《圓鋼相控陣超聲檢測方法》

（征求意見稿）

編制說明

一、工作簡況

、任務(wù)來源

1本項目是依據(jù)國家標準化管理委員會文件國標委[2023]63號文“國家標準

化管理委員會關(guān)于下達2023年第四批推薦性國家標準計劃及相關(guān)標準外文版計

劃的通知”下達的項目計劃，項目編號為20232292-T-605，項目名稱為“圓鋼相

控陣超聲檢測方法”。本項目是制定項目，主管部門為中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會，歸口

單位為全國鋼標準化技術(shù)委員會，主要起草單位：武漢中科創(chuàng)新技術(shù)股份有限公

司、冶金工業(yè)信息標準研究院等，計劃完成時間為2025年。

、主要工作過程

2起草(草案、調(diào)研)階段:計劃下達后，2024年1月全國鋼標委鋼產(chǎn)品無損檢

測分委員會組織各起草單位成立了起草工作組，由武漢中科創(chuàng)新技術(shù)股份有限公

司牽頭成立了標準編制工作組，負責主要起草工作。工作組對國內(nèi)外圓鋼相控陣

超聲檢測方法的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展情況進行全面調(diào)研，同時廣泛搜集相關(guān)標準和國

內(nèi)外技術(shù)資料，進行了大量的研究分析、資料查證工作，結(jié)合實際應(yīng)用經(jīng)驗，進

行全面總結(jié)和歸納，在此基礎(chǔ)上提出《圓鋼相控陣超聲檢測方法》標準修訂草案

初稿。經(jīng)工作組及有關(guān)專家研討后，對標準草案初稿進行了認真的修改，于2024

年5月形成了標準征求意見稿及其編制說明等相關(guān)附件，報全國鋼標委鋼產(chǎn)品無

損檢測分委員會秘書處。

、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

3本標準由武漢中科創(chuàng)新技術(shù)股份有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院、XXX、

XXX、XXX等單位共同起草。

主要成員:XXX、XXX、XXX等。

所做的工作:XXX任工作組組長，主持全面協(xié)調(diào)工作，負責對各階段標準的

審核;XXX為本標準主要執(zhí)筆人，負責本標準的具體起草與編制;XXX負責國內(nèi)

外相關(guān)技術(shù)文獻和資料的收集、分析及資料查證，對產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、性能和使用

經(jīng)驗進行總結(jié)和歸納;XXX負責對國內(nèi)外產(chǎn)品和技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展情況進行全

面調(diào)研，XXX負責對各方面的意見及建議進行歸納、整理。

二、標準編制原則

本標準在制定/修訂過程中，遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推

出、及時修訂、不斷完善”的原則，注重標準修訂與技術(shù)創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)

推進、應(yīng)用推廣相結(jié)合，本著先進性、科學性、合理性和可操作性以及標準的目

標、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性和規(guī)范性的原則來進行本標準的制定/修

訂工作。

未采用國際標準的制修訂的標準：

本標準在起草過程中主要按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：

標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的要求編寫。在確定本標準主要技術(shù)指標時，綜

合考慮生產(chǎn)企業(yè)的能力和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)濟、社會效益，充分體現(xiàn)了

標準在技術(shù)上的先進性和合理性。

三、主要內(nèi)容說明

本標準介紹采用相控陣超聲技術(shù)檢測圓鋼的方法。使用全新的檢測聲束的控

制方法、掃描方式和成像結(jié)果顯示等技術(shù)，形成了獨特的圓鋼相控陣檢測和校準

流程。

本標準介紹2種圓鋼相控陣超聲檢測方法：1.采用軸向電子掃描方式時，

相控陣探頭相對于圓鋼做圓周掃查，并沿軸向移動，形成螺旋線掃查；2.采用

周向電子掃描方式時，相控陣探頭相對于圓鋼做直線移動或圓鋼直線通過相控陣

探頭陣列進行掃查，聲束沿周向電子掃描，形成對圓鋼圓柱表面的全面覆蓋掃查。

本標準規(guī)定了圓鋼相控陣超聲檢測的檢測要求、對比試樣、聲束有效寬度測

量、檢測設(shè)備、檢測條件、設(shè)備調(diào)校、復驗和檢測、判定、檢測記錄和報告等。

本文件適用于直徑8mm～400mm圓鋼的相控陣超聲自動或半自動檢測。手動

檢測以及其他規(guī)格的圓鋼相控陣超聲檢測可參照本文件執(zhí)行。

本標準的主要章節(jié)為：1-范圍、2-規(guī)范性引用文件、3-術(shù)語和定義、4-檢

測要求、5-對比試樣、6-聲束有效寬度測量、7-檢測設(shè)備、8-檢測條件、9-設(shè)

備調(diào)校、復驗和檢測、10-判定、11-檢測記錄和報告。

本標準的主要內(nèi)容：

（1）范圍：規(guī)定了本標準適用的圓鋼類型和檢測形式要求；本方法標準

為GB/T37566-2019的標準體系優(yōu)化方案，范圍定義與GB/T

37566-2019保持一致；

（2）規(guī)范性引用文件：經(jīng)過仔細查對，本標準中引用的標準名稱和引用內(nèi)

容都是正確的。標準正文里涉及到了的所有這些標準的標號或引用了

部分內(nèi)容；

（3）術(shù)語和定義：增加了圓鋼相控陣檢測相關(guān)術(shù)語的定義；

（4）檢測要求：對檢測波型、檢測方式、耦合方式及檢測人員進行了一般

要求，參照GB/T37566《圓鋼超聲檢測方法》的檢測要求；另外根

據(jù)相控陣超聲檢測特點對電子掃描和機械掃查方式進行了要求。

（5）對比試樣：參考GB/T37566對比試樣中的人工缺陷確定橫孔位置及

尺寸的制作要求，并新增用于測量相控陣有效聲束寬度的人工缺陷制

作要求。

（6）聲束有效寬度測量：介紹了相控陣縱波、橫波有效聲束寬度測量方法；

（7）檢測設(shè)備：規(guī)定了相控陣超聲檢測儀器、探頭、主機、機械傳動裝置

及輔助裝置和檢測系統(tǒng)的性能或功能要求。相控陣超聲采用獨立控制

相位的陣列探頭技術(shù)，合成控制檢測聲束的位置、方向和聚焦，并實

現(xiàn)電子掃描。儀器設(shè)備和探頭按GB/T42399.1-2進行性能測試和驗證；

（8）檢測條件：規(guī)定了圓鋼相控陣檢測前的通用要求及技術(shù)條件，確保在

檢測過程中，圓鋼檢測的有效性。

（9）設(shè)備調(diào)校、復驗和檢測：規(guī)定了相控陣檢測前需要根據(jù)規(guī)定的對比試

塊對檢測設(shè)備進行準備、調(diào)校和驗證，設(shè)置檢測參數(shù)及檢測過程中掃

描聲束與機械速度的匹配，以保證檢測的全覆蓋及缺陷信號都可以被

有效識別。

（10）判定：參照GB/T37566對檢測結(jié)果進行合格/不合格判定；

（11）檢測記錄和報告：本標準參照GB/T41966《無縫鋼管相控陣超聲檢測

方法》，規(guī)定了圓鋼相控陣檢測所需的記錄和報告中所需的參數(shù)和圖

形；

本標準優(yōu)勢在于基于相控陣超聲方法檢測圓鋼，使用了全新的檢測聲束的控

制方法、掃描方式和成像結(jié)果顯示等技術(shù)，實現(xiàn)了高分辨率，高靈敏度和連續(xù)覆

蓋的高速掃描和成像檢測，提高了缺陷檢測能力和方法可靠性，并形成了獨特的

圓鋼相控陣檢測和校準流程。

本標準的全部內(nèi)容，經(jīng)過標準起草工作組協(xié)商一致。

四、主要試驗(或驗證)情況

征求意見同時，組織國內(nèi)相關(guān)企業(yè)對標準中重要技術(shù)指標或性能指標、檢測

能力進行驗證。驗證情況如下：

4.1軸向電子掃描檢測系統(tǒng)

4.1.1基本原理

系統(tǒng)采用相控陣線陣技術(shù)，由不同活性的陣列晶片，以恒定的發(fā)射角產(chǎn)生的

波束形成的線掃視圖。分度點以線性移動，其視圖將以某一個波束角度的平行四

邊形方式顯示。線掃示意圖（見圖1）。

圖1線掃示意圖

采用軸向電子掃描方式時，相控陣探頭相對于圓棒做圓周掃查，并沿軸向移

動，形成螺旋線掃查路徑（見圖2）。

圖2軸向電子掃描機械掃查圖

4.1.2試驗系統(tǒng)

設(shè)備：水浸式自動化檢測系統(tǒng)（見圖3）

儀器：HSD-PA(32/128)自動化相控陣檢測模塊

探頭：5L128-1.2×12一維線陣相控陣探頭

圖3水浸式自動化檢測系統(tǒng)

檢測方法：探頭置于鋼棒上方，離工件表面一定有距離水層，水層厚65mm。

探頭高度不變，主動軸平行于鋼棒沿軸向掃查，

4.1.3試驗樣件

樣件尺寸：直徑254mm，長670mm樣棒

樣件材質(zhì)：GH4169合金

人工缺陷：將試驗樣件按表1數(shù)據(jù)加工，示意圖見圖4。

表1缺陷加工尺寸表

缺陷標識缺陷當量深度（mm）缺陷標識缺陷當量深度（mm）

A1FBH0.81.5A2FBH0.819.8

A3FBH0.845.2A4FBH0.870.6

A5FBH0.896A6FBH0.8121.4

A7FBH0.8146.8A8FBH0.8172.2

A9FBH0.8197.6

圖4樣棒刻傷圖

4.1.4試驗結(jié)果

檢測效果圖見圖5~12，紅色A閘門內(nèi)顯示為缺陷反射波幅。

圖5A2平底孔(FBH0.8，深度19.8mm)檢測圖

圖6A3平底孔(FBH0.8，深度45.2mm)檢測圖

圖7A4平底孔（FBH0.8，深度70.6mm）檢測圖

圖8A5平底孔（FBH0.8，深度96mm）檢測圖

圖9A6（FBH0.8，深度121.4mm）檢測圖

圖10A7平底孔（FBH0.8，深度146.8mm）檢測圖

圖11A8平底孔（FBH0.8，深度172.2mm）檢測圖

圖12A9平底孔（FBH0.8，深度197.6mm）檢測圖

通過以上檢測圖像可以看出，本次檢測獲得的缺陷信號波幅好，檢測靈敏度

高，每個平底孔的深度誤差都在5mm以內(nèi),圖像清晰直觀。在該深度范圍內(nèi)可以

獲得良好的檢測結(jié)果。

4.2周向電子掃描檢測系統(tǒng)

4.2.1基本原理

采用周向電子掃描方式時，相控陣探頭相對于圓鋼做直線移動或圓鋼直線通

過相控陣探頭陣列進行掃查（見圖4）。聲束沿周向電子掃描，形成對圓鋼圓柱

表面的全面覆蓋掃查。

圖13周向電子掃描機械掃查圖

4.2.2試驗系統(tǒng)

設(shè)備：水浸式自動化檢測設(shè)備（見圖3）

儀器：HSD-PA(32/128)自動化相控陣檢測模塊

探頭：5M1281×16R160凹陣探頭

檢測方法：圓鋼原地不動，探頭沿平行于鋼棒沿軸向掃查。

4.2.3試驗樣件

樣件尺寸：直徑145mm，長500mm鋼棒（見圖14）

樣件材質(zhì)：不銹鋼

人工缺陷：將試驗樣件按表2數(shù)據(jù)加工

表2試件臺階及缺陷加工尺寸表

缺陷深度臺階(mm)

缺陷標識缺陷當量缺陷標識缺陷當量缺陷標識缺陷當量

（mm）（長×厚)

A2-1FBH0.8A2-2FBH1.2//1055×20

A3-1FBH0.8A3-2FBH1.2//3060×40

A4-1FBH0.8A4-2FBH1.2//65110×75

A5-1FBH0.8A5-2FBH1.2A5-3FBH2.085100×95

A6-1FBH0.4A6-2FBH0.8A6-3FBH1.2130100×140

圖14圓鋼試件

4.2.4試驗結(jié)果

檢測效果圖見圖15~28，紅色A閘門內(nèi)顯示為缺陷反射波幅。

圖15A2-1平底孔(FBH0.8埋深10mm)檢測圖

圖16A2-2平底孔(FBH1.2埋深10mm)檢測圖

圖17A3-1平底孔(FBH0.8埋深30mm)平底孔檢測圖

圖18A3-2平底孔（FBH1.2埋深30mm）檢測圖

分別對A4-1，A5-1和A4-2，A5-2，A6-3不同深度的平底孔制作DAC曲線，

做增益補償。

圖19A4-1平底孔（FBH0.8埋深65mm）檢測圖

圖20A4-1曲線補償后平底孔（FBH0.8埋深65mm）檢測圖

圖21A4-2平底孔（FBH1.2埋深65mm）檢測圖

圖22A4-2曲線補償后平底孔（FBH1.2埋深65mm）檢測圖

圖23A5-1平底孔（FBH0.8埋深85mm）檢測圖

圖24A5-1曲線補償后平底孔（FBH0.8埋深85mm）檢測圖

圖25A5-2平底孔（FBH1.2埋深85mm）檢測圖

圖26A5-2曲線補償后平底孔（FBH1.2埋深85mm）檢測圖

圖27A6-3平底孔（FBH1.2埋深130mm）檢測圖

圖28A6-3曲線補償后平底孔（FBH1.2埋深130mm）檢測圖

以上實驗通過使用相控陣超聲檢測技術(shù)，采用一維線陣探頭對目標試件進行

了全面的無損檢測與分析，獲得到了高分辨率的圖像，準確的定位了缺陷的位置，

證明了相控陣技術(shù)的高效檢測能力。

五、標準中涉及專利的情況

本標準不涉及專利問題。

六、預期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況

本標準首次制定；本標準充分納入和反映了當今新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的

先進技術(shù)成果，為圓鋼相控陣超聲檢測技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐，

為指導和規(guī)范圓鋼相控陣超聲檢測提供了依據(jù)，有利于提高檢測效率。

通過標準的制定和實施，將促進檢測效率提升，增強產(chǎn)品的國內(nèi)外市場競爭

力，同時為推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化升級創(chuàng)造條件，對規(guī)范市場競爭，引導市場

良性發(fā)展，加快我國圓鋼無損檢測技術(shù)快速發(fā)展具有積極的促進作用。

六、與國際、國外對比情況

本標準沒有采用國際標準。

本標準制定/修訂過程中未查到同類國際、國外標準。

本標準制定/修訂過程中未測試國外的樣品。

本標準水平為國內(nèi)先進水平。

七、在標準體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標準，

特別是強制性標準的協(xié)調(diào)性

本標準與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標準協(xié)調(diào)一致。

八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無。

九、標準性質(zhì)的建議說明

建議本標準的性質(zhì)為推薦性國家標準。

十、貫徹標準的要求和措施建議

一般情況下，建議本標準批準發(fā)布6個月后實施。

十一、廢止或代替現(xiàn)行相關(guān)標準的建議

無。

十二、其他應(yīng)予說明的事項

無。

《圓鋼相控陣超聲檢測方法》國家標準編制工作組

2024年5月11日

《圓鋼相控陣超聲檢測方法》

（征求意見稿）

編制說明

二0二四年五月

《圓鋼相控陣超聲檢測方法》

（征求意見稿）

編制說明

一、工作簡況

、任務(wù)來源

1本項目是依據(jù)國家標準化管理委員會文件國標委[2023]63號文“國家標準

化管理委員會關(guān)于下達2023年第四批推薦性國家標準計劃及相關(guān)標準外文版計

劃的通知”下達的項目計劃，項目編號為20232292-T-605，項目名稱為“圓鋼相

控陣超聲檢測方法”。本項目是制定項目，主管部門為中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會，歸口

單位為全國鋼標準化技術(shù)委員會，主要起草單位：武漢中科創(chuàng)新技術(shù)股份有限公

司、冶金工業(yè)信息標準研究院等，計劃完成時間為2025年。

、主要工作過程

2起草(草案、調(diào)研)階段:計劃下達后，2024年1月全國鋼標委鋼產(chǎn)品無損檢

測分委員會組織各起草單位成立了起草工作組，由武漢中科創(chuàng)新技術(shù)股份有限公

司牽頭成立了標準編制工作組，負責主要起草工作。工作組對國內(nèi)外圓鋼相控陣

超聲檢測方法的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展情況進行全面調(diào)研，同時廣泛搜集相關(guān)標準和國

內(nèi)外技術(shù)資料，進行了大量的研究分析、資料查證工作，結(jié)合實際應(yīng)用經(jīng)驗，進

行全面總結(jié)和歸納，在此基礎(chǔ)上提出《圓鋼相控陣超聲檢測方法》標準修訂草案

初稿。經(jīng)工作組及有關(guān)專家研討后，對標準草案初稿進行了認真的修改，于2024

年5月形成了標準征求意見稿及其編制說明等相關(guān)附件，報全國鋼標委鋼產(chǎn)品無

損檢測分委員會秘書處。

、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

3本標準由武漢中科創(chuàng)新技術(shù)股份有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院、XXX、

XXX、XXX等單位共同起草。

主要成員:XXX、XXX、XXX等。

所做的工作:XXX任工作組組長，主持全面協(xié)調(diào)工作，負責對各階段標準的

審核;XXX為本標準主要執(zhí)筆人，負責本標準的具體起草與編制;XXX負責國內(nèi)

外相關(guān)技術(shù)文獻和資料的收集、分析及資料查證，對產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、性能和使用

經(jīng)驗進行總結(jié)和歸納;XXX負責對國內(nèi)外產(chǎn)品和技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展情況進行全

面調(diào)研，XXX負責對各方面的意見及建議進行歸納、整理。

二、標準編制原則

本標準在制定/修訂過程中，遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推

出、及時修訂、不斷完善”的原則，注重標準修訂與技術(shù)創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)

推進、應(yīng)用推廣相結(jié)合，本著先進性、科學性、合理性和可操作性以及標準的目

標、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性和規(guī)范性的原則來進行本標準的制定/修

訂工作。

未采用國際標準的制修訂的標準：

本標準在起草過程中主要按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：

標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的要求編寫。在確定本標準主要技術(shù)指標時，綜

合考慮生產(chǎn)企業(yè)的能力和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)濟、社會效益，充分體現(xiàn)了

標準在技術(shù)上的先進性和合理性。

三、主要內(nèi)容說明

本標準介紹采用相控陣超聲技術(shù)檢測圓鋼的方法。使用全新的檢測聲束的控

制方法、掃描方式和成像結(jié)果顯示等技術(shù)，形成了獨特的圓鋼相控陣檢測和校準

流程。

本標準介紹2種圓鋼相控陣超聲檢測方法：1.采用軸向電子掃描方式時，

相控陣探頭相對于圓鋼做圓周掃查，并沿軸向移動，形成螺旋線掃查；2.采用

周向電子掃描方式時，相控陣探頭相對于圓鋼做直線移動或圓鋼直線通過相控陣

探頭陣列進行掃查，聲束沿周向電子掃描，形成對圓鋼圓柱表面的全面覆蓋掃查。

本標準規(guī)定了圓鋼相控陣超聲檢測的檢測要求、對比試樣、聲束有效寬度測

量、檢測設(shè)備、檢測條件、設(shè)備調(diào)校、復驗和檢測、判定、檢測記錄和報告等。

本文件適用于直徑8mm～400mm圓鋼的相控陣超聲自動或半自動檢測。手動

檢測以及其他規(guī)格的圓鋼相控陣超聲檢測可參照本文件執(zhí)行。

本標準的主要章節(jié)為：1-范圍、2-規(guī)范性引用文件、3-術(shù)語和