ICS77.040.99 H21 中华人民共和国国家标准 GB/T32791—2016 铜 及铜合金导电率涡流测试方法 Electromagnetic(eddy-current)examinationmethodfor electricalconductivityofcopperandcopperalloys 2016-08-29发布 2017-07-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国有色金属工业协会提出。 本标准由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。 本标准起草单位:中铝洛阳铜业有限公司、佛山市华鸿铜管有限公司、安徽鑫科新材料股份有限公 司、国家铜铝冶炼及加工产品质量监督检验中心、宁波兴业盛泰集团有限公司、安徽楚江科技新材料股 份有限公司、太原晋西春雷铜业有限公司、苏州有色金属研究院有限公司。 本标准主要起草人:李湘海、林国良、娄东阁、王士东、韩逸、贾志军、顾凤仙、葛小牛、茆耀东、 高育红、苑和锋、汪东亚、梅桂林、胡勇、昌芬、郑小英。 ⅠGB/T32791—2016 铜及铜合金导电率涡流测试方法 1 范围 本标准规定了涡流法测试铜及铜合金导电率的方法原理、术语和定义、测试要求、操作方法和测试 报告。 本标准适用于用涡流导电仪对不含铁磁性的铜及铜合金材料或产品进行导电率测试。 2 方法原理 当载有交变电流的线圈(也称探头)接近导电材料表面时,由于线圈交变磁场的作用,在材料表面和 近表面感应出旋涡状电流称为涡流。材料中的涡流又产生自己的磁场反作用于线圈,这种反作用的大 小与材料表面和近表面的导电率有关。通过涡流导电仪可直接检测出非铁磁性导电材料的导电率。 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 体积电阻率 volumespecificalresistance 电阻系数 resistivity ρ 单位横截面积、单位长度金属导体的电阻值(简称电阻率),单位为欧姆平方毫米每米(Ω·mm2/m)。 3.2 体积电导率 volumeelectricconductivity 电导系数 conductance σ 体积电阻率的倒数(简称电导率),单位为兆西门子每米(MS/m)。 3.3 导电率 conductivity 试样电导率与某一标准值的比值的百分数。 注:导电率、电导率与电阻系数之间的对应关系参见附录A。 3.4 涡流 electromagnetic(eddy-current) 由于外磁场有时间和空间上的变化而在导电材料表面及近表面产生的感应电流。 3.5 标准渗透深度 standarddepthofpenetration 在涡流检测中,涡流密度降至试样表面涡流密度的1/e(约37%)时的深度。标准渗透深度的计算 见式(1): δ=503.3ρ/(μr·f) ………………………………(1) 1GB/T32791—2016 式中: δ———标准渗透深度,单位为毫米(mm); ρ———被检测试样的电阻系数,单位为欧姆平方毫米每米(Ω·mm2/m); f———检测频率,单位为赫兹(Hz); μr———被检测试样的相对磁导率,对于非铁磁性材料,μr近似为1,无量纲。 3.6 有效渗透深度 effectivedepthofpenetration 根据选用的频率相对应的能测出厚度方向质量信息的最大深度。通常以涡流密度降到表面涡流密 度的5%时的深度为有效渗透深度,其值约为3δ。 3.7 边缘效应 edgeeffect 在涡流检测中,由于试件几何形状突变而产生的磁场和涡流变化。 3.8 提离效应 lift-offeffect 涡流检测线圈与被检试件之间的距离改变时,其阻抗矢量产生变化的效应。 3.9 提离抑制性 suppressionoflift-off 仪器消除或减小探头与试件间微小间隙影响的能力。 3.10 测量精度 accuracy 在给定的条件下涡流导电仪测试标准试块所获得的导电率测量值与标准试块导电率标准值之间的 差异。 3.11 仪器稳定性 stabilityofinstrument 仪器测量指示值在一定时间间隔内的变化情况。 4 测试要求 4.1 仪器 4.1.1 涡流导电仪的测试频率一般在50kHz~1000kHz之间,本标准优选60kHz和120kHz。 注:对于薄规格板带材或试件应选择更高的测试频率。 4.1.2 涡流导电仪的测试范围应不小于4%IACS~103%IACS。 4.1.3 涡流导电仪的测量精度应为±1%IACS。 4.1.4 涡流导电仪应定期检定或校准,合格后方可使用。 4.2 标准试块 4.2.1 标准试块应配备两块。一块为高值标准试块,其导电率值约为100%IACS,一块为低值标准试 块,其导电率值约为5%IACS。 4.2.2 标准试块的表面粗糙度Ra不大于3.2μm,且表面应清洁、无锈蚀、无划伤。 4.3 试样 4.3.1 试样材质应均匀、无铁磁性。 4.3.2 试样检测面应为平面,表面粗糙度Ra不大于6.3μm。检测面应光滑、清洁,无氧化皮、油漆、腐 2GB/T32791—2016 蚀斑、灰尘和镀层等。 4.3.3 使用带有消除边缘效应功能的涡流导电仪进行导电率测试时,试样测试平面的面积应大于探头 的面积。使用没有消除边缘效应功能的涡流导电仪进行导电率测试时,试样测试平面的面积应大于探 头面积的两倍。 4.3.4 试样厚度应不小于有效渗透深度。当厚度小于有效渗透深度时,可多层叠加后再进行导电率测 试。叠加后的试样总厚度应不小于有效渗透深度,但叠加层数不能多于3层。叠加时,各层间必须紧密 贴合,各层间无间隙、且能互换测试。 4.3.5 应尽量采用试样原始表面进行导电率测试,如确需进行表面处理,应确保试样表面不产生加工 硬化。 4.3.6 被检试样的最小厚度应大于或等于其有效渗透深度。不同导电率的试样,采用不同检测频率时 所对应的标准渗透深度以及最小取样厚度参见附录B。 4.4 环境 4.4.1 涡流导电仪、标准试块应在无腐蚀、无磁场干扰的环境中保存和使用,避免仪器和探头受到振动 和碰撞。 4.4.2 测试的环境温度应保持在20℃±5℃范围内,并且探头、仪器、标准试块和试样的温度应达到一 致。具有温度补偿功能的仪器,可在仪器补偿温度允许范围内的环境温度下进行导电率测试。 5 操作方法 5.1 接通电源,打开仪器,用高、低值标准试块对仪器进行校准。仪器连续工作时,应每隔2h校准 一次。 5.2 根据试样大小、形状及测试面的状态,每个试样至少选择3个测试部位进行导电率测试,取其算术 平均值作为最终测试结果。 5.3 对于厚度不一致的试样,其最厚处和最薄处为必测点;对于板材试样应在中心处和接近边角处等 有代表性部位进行测试;对于棒材和管材类试样,应在其表面轴向不同周向位置上按适当间距分布进行 测试;对于型材试样,应在不同型面上按适当间距分布进行测试。 5.4 测试时探头应平稳地置于试样表面的测试部位上,探头表面与测试面平行紧贴。使用无电磁屏蔽 的仪器时,探头必须离测试面边缘3mm以上。 6 测试报告 测试报告应包括以下内容: a) 试样牌号、批号、编号、规格、状态等; b)本标准编号; c)使用仪器型号、编号; d)测试的环境温度; e)试验结果; f)试验日期; g)检测人员和审核人员。 3GB/T32791—2016 附 录 A (资料性附录) 导电率、电导率与电阻系数之间的对应关系 1913年,国际退火铜标准确定:采用密度为8.89g/cm3、长度为1m、质量为1g、电阻为0.15328Ω 的退火铜线作为测量标准。在20℃温度下,上述退火铜线的电阻系数为0.017241Ω·mm2/m(或电 导率为58.0MS/m)时确定为100%IACS(国际退火铜标准),其他任何材料的导电率(%IACS)可用 式(A.1)和式(A.2)进行计算: 导电率(%IACS)=0.017241/ρ×100%………………………(A.1) 导电率(%IACS)=σ/58.0×100% ………………………(A.2) 导电率、电导率、电阻系数三者之间的对应关系见表A.1。 表A.1 导电率、电导率与电阻系数之间的对应关系 导电率 %IACS电导率 MS/m电阻系数 Ω·mm2/m 102 59.16 0.016903 101 58.58 0.017070 100 58.00 0.017241 99 57.42 0.017415 98 56.84 0.017593 97 56.26 0.017774 96 55.68 0.017959 95 55.10 0.018148 94 54.52 0.018341 93 53.94 0.018539 92 53.36 0.018740 91 52.78 0.018946 90 52.20 0.019157 85 49.30 0.020284 80 46.40 0.021551 75 43.50 0.022988 70 40.60 0.024630 65 37.70 0.026525 60 34.80 0.028735 55 31.90 0.031347 50 29.00 0.034482 45 26.10 0.038313 4GB/T32791—2016 表A.1(续) 导电率 %IACS电导率 MS/m电阻系数 Ω·mm2/m 40 23.20 0.043103 35 20.30 0.049260 30 17.40 0.057470 25 14.50