每日知识 · 2026-10-13

超声测厚声速设置与厚度偏差

超声测厚时，为什么不能照抄声速设置？

结论

仪器按所设声速把回波时间换算成厚度。设置与材料实际声速不一致，可能形成稳定的系统性偏差。推荐表值不能证明当前工件声速已经实测；NB/T 47013.3—2023第7.3条要求如有必要对材料进行实际声速测定。

计算与适用条件

均匀材料、纵波垂直声程、计时正确且延迟已扣除时，h=c×Δt÷2。声速m/s乘往返时间s，所得厚度m；换成mm乘1000。5900 m/s等于5.9 mm/μs。

若仅声速失配，h示=h真×c设÷c真。设置偏高显示偏厚，设置偏低显示偏薄。教学例：真实厚度10.00 mm、真实声速假定4700 m/s、设置5900 m/s，显示12.55 mm，偏大2.55 mm。该值不是现场记录，不是所有铜板的固定偏差，不能直接用于修正历史数据。

标准依据

表36的推荐纵波声速，单位m/s：铝及铝合金板6260；碳素钢、合金钢钢板5900；不锈钢板5790；铜及铜合金板4700；锆及锆合金板4310；钛及钛合金板6240；镍及镍合金板5630。表中数值按原页保留，具体材料必要时实测。
第7.4.2、7.4.4条：基于回波时间间隔与所设声速换算厚度。
第7.6条：图25校准试块；满足测量精度条件时也可采用其他试块。
第7.8.1.2条：数字式测厚仪运行检查先在自带试块上预校准，再用图25阶梯试块在测量范围内选取不少于5个厚度值测试，结果符合第7.4.1条。不能把它混同每次声速测定的操作步骤。
第7.10.1条：材料类型改变或对测量数值有怀疑等情形触发复核。

现场核对

核材料、波型、温度、厚度范围和测量模式。
用适用的独立已知厚度参考试样，按仪器与探头的校准程序处理声速、延迟等设置。
检查使用厚度范围内的测量表现，记录参考厚度、读数、声速设置和设备标识。
排查回波误识别、耦合和表面状态；不能只因读数稳定就认定准确，也不能把工件反调到设计名义厚度来“证明”声速。

自测

设置5900而实际4700，读数方向？答：仅声速失配条件下偏大。
十次重复相同能证明准确？答：不能，系统偏差也可稳定重复。
推荐表值永远不必实测？答：不对，第7.3条规定如有必要实测。

测量依据正确不能替代最薄部位确认或设备使用安全评定。

来源

国家能源局；全国标准信息公共服务平台，2023-12-28发布，2024-06-28实施；2026-10-13核验现行：NB/T 47013.3—2023《承压设备无损检测第3部分：超声检测》。第7.1、7.3、7.4.2、7.4.4、7.6、7.8.1.2及7.10.1条；表36、图25；印刷50—52页。技术要求核对标准原页，官网核对标准身份及现行状态。

https://std.samr.gov.cn/hb/search/stdHBDetailed?id=1D591D1AA23B3998E06397BE0A0ABCBB

配套图件

图1　同样的往返时间可以对应不同厚度。a，归一化回波包络中的两个计时标记相隔4 μs；波形为合成示意，不代表仪器实测。b，按表36的钢、不锈钢及铜板推荐纵波声速，分别换算为11.80、11.58及9.40 mm。这里假设延迟已正确扣除、声束垂直传播，三个结果不是同一工件的三种真实厚度。

图2　主要材料的推荐纵波声速并不相同。七个点逐项取自表36，虚线为5900 m/s；材料名称与顺序对应标准，铝和铝合金板与钛及钛合金板分别为6260和6240 m/s。推荐值提供查核起点，不能证明具体工件声速已经测定。[S1]

图3　把所有材料都设成5900 m/s，偏差方向也会不同。以表36推荐值作为各材料的假设真实声速，工件厚度均假设为10.00 mm，点的位置为显示厚度减真实厚度。负值表示偏小，正值表示偏大；图中是模型计算结果，非检验记录，也不是仪器性能试验。

图4　校准试块提供一组已知厚度。摘自图25的第一组阶梯试块，截面按左、右两段放大排列，4 mm阶梯为重叠定位处；保留原图尺寸及公差，单位mm。标准第7.6条允许在满足测量精度条件下采用其他试块；第7.8.1.2条对数字式测厚仪运行检查规定在量程内选不少于5个厚度值。[S1]

原文来源

NB/T 47013.3—2023《承压设备无损检测第3部分：超声检测》
国家能源局；全国标准信息公共服务平台
2023-12-28发布，2024-06-28实施；2026-10-13核验现行