无损检测 测量残余应力的超声检测方法 第1部分临界折射纵波法 编制说明.docx

《无损检测测量残余应力的超声检测方法第1部分:临

界折射纵波法》（征求意见稿）

编制说明

一、工作简况，包括任务来源、制定背景、起草过程等

1.1任务来源

根据国标委发〔2024〕18号文件，国家标准化管理委员会下达2024年第二批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划，其中《无损检测测量残余应力的超声检测方法第1部分:临界折射纵波法》由北京理工大学、上海材料研究所有限公司等单位实施，计划编号T-469，计划项目周期：16个月，计划完成时间：2025年8月25日。

1.2制定背景

残余应力作为材料内部自平衡的弹性应变场，广泛存在于机械加工、焊接成型、热处理等工业制造环节中，其分布特征直接影响构件的疲劳寿命、尺寸稳定性及应力腐蚀敏感性。传统机械释放法虽能实现残余应力的定量表征，但破坏性本质限制了其在工程现场的应用；X射线衍射法虽具备非破坏性优势，却受限于检测深度与复杂构件的几何适应性。在此背景下，基于声弹性理论的超声检测技术因全场检测能力及深层穿透特性，逐渐成为工程领域的研究热点，其中临界折射纵波因其独特的传播特性，展现出对近表面残余应力场的高灵敏度响应。

临界折射纵波沿材料表面法向呈指数衰减的能量分布特性，使其传播速度与表层应力状态存在显著关联。当纵波以第一临界角入射时，折射纵波沿平行于表面的薄层传播，其波速变化与双向主应力存在确定的声弹性关系。这一物理机制为建立无损应力检测模型提供了理论支撑，但实际应用中检测系统的标准化程度直接影响测量结果的可靠性与可比性。当前行业实践中，探头设计参数（如晶片尺寸、中心频率）、耦合剂选择、信号采集模式等关键环节尚未形成统一规范，导致不同研究机构或企业间的检测数据难以实现有效对标，制约了该技术的规模化应用。

标准化工作对推动先进制造技术发展具有战略意义。在智能制造背景下，残余应力的在线监测是实现工艺参数闭环优化的关键环节。通过建立标准化的临界折射纵波检测方法，可有效衔接设计-制造-服役全生命周期数据链，为数字孪生模型提供可靠的应力场输入参数。此外，标准将促进检测设备的模块化开发，降低企业技术准入门槛，推动形成涵盖传感器、信号处理、数据分析的完整产业链。该标准可为后续融合电磁超声、激光超声等新型激励方式的复合检测技术提供基础框架，推动无损检测技术向更高精度、更强适应性的方向发展。

因此，制定残余应力超声临界折射纵波检测方法标准，不仅是提升制造业质量控制

水平的现实需求，更是完善现代无损检测技术体系的重要环节，对推动结构完整性评价由经验判断向定量分析转变具有里程碑意义。标准的实施将从根本上解决行业应用中的技术壁垒，为装备制造、能源电力、交通运输等关键领域提供科学可靠的技术规范。

随着现代科学技术的不断发展应用，残余应力超声临界折射纵波检测方法也需要不断更新发展理念，及时调整检测要求，使残余应力超声临界折射纵波检测技术能够符合国际国内发展需要，与时俱进。与此同时，相应国家标准也需要及时更新，用标准引领测量残余应力的超声检测行业发展。

GB/T32073—2015《无损检测残余应力的超声临界折射纵波检测方法》是我们国家首个关于利用超声法检测残余应力的标准，本标准为创新标准，符合国家法律法规并且与现有标准、制定中的标准无冲突。从2015年制定后一直没有进行修订，已经满足不了目前测量残余应力的超声检测发展需要。该标准发布实施已有8年多，规范了检测和使用过程，用于所有领域的残余应力检测与安全评估，社会意义重大，应用前景及其广泛，在运用该标准的过程中也发现了该标准的一些不完善之处，主要包括：标准中没有给出确切的、统一的零应力试块制备方法。

本标准相比GB/T32073—2015的内容，做出了较多技术上的调整：（1）更改了规范性引用文件，引用了残余应力超声检测仪的校准规范和残余应力控制标准；（2）删除了对改标准执行人员要求；（3）更改了方法概要内容，使描述更清晰易理解；（3）增加了检测仪器校准要求；（4）对零应力试块形状、尺寸、处理做了更改；（4）增加了残余应力符号标注要求；（5）放宽了检测表面粗糙度要求；（6）对应力系数标定内容进行更改，较2015年版更加清晰。这些都是适应残余应力超声临界折射纵波检测技术目前发展情况而做出的调整，也为进一步规范和稳定检测质量，做出了更加细致的可考核的一致性规定。

本标准的修订，是对测量残余应力的超声检测方法标准体系的进一步完善与规范，使残余应力超声检测行业形成一套完整的检测标准体系。同时，通过标准来规范行业，促进国内各大型企业对残余应力超声检测的工艺质量进行改进与完善，建立良好有效的检测