书 书 书犐犆犛 １９ ． １００ 犑 ０４ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A 犌犅 ／ 犜 ３８８９８ — ２０２０ /G21 /G22 /G23 /G24 　 /G25 /G26 /G27 /G28 /G29 /G2A /G2B /G2C /G23 /G24 /G2D /G2E 犖狅狀犱犲狊狋狉狌犮狋犻狏犲狋犲狊狋犻狀犵 — 犜犲狊狋犻狀犵犿犲狋犺狅犱犳狅狉犿犲犪狊狌狉犻狀犵犮狅犪狋犻狀犵犫狅狀犱狊狋狉犲狀犵狋犺狌狊犻狀犵狌犾狋狉犪狊狅狀犻犮狑犪狏犲 ２０２０  ０６  ０２ /G2F /G30 ２０２０  １２  ０１ /G31 /G32 /G27 /G28 /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G31 /G32 /G27 /G28 /G29 /G2A /G33 /G2F /G30 /G34 /G35 /G36 /G2F /G30书 书 书目 　　 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… １ 　 范围 １ ……………………………………………………………………………………………………… ２ 　 规范性引用文件 １ ………………………………………………………………………………………… ３ 　 术语和定义 １ ……………………………………………………………………………………………… ４ 　 人员资格 ２ ………………………………………………………………………………………………… ５ 　 检测方法 ２ ………………………………………………………………………………………………… ６ 　 超声检测设备 ５ …………………………………………………………………………………………… ７ 　 检测条件 ５ ………………………………………………………………………………………………… ８ 　 检测要求 ５ ………………………………………………………………………………………………… ９ 　 检测报告的编写 ６ ………………………………………………………………………………………… 附录 Ａ （ 规范性附录 ） 　 涂层强度拉伸试验装置示意图 ７ ………………………………………………… 附录 Ｂ （ 规范性附录 ） 　 涂层强度等级拉伸试样结合模式设计方法 ９ …………………………………… Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３８８９８ — ２０２０ 前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 本标准由全国无损检测标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ５６ ） 提出并归口 。 本标准起草单位 ： 北京理工大学 、 上海材料研究所 、 中钢集团郑州金属制品研究院有限公司 、 内蒙古第一机械集团有限公司 、 北京北方车辆集团有限公司 、 内蒙古北方重工业集团有限公司 、 西安先进应力检测控制技术有限公司 。 本标准主要起草人 ： 徐春广 、 贺蕾 、 张钫 、 蒋建生 、 丁杰 、 李全文 、 李宏伟 、 王海岭 、 杜劭峰 、 肖定国 、 周世圆 、 郝娟 、 潘勤学 、 杨超 、 朱延玲 、 王秋涛 、 王军强 、 栗双怡 、 宋文渊 、 卢钰仁 、 尹鹏 。 Ⅲ 犌犅 ／ 犜 ３８８９８ — ２０２０ 无损检测 　 涂层结合强度超声检测方法 １ 　 范围 本标准规定了基于超声波原理的涂层结合强度无损检测方法 ， 包括术语和定义 、 人员资格 、 检测方 法 、 超声检测设备 、 检测条件 、 检测要求和检测报告编写 。 本标准适用于涂层 、 基体和粘接层均为透声性良好的金属和非金属材料构成的涂层结构 ， 包括粘 接 、 烧结 、 化学和金属键合形成的耐磨和热障结构涂层结合强度的无损检测 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文 件 。 凡是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 ／ Ｔ８６４２ 　 热喷涂 　 抗拉结合强度的测定 ＧＢ ／ Ｔ９４４５ 　 无损检测 　 人员资格鉴定与认证 ＧＢ ／ Ｔ１２６０４．１ 　 无损检测 　 术语 　 超声检测 ＧＢ ／ Ｔ２０７３７ 　 无损检测 　 通用术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ２７６６４．１ 　 无损检测 　 超声检测设备的性能与检验 　 第 １ 部分 ： 仪器 ＧＢ ／ Ｔ２７６６４．２ 　 无损检测 　 超声检测设备的性能与检验 　 第 ２ 部分 ： 探头 ＧＢ ／ Ｔ２７６６４．３ 　 无损检测 　 超声检测设备的性能与检验 　 第 ３ 部分 ： 组合设备 ＧＢ ／ Ｔ３４０１８ 　 无损检测 　 超声显微检测方法 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ８６４２ 、 ＧＢ ／ Ｔ１２６０４．１ 和 ＧＢ ／ Ｔ２０７３７ 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。 ３ ． １ 涂层结合强度 　 犮狅犪狋犻狀犵犫狅狀犱狊狋狉犲狀犵狋犺 涂层与基体之间界面的单位面积内的平均抗拉伸强度或等效结合强度 。 　　 注 ： 涂层结合面开裂时对应的最大拉伸力与受拉伸涂层截面积之比 ， 单位为牛每平方米 （ Ｎ ／ ｍ ２ ）。 ３ ． ２ 点结合强度 　 狆狅犻狀狋犫狅狀犱狊狋狉犲狀犵狋犺 超声束可检测到的最小粘接面积内的结合强度 。 　　 注 ： 单位为牛每平方米 （ Ｎ ／ ｍ ２ ）。 ３ ． ３ 当量结合强度 　 犲狇狌犻狏犪犾犲狀狋犫狅狀犱狊狋狉犲狀犵狋犺 涂层与基体之间界面的当量面积内的平均抗拉伸强度或等效结合强度 。 　　 注 ： 涂层结合面开裂时对应的最大拉伸力与受拉伸涂层当量截面积之比 ， 单位为牛每平方米 （ Ｎ ／ ｍ ２ ）。 １ 犌犅 ／ 犜 ３８８９８ — ２０２０ ４ 　 人员资格 采用本标准进行检测的人员 ， 应按照 ＧＢ ／ Ｔ９４４５ 或合同各方同意的体系进行超声检测资格鉴定与认证 ， 并由雇主或代理对其进行岗位培训和操作授权 。 ５ 　 检测方法 ５ ． １ 　 基本原理 采用脉冲回波方法检测时 ， 对于涂层结合完好的状态 ， 超声波完全穿透涂层结合界面进入基体后 ， 基体底波反射回波能量大 ， 结合界面能量反射率低 、 透射率高 ； 对于涂层完全脱落或未结合的状态 ， 超声波能量被涂层脱粘界面完全反射而形成涂层底面反射回波 ， 结合界面能量反射率高 、 透射率低 ； 对于涂层结合不够好或弱结合的状态 ， 涂层与基体界面都存在一定程度的反射回波和透射回波 ， 超声波能量透射率越高 、 结合状态越好 、 结合强度越高 ， 反之亦然 ； 因此 ， 对涂层回波 、 基体回波和结合界面回波的幅值或能量检测 ， 便可获得涂层结合状态 。 基本检测原理示意如图 １ 所示 。 犪 ） 　 涂层结构及超声脉冲信号传播过程 犫 ） 　 涂层结构各界面超声脉冲反射信号 （ 能量 ） 时序 图 １ 　 涂层结合强度超声脉冲全时域波形检测原理示意图 ２ 犌犅 ／ 犜 ３８８９８ — ２０２０ 犮 ） 　 涂层结构各界面超声脉冲透射信号 （ 能量 ） 时序 　　 说明 ： 犘 ｉ ——— 耦合介质中进入涂层的入射超声能量 ； 犘 ｓ ——— 涂层表面的反射超声能量 ； 犘 ｔ１ ——— 从耦合介质透入到涂层中超声能量 ； 犘 ｓ１ ——— 涂层底界面的反射超声能量 ； 犘 ｔ２ ——— 从涂层透入到粘接层或过渡层中的超声能量 ； 犘 ｓ２ ——— 粘接层或过渡层与基体界面的反射超声能量 ； 犘 ｔ３ ——— 从粘接层透入到基体介质中的超声能量 ； 犘 ｓ３ ——— 基体底面的反射超声能量 ； 犘 ｔ４ ——— 从基体透射到耦合介质的超声能量 ； 犣 １ ——— 涂层的声阻抗 ； 犣 ２ ——— 粘接层的声阻抗 ； 犣 ３ ——— 基体的声阻抗 。 图 １ （ 续 ） 涂层结构不同结合强度不同 ， 为获得每种涂层结构的结合强度的具体数值 ， 宜制备相应涂层结构不同结合强度的标准拉伸试样 ， 通过拉伸试验确定标准试样的结合强度等级 ， 涂层强度拉伸试验装置示意图见附录 Ａ ， 涂层强度等级拉伸试样结合模式设计方法见附录 Ｂ 。 ５ ． ２ 　 涂层界面超声波能量反射与透射 为了从能量上表述涂层结合强度 ， 在已知耦合介质声速和声程 、 涂层声速和厚度 、 粘接层声速和厚度 、 以及基体声速和厚度的条件 （ 制备标准试样 ） 下 ， 通过超声 Ａ 扫信号对涂层与粘接层界面进行识别 ， 利用超声扫查系统或面阵列超声检测系统对涂层结构进行超声反射或透射 Ｃ 扫 ， 在准确获得超声全时域波形的基础上 ， 对指定时间长度窗 ［ 图 １ｂ ） 和图 １ｃ ） 所示的 “ 犜 ”］ 内结合层的反射或透射超声能量进行求和 ， 与 １０ 个等级结合强度拉伸标准试样的超声检测能量比对 ， 得到被测涂层的结合强度等级数值 。 结合强度等级可按需要增加等级数量 。 图 １ａ ） 为超声波能量在涂层 、 粘接层 （ 或过渡层 ） 和基体等界面的反射和透射示意图 ； 涂层与粘接层界面的超声能量反射系数表达式为式 （ １ ）， 粘接层与基体界面的超声能量反射系数表达式为式 （ ２ ）。 狉 ｓ１ ＝ 犘 ｓ１ 犘 ｔ１ ＝ 犣 ２ － 犣 １ 犣 １ ＋ 犣 ２ ……………………（ １ ） 狉 ｓ２ ＝ 犘 ｓ２ 犘 ｔ２ ＝ 犣 ３ － 犣 ２ 犣 ２ ＋ 犣 ３ ……………………（ ２ ） 　　 式中 ： 狉 ｓ１ ——— 超声波能量在涂层与粘接层