相控阵超声试块校准规范编制说明.docx

JJF（有色金属）XXXXXXXX相控阵超声试块校准规范（编制说明）送审稿2024-01-22相控阵超声试块校准规范主编单位：西安汉唐分析检测有限公司JJF（有色金属）015-2022相控阵超声试块校准规范行业计量技术规范编制说明一、工作简况1.1 立项目的随着电子技术和计算机技术的不断革新，相控阵超声技术在工业无损检测领域发展迅速。为了保证检测结果的准确性、再现性和重复性，需要使用已知固定特性的试块对其检测系统进行校准和评定。相控阵校准试块是按一定用途设计制作的几何体,其几何形状和参考反射体尺寸（孔、槽或圆弧等）用于评定和校准相控阵超声检测设备、调节超声检测设备的幅度和（或）时间分度。因而校准试块的准确性对于超声检测结果具有非常重要的意义。本校准规范的制定，能够规范行业内相控阵试块校准方法，促进相控阵试块在相控阵超声探伤领域中得到更合理更准确的应用，确保相控阵超声探伤仪检测结果的准确性以及可信度。促进工业产品的安全性、可靠性得到保证。1.2 任务来源为保证用于校准超声波相控阵探伤仪校准试块的量值准确、可靠，适应我国有色金属行业的快速发展和满足国内外市场的需要，工业和信息化部以工信厅下达了工业和信息化部办公厅关于印发2021年行业计量技术规范制修订计划的通知（工信厅科函2022464号），其计划项目代号为：JJFZ（有色金属）015-2022,计划完成年限为2024年。1.3 承担单位情况西安汉唐分析检测有限公司是西北有色金属研究院（集团）控股子公司，属国有企业，主要从事有色产品的检测、可靠性评价、失效分析、质量评估、腐蚀性能及表面测试与表征、规范起草、检测方法的开发、标物的研制、设备的计量校准等。公司于1985年被陕西省质监局授权为陕西省有色金属产品质量监督检验站。1987年被中国有色金属工业总公司授权为西北质量监督检验中心，先后被国家质检总局确定为钛及钛合金、铜及铜合金管材生产许可证检验工作实施单位；公司通过CNAS、CMA,国防Di1.AC等认证认可，是陕西省有色金属材料分析检测与评价中心、陕西省稀有金属材料安全评估和失效分析中心、工业（稀有金属）产品质量和技术评价实验室、陕西省核工业用金属材料检测与评价服务平台挂靠单位。公司是国内最早从事有色金属材料及其产品分析检验检测与评价研究的专业机构之一，技术装备水平国内一流、国际先进，在我省优势产业稀有金属材料领域的检测能力和水平处于领先地位；先后承担了国家、省市多项重大课题，目前已建成国内唯一的核电堆芯材料分析检测平台、多层金属复合材料测试和评价平台、钛及钛合金专业检测平台。近10年起草有色金属国家/行业规范共80余项、发表论文120余篇、授权专利30余项。先后荣获中国有色金属工业一等奖、二等奖20余次。本单位积极组织编制组各次工作会议，开展相关的校准，有效组织参编单位多次对规范的各版征求意见稿进行认真的讨论和审议，提出大量有益的意见和建议，在编制组中发挥了牵头作用。1.4 主要工作过程西安汉唐分析检测有限公司接到有色金属行业计量技术委员会转发下达的制定任务后,成立了计量规范编制组，对计量技术规范编写工作进行了部署和分工，制定了制定原则及计划工作。本项目主要工作过程经过了以下几个阶段：1) 2022年8月成立了计量规范编制组，明确编制组成员各自的工作内容及任务，对被校对象的使用单位进行了校准需求调研，收集相关资料。2) 2022年9月2023年4月编制组成员对校准规范中的计量特性及校准方法进行了讨论，确定了校准项目及方法，在2023年4月形成了校准规范讨论稿。3) 2023年5月8日10日，编制组成员参加了由有色金属行业计量技术委员会组织的在陕西省西安市西安华山酒店召开的有色金属计量技术规范讨论会，与会专家和各单位代表对相控阵超声试块校准规范-讨论稿提出了修改意见，并且在会上确定了项目负责起草单位、一验和二验单位，明确了各项工作时间进度要求，编制组依据讨论会上提出的修改意见，修改讨论稿并形成征求意见稿，具体意见内容如下：1、2章节，补充引用文件，并将引用问价写在引言中；2、3章节，相控阵A、B试块尺寸图放在附录；3、3章节，概述中详细说明相控阵标准试块和对比试块，确定本规范校准对象；4、4章节，计量特性中加入允许误差，去掉4.1表面粗糙度，去掉4.5声衰减特性；5、4.4章节，详细写声速测量方法；6、5.1章节，环境条件缩小范围；7、5.2章节，将测量同一个量的设备合并起来；8、6章节，全文公式后加公式编号，6.3.1.3中插入提到的公式；9、附录，附录中加入有色行业常用金属声速标称值。4) 2023年6月8月，根据讨论会上各专家和单位代表提出的修改意见，编制组开会讨论并对征求意见稿进行修改，形成了预审稿。5)2023年9月20日21日，编制组成员参加了由有色金属行业计量技术委员会组织的在山西省太原市山西国贸大饭店召开的有色金属行业计量技术规范工作会议，会议对相控阵超声试块校准规范进行预审。与会专家和各单位代表对相控阵超声试块校准规范预审稿提出了宝贵意见，具体意见内容如下：1、1.引言，将参考文献都放入到引言部分；2、4.1章节，“4.1”字体设置为新罗马；3、4.2章节，4.2平面度标题与下一行间距过大；4、5.2章节，将表1中的MPE均改为MPEV；在表1下面加上标注，解释表1中MPEV和1.的意思；将表1中游标卡尺MPEV改为0.03mm；表一中千分尺MPEV改为：数显式MPEV=3m,机械式MPEV=5m;5、6.2章节，建议增加在测量过程中，沿试块边长方向分别取边长的三个等分点作为测量试块垂直于边长方向的尺寸，将三次测量取得的平均值作为垂直于取点的边长方向的长度。；6、6.2.2章节，在6.221方法中加入“以第一次测量位置为起始位置，将试块沿被测孔轴线方向旋转120°、240°后再次测量，取三次测量平均值作为最终测得值；7、6.5.1章节，将方法二中速度计算公式用字母表示；8、附录C,“平衡时间4小时”改为“平衡时间不小于4小时”；9、附录C.5.2章节，“实验数据”改为“试验数据”；10、附录D,正文中需要提及附录D：在最后加横线。7) 2024年1月9日12日，编制组成员参加了由有色金属行业计量技术委员会组织的在黑龙江省哈尔滨市金谷大度召开的第三届有色金属行业计量技术委员会换届会议暨2023年度年会，会上对相控阵超声试块校准规范进行审定。与会专家和各单位代表对相控阵超声试块校准规范提出了宝贵意见，具体意见内容如下：1、4.2章节将“试块探头接触面平面度允许公差”改为“试块探头接触面平面度最大允许误差”；2、4.3章节将“试块相邻平面垂直度允许公差”改为“试块相邻平面垂直度最大允许误差”。等同修改“试块对应平面平行度允许公差”；3、5.2章节，对表1中MPE/MPEV表达方式进行统一；4、6.2.1章节，删除坐标测量机测量方法；5、6.2.2.1章节将“用内径表测量孔径”改为“内径表测量法”；6、6.5.2中公式（7）下面物理符号解释中的单位用字母表示；7、附录B删除附录B中校准原始记录参考格式首页内容；8、附录C.6加入不确定度分量一览表。8) 2024年1月，根据审定会上各专家和单位代表提出的修改意见，编制组开会讨论并对审定稿进行修改，形成了报批稿。二、编制原则和依据1规范编制原则本规范依据GBZT12604.1无损检测术语超声检测、GBZT23905无损检测超声检测用试块、GB/TU259无损检测超声检测用钢参考试块的制作与检验方法、GB/T18852无损检测超声检验测量接触探头声束特性的参考试块和方法、GB/T41114无损检测超声检测相控阵超声检测标准试块规范、GBZT1958-2017产品几何技术规范（GPS）几何公差检测与验证、JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则、JJF1001-2011通用计量术语及定义、JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示编制。本规范引用了JB"8428无损检测超声试块通用规范、JJFl338相控阵超声探伤仪校准规范、JJF1487超声波探伤试块校准规范计量特性等相关内容。2制定规范主要内容的论据2.1 范围本规范适用于评定和校准相控阵超声检测设备的校准试块（标准试块）和用于检测校准时使用的参考试块（对比试块）。2.2 引用文件本规范引用了下列文件：JB/T8428无损检测超声试块通用规范JJF1338相控阵超声探伤仪校准规范JJF1487超声波探伤试块校准规范凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。2.3 概述相控阵超声试块分为校准试块（标准试块）和参考试块（对比试块）。校准试块是指具有规定的化学成分、表面粗糙度、热处理及几何形状的材料块，用于评定和校准相控阵超声检测设备，即用于仪器探头系统性能校准的试块。参考试块主要用于检测校准，按其制作方法和用途不同可分为通用对比试块和专用对比试块；对比试块中应含有意义明确的采用机加工方式制作的参考反射体。2.4 计量特性计量特性包括几何尺寸测量误差、平面度、垂直度和平行度、声速误差。根据2023年5月在有色金属计量技术规范讨论会上各专家和单位代表意见，4章节，计量特性中加入允许误差，去掉4.1表面粗糙度，去掉4.5声衰减特性；根据2024年1月有色金属行业计量技术委员会换届会议暨2023年度年会上各专家和单位代表意见,4.2章节将“试块探头接触面平面度允许公差”改为“试块探头接触面平面度最大允许误差”；4.3章节将“试块相邻平面垂直度允许公差”改为“试块相邻平面垂直度最大允许误差二等同修改“试块对应平面平行度允许公差”；2.5 校准条件校准试验应在20°C±5°C,相对湿度65%的条件下进行，实验室内应无振动和磁场等影响测量的因素。根据2023年5月在有色金属计量技术规范讨论会上各专家和单位代表意见，5.1章节，环境条件缩小范围；5.2章节，将测量同一个量的设备合并起来；根据2023年9月在有色金属计量技术规范讨论会上各专家和单位代表意见，5.2章节，将表1中的MPE均改为MPEV；在表1下面加上标注，解释表1中MPEV和1.的意思；将表1中游标卡尺MPEV改为0.03mm：表一中千分尺MPEV改为：数显式MPEV=3Um,机械式MPEV=5um;根据2024年1月有色金属行业计量技术委员会换届会议暨2023年度年会上各专家和单位代表意见,5.2章节，对表1中MPE/MPEV表达方式进行统一；2.6 校准项目和校准方法校准项目包含几何尺寸示值误差、平面度、平行度、垂直度、声速误差以及具体的校准方法。根据2023年5月在有色金属计量技术规范讨论会上各专家和单位代表意见，6章节，全文公式后加公式编号，6.3.1.3中插入提到的公式。根据2023年9月在有色金属行业计量技术规范工作会议上各专家和单位代表意见，6.2章节，建议增加在测量过程中，沿试块边长方向分别取边长的三个等分点作为测量试块垂直于边长方向的尺寸，将三次测量取得的平均值作为垂直于取点的边长方向的长度；622章节，在6.221方法中加入“以第一次测量位置为起始位置，将试块沿被测孔轴线方向旋转120°、240°后再次测量，取三次测量平均值作为最终测得值；6.5.1章节，将方法二中速度计算公式用字母表示；根据2024年1月有色金属行业计量技术委员会换届会议暨2023年度年会上各专家和单位代表意见,6.2.1章节，删除坐标测量机测量方法；6.2.2.1章节将“用内径表测量孔径”改为“内径表测量法”；6.5.2中公式（7）下面物理符号解释中的单位用字母表示；2.7 校准结果表达根据实验室环境要求、校准项目校准结果、测量不确定度评定结果等，按照推荐的校准报告格式，出具校准证书。2.8 复校时间间隔建议复校时间间隔为12个月。相控阵超声试块使用频繁时应适当缩短周期，在使用过程中相控阵超声试块受潮生锈、接触腐蚀性液体气体的应重新校准。2.9 附录附录主要包含校准原始记录参考格式、校准证书内页参考格式、长度尺寸的测量不确定度评定示例、常见金属材料声速参考值四部分。根据2023年5月在有色金属计量技术规范讨论会上各专家和单位代表意见，增加附录D,附录D中加入有色行业常用金属声速标称值。根据2023年9月在有色金属行业计量技术规范工作会议上各专家和单位代表意见，附录C,“平衡时间4小时”改为“平衡时间不小于4小时”；附录C.5.2章节，“实验数据”改为“试验数据”；附录D,正文中需要提及附录D；在最后加横线。根据2024年1月有色金属行业计量技术委员会换届会议暨2023年度年会上各专家和单位代表意见，附录B删除附录B中校准原始记录参考格式首页内容；附录C.6加入不确定度分量一览表。三、规范水平分析3.1 采用国际标准及国外先进规范的程度相控阵超声试块是专门用于校准或核查相控阵超声探伤仪的专用设备，据查，目前国内外没有针对相控阵超声试块的校准规范，计量检测机构也未开展该类仪器的检定校准。3.2 与国际及国外同类标准水平的对比分析目前国内没有相关技术规范，本规范水平达到国内先进水平。四、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系本规范所引用的规程及规范均为我国现行有效的计量规程及规范，是本规范的一部分，引用这些规程及规范后，使本规范的要求与现行的相关法律、法规、规章及相关规程规范的关系不矛盾、不冲突,其相互关系非常协调。五、规范中涉及的专利或知识产权说明（无）六、重大分歧意见的处理经过和依据（无）七、规范作为强制性或推荐性国家（或行业）标准的建议建议本规范作为推荐性行业计量技术规范，供相关行业参考采用。八、贯彻规范的要求和措施建议本规范发布后，中国有色金属行业协会和有色金属行业计量技术委员会应加强本规范的宣传力度，促进相控阵超声试块试块生产厂家按照设备使用情况合理选用校准规程，以促进我国企业的技术进步和产品质量上档次，提高我国产品在国际国内市场的竞争能力。九、废止现行有关规范的建议（无）。十、预期效果相控阵超声试块校准规范的缺乏，已经无法满足日益增长的应用需求，本规范的制定，具有极大的经济效益和社会效益，填补了有色金属行业领域校准空白，对相控阵超声试块在行业中应用提供了技术支撑，市场发展和政府急需程度非常高。十一、其他应予说明的事项相控阵超声试块校准规范编制组2024年Ol月22日