

10

60

测得的应力记录为

；重复进行

5

次检验，求出检验应力的平均值，记为

，基于

k；得到各设定应力

的应力检验系数，记录并将得到的各应力检验系数输入到被校仪器中。6.2.2.4

示值误差的最大值：选取另一件检验用的拉伸试件，在上述选取的数个应力数值，使得拉伸机

σ校仪器测量不少于

3

次重复测量显示的应力值

σ（i=1，2，3

…；j=1，2，3，…）；各应力测量点的示值误差

Δσ=Max∣σ-σ∣，应力场磁各向异性检测仪的示值误差的最大值按公式（１）计算：Δσ=Max（Δσ） ．．．．．．．．．．．． （１）6.2.2.5

退磁处理：用电磁线圈加交流电，产生交变电磁场，把要退磁的工件放入此交变电磁场中，然后把线圈中的交流电逐渐减小到零，如此重复多次。6.2.3

检验重复度基于上述同一应力测量点进行不少于

5

次重复测量结果记录，每次重复测量前按照

8.2.2.5

进行处理，应力场磁各向异性检测仪的检验重复度

按公式（２）计算：学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01100—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载SkSk

(j1

ij

-i)2n-1

．．．．．．．．．．．．

（２）式中：i

j

—基准应力

j

次检验的应力值；N—基准应力为

的总检验次数且

n；

—一组（n

次）测量值的算术平均值。

GB/T33210

的要求，具体条件要求如下：1）环境温度：（-35）℃，建议参考仪器使用温度进行检验;2）相对湿度：（50±20）%;3:

0.05T头直径

5

倍尺寸范围内，除检验装置和样品外不应有可能影响检测仪正常工作的其他物体;4）机械振动: 在稳固的平台上进行，检验区域内应无可察觉的机械振动。

7.2.1

检验用拉伸试验机要求如下：

650

；

400

；

拉伸负荷：大于

5

。7.2.2

检验用标定材质：检验用的标定试件应采用组织成分均匀的铁磁性材质制备，使用前进行退磁及去除应力处理。7.2.2.2

试件数量兔ｗｗｗ．ｂｚｆ兔ｘｗ．ｃｏｍ标准学下载T/CSTM

01100—2023兔ｗｗｗ．ｂｚｆ兔ｘｗ．ｃｏｍ标准学下载检验用的拉伸标定试件数量应不少于

2

于应力系数校正，另一件用于示值误差的最大值和检测重复度检验。7.2.2.3

标定试件残余应力的去除标定试件应为低应力试件，可选以下

3

种方式之一去除残余应力。a) 按

GB/T

16923，利用退火方法对金属标样进行去除应力处理；b) 按

GB/T

，利用高能声束方法对标样进行去除应力处理；c) 将试件在退火炉内加热至

760

30

分钟，而后炉冷至

400℃空冷。7.2.3

试件尺寸测量标定试件的尺寸测量可选用游标卡尺或螺旋测微器（千分尺）。建议选用精度不低于

mm

的测量工具。7.2.4

电源与信号频率外接交流电源频率应为

50

Hz，电压为

220V；仪器交流信号源频率为

Hz。

8.1

检验数据处理检验数据记录在附录

B

中表

B.1误差由公式（３）和公式（４）进行计算：B

12

3

4

55

........................................

(３)B

BB0式中：

—五次测量的平均值，单位为

；i—(i=1,

3,

5)分别为五次测量值，单位为

—绝对误差，单位为

MPa；

—标定试件输出的应力标准值，单位为

。

(４)学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01100—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载8.2

检验结果应记录在检验报告上。检验报告应包括以下信息：a) 检验报告名称；b)

承担检验任务的实验室名称和地址；c) 检验人姓名；d)

检验报告的唯一标识码或编号，每页及总页数的标识；e) 申请检验单位的名称及地址；f)

被检验设备的主要技术参数及编号；g)

检验日期；h)

检验依据的技术规范； 检验用仪器设备的准确度、证书号、检定单位和有效期限； 检验环境的描述；k)

检验结果及不确定度； 检验报告签发人的签名及日期；

检验结果对被检验对象的有效的声明。

应力场磁各向异性检测仪的检验间隔周期原则上不宜超过１年。钢材牌号等级抗拉强度使用场合Q195——315~390用于承载较小的零件，如铁丝、铁圈、垫铁、开口销、拉杆，冲压件及焊接件等。Q215A335~410用于拉杆、套圈、垫圈、渗碳零件及焊接件等。BQ235A375~460A、B

级用于金属结构件、强度要求不高的渗碳件和碳筒、轴以及接件；C、D

级用于重要的焊接结构件。BCDQ255A410~510高的零件。BQ275——490~610用于轴类、链轮、齿轮、吊钩等强度要求较高的零件。Q345A470~630A

级用于建筑物的柱、梁及一般机械零部件；B、C

级用于建筑结构的支撑构件、桥梁结构、船舶、汽车零部件及一般机械零部件；D、E

级用于桥梁、起重机、挖掘机、大型建筑物支撑构件及特殊工程机械。BCDE42CrMoA齿轮、后轴、受载荷极大的连杆及弹簧夹，也可用于2000

m

以下石油深井钻杆接头与打捞工具、折弯机模具等。．ｂｗｗ兔ｗ兔学ｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01100—2023．ｂｗｗ兔ｗ兔学ｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载附录

常用铁磁性构件钢材的牌号及其使用场合常用铁磁性构件钢材的牌号及其使用场合见表

A.1。表

A.1 常用铁磁性构件钢材的牌号及其使用场合检验单位检验时间年

月

日仪器/出厂编号委托单位检验依据环境温度（℃）环境湿度（%）25标定试件材质标定试件屈服强度MPa标定试件规格尺寸×

×

mm被检验仪器外观及标志情况检验结果序号基准应力值

（MPa）检验应力值及其平均值（MPa）应力示值最大误差max（MPa）检验重复度

S（MPa）最大相对误差(%)应力检验系数k

i

123456…最大检验应力MPa检验过程