《金屬材料超聲檢測用耦合劑性能檢測方法》

ICS19.100

CCSH26

ATNT

易縣軌道無損檢測協(xié)會團體標準

T/ATNTXXXX—202X(R0)

金屬材料超聲檢測用耦合劑性能檢測方法

Testmethodsforperformanceparameterofcouplant

formetallicmaterialsultrasonictesting

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實施

易縣軌道無損檢測協(xié)會發(fā)布

T/ATNTXXXX—202X(R0)

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件由易縣軌道無損檢測協(xié)會提出并歸口。

本文件起草單位：。

本文件主要起草人：。

II

T/ATNTXXXX—202X(R0)

金屬材料超聲檢測用耦合劑性能檢測方法

警示：使用本文件的人員應有正規(guī)實驗室工作的實踐經(jīng)驗。本文件的使用可能涉及某些有危險的材

料、設備和操作，本文件并未指出所有可能的安全問題。使用者有責任采取適當?shù)陌踩徒】荡胧?，?/p>

保證符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。

1范圍

本文件描述了耦合劑的外觀、顏色、氣味、密度、黏度、揮發(fā)性及殘留物、聲速、聲衰減、聲阻抗、

接觸角、摩擦系數(shù)、凝點、閃點、pH值、腐蝕性等指標的檢測方法，包括檢測的基本原理、設備要求、

樣品及檢測程序、結(jié)果計算、檢測報告和檢測的精密度。

本文件適用于直接用于金屬材料超聲檢測的液態(tài)耦合劑。對于需要稀釋后用于超聲檢測的耦合劑，

應在經(jīng)稀釋后采用本文件的方法檢測。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T443—1989L-AN全損耗系統(tǒng)用油

GB/T679化學試劑乙醇(95%)

GB1922—2006油漆及清洗用溶劑油

GB/T4472—2011化工產(chǎn)品密度、相對密度的測定

GB/T5208—2008閃點的測定快速平衡閉杯法

GB/T5266—2006聲學水聲材料縱波聲速和衰減系數(shù)的測量脈沖管法

GB/T5698—2001顏色術(shù)語

GB/T6379.1—2004測量方法與結(jié)果的準確度(正確度與精密度)第1部分：總則與定義

GB/T6682分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法

GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定

GB/T9724化學試劑pH值測定通則

GB/T10094—2009正態(tài)分布分位數(shù)與變異系數(shù)的置信限

GB/T11165實驗室pH計

GB/T12604.1—2020無損檢測術(shù)語超聲檢測

GB/T12807實驗室玻璃儀器分度吸量管

GB/T12808實驗室玻璃儀器單標線吸量管

GB/T14666—2003分析化學術(shù)語

GB/T15261—2008超聲仿組織材料聲學特性的測量方法

1

T/ATNTXXXX—202X(R0)

GB/T15357—2014表面活性劑和洗滌劑旋轉(zhuǎn)粘度計測定液體產(chǎn)品的粘度和流動性質(zhì)

GB/T15724實驗室玻璃儀器燒杯

GB/T17754—2012摩擦學術(shù)語

GB/T20737—2006無損檢測通用術(shù)語和定義

GB/T21775—2008閃點的測定閉杯平衡法

GB/T26497電子天平

GB/T30447—2013納米薄膜接觸角測量方法

GB/T30693—2014塑料薄膜與水接觸角的測量

GB/T31229—2014熱重法測定揮發(fā)速率的試驗方法

GB/T36086—2018納米技術(shù)納米粉體接觸角測量Washburn動態(tài)壓力法

JJF1101環(huán)境試驗設備溫度、濕度參數(shù)校準規(guī)范

JJG1002旋轉(zhuǎn)黏度計檢定規(guī)程

JJG1036電子天平檢定規(guī)程

JJG119實驗室pH(酸度)計檢定規(guī)程

JJG196常用玻璃量器檢定規(guī)程

JJG999-2018稱量式數(shù)顯液體密度計檢定規(guī)程

JY/T0453教學用玻璃儀器稱量瓶

SH/T0190—1992液體潤滑劑摩擦系數(shù)測定法(MM-200法)

YY/T0282注射針

YY/T0299—2022醫(yī)用超聲耦合劑

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

無損檢測non-destructivetesting

NDT

以不損害預期實用性和可用性的方式來檢查材料或零部件的技術(shù)方法的開發(fā)和應用，其目的是為了：

探測、定位、測量和評定傷；評價完整性、性質(zhì)和構(gòu)成；測量幾何特性。

[來源：GB/T20737—2006，2.20]

3.2

超聲波ultrasonicwave

頻率超過人耳聽覺范圍（大于20kHz）的聲波。

[來源：GB/T12604.1—2020，3.2.1]

3.3

超聲檢測ultrasonictesting

UT

2

T/ATNTXXXX—202X(R0)

使超聲波在工件中傳播，通過監(jiān)測穿透信號（穿透技術(shù)）或從不連續(xù)、其它表面反射、折射、衍射

的信號（脈沖回波技術(shù)），對工件缺陷、幾何特性、組織結(jié)構(gòu)和力學性能變化進行測量、表征和特定應

用性評價。

3.4

耦合劑couplant

耦合介質(zhì)couplantmedium

施加于探頭和檢測面之間以改善聲能傳遞的介質(zhì)，如水、甘油或油等。

[來源：GB/T12604.1-2020，6.3.3]

3.5

聲速soundvelocity

傳播速度velocityofpropagation

聲波在材料中沿傳播方向行進的相速度或群速度。

[來源：GB/T12604.1-2020，4.2.19]

3.6

縱波聲速longitudinalwavevelocity

c

聲學材料中縱波的傳播速度，單位為米每秒（m/s）。

[來源：GB/T5266-2006，3.3]

3.7

聲阻抗acousticalimpedance

給定材料中聲壓與質(zhì)點振動速度的比值。

[來源：GB/T12604.1-2020，4.4.7]

注：在具有理想彈性的材料中，對于平面縱波，等同于聲速與密度的乘積。

3.8

衰減attenuation

聲衰減soundattenuation

超聲波在介質(zhì)中傳播時由于吸收和散射所引起的聲壓降低。

[來源：GB/T12604.1—2020，4.3.1]

3.9

聲衰減系數(shù)attenuationcoefficient

衰減系數(shù)

α

與材料性能、波長和波型有關(guān)的，用來表示每單位傳播距離衰減量的系數(shù)。

[來源：GB/T12604.1—2020，4.3.2]

縱波在聲學材料中傳播單位長度內(nèi)聲壓幅值衰減的奈培數(shù)，單位為奈培每米（Np/m）。

注：1Np=8.686dB

[來源：GB/T5266—2006，3.4]

3.10

聲衰減系數(shù)斜率slopeofattenuationcoefficient

聲衰減系數(shù)隨頻率的變化率。

單位：分貝每厘米兆赫茲，dB/(cm·MHz）。

[來源：GB/T15261—2008，3.3]

3

T/ATNTXXXX—202X(R0)

3.11

探頭probe

通常由一個或多個換能器組成的用以發(fā)射或接收或者既發(fā)射又接收超聲波的電-聲轉(zhuǎn)換器件。

[來源：GB/T12604.1—2020，5.2.1]

3.12

換能器transducer

探頭中實現(xiàn)電能換成超聲能并逆向轉(zhuǎn)換功能的元件。

[來源：GB/T12604.1—2020，4.1.1]

3.13

近場點nearfieldpoint

聲束軸線上聲壓達到最后一個極大值點的位置。

[來源：GB/T12604.1—2020，4.2.9]

3.14

近場長度nearfieldlength

換能器到近場點之間的距離。

[來源：GB/T12604.1—2020，4.2.10]

3.15

聲速軸線beamaxis

通過遠場中不同距離處聲壓極大值點的直線。

[來源：GB/T12604.1—2020，4.2.3]

3.16

色卡colorchip

表示一定顏色的標準樣品卡。

[來源：GB/T5698—2001，5.21]

3.17

色卡圖colorchart

按順序排列在一張圖上的色卡。

[來源：GB/T5698—2001，5.22]

3.18

色卡圖冊coloratlas

根據(jù)特定的色度系列所編排的顏色圖。

[來源：GB/T5698—2001，5.23]

3.19

冷色coolcolor

給予涼爽感覺的顏色。

[來源：GB/T5698—2001，5.47]

3.20

暖色warmcolor

給予暖和感覺的顏色。

[來源：GB/T5698—2001，5.48]

3.21

正常色覺normalcolorvision

顏色辨別能力正常的色覺。

4

T/ATNTXXXX—202X(R0)

[來源：GB/T5698—2001，5.62]

3.22

pH值pHvalue

溶液中氫離子活度的負對數(shù)值。

[來源：GB/T14666—2003，2.1.44]

3.23

活度activity

溶液中物質(zhì)的有效濃度。

[來源：GB/T14666—2003，3.1.2]

3.24

密度density

質(zhì)量除以體積。

[來源：GB/T4472—2011，3.1]

3.25

浮子float

稱量式數(shù)顯液體密度計中具有一定體積與質(zhì)量，用于浸沒于被測液體中感受浮力的部件。

[來源：JJG999—2018，3.2]

3.26

中值middlevalue

在一組數(shù)值中居于中間位置的數(shù)值。一半的數(shù)值比中值大，另一半的數(shù)值比中值小。

示例：7.5，6.1，7.8三個數(shù)的中值是7.5。

注1：統(tǒng)計學中稱為“樣本中位數(shù)”、“中位數(shù)”或“0.5分位數(shù)”，穩(wěn)健的統(tǒng)計技術(shù)中簡稱為中位值。

3.27

動力黏度dynamicviscosity

η

液體在一定剪切應力下，一液層與另一液層做相對流動時內(nèi)摩擦力的量度，其值為加于流動液體的

剪切應力和剪切速率之比，以帕斯卡秒（Pa·s）或毫帕斯卡秒（mPa·s）為單位，用牛頓方程式表示為：

D

式中：

η——動力黏度；

τ——液體的剪切應力；

D——液體的剪切速率。

注：動力黏度單位也使用牛頓秒每平方米（N·s/m2）、毫牛頓秒每平方米（mN·s/m2）和泊（P）、厘泊（cP）。1

mN·s/m2=1mPa·s=1cP。

3.28

表觀黏度apparentviscosity

ηa

非牛頓型液體在一定的剪切應力和剪切速率下流動時的內(nèi)摩擦特定，其數(shù)值是剪切速率的函數(shù)，取

決于儀器中樣品的熱滯后和流變滯后。

[來源：GB/T15357—2014，3.2]

3.29

牛頓型液體newtonianliquids

在所有剪切速率下，都顯示恒定黏度的液體。

5

T/ATNTXXXX—202X(R0)

[來源：GB/T15357—2014，3.3]

3.30

非牛頓型液體non-newtonianliquids

隨剪切速率的變化乃至剪切時間不同，其黏度會發(fā)生變化的液體。

[來源：GB/T15357—2014，3.4]

3.31

隨時間而變化的黏度time-dependmentviscosity

在等溫可逆條件下，在恒定的剪切速率下，表觀黏度隨時間變化。

[來源：GB/T15357—2014，3.13]

3.32

揮發(fā)性volatility

固體或液體物質(zhì)在常溫下?lián)]發(fā)為氣體的趨勢。

[來源：GB/T31229—2014，3.2]

3.33

揮發(fā)速率volatilityrate

固體或液體物質(zhì)在某溫度下變成氣體的速率。測試結(jié)果是以單位時間的揮發(fā)量來表示。

[來源：GB/T31229-2014，3.3]

3.34

精密度precision

在規(guī)定條件下，獨立測試結(jié)果間的一致程度。

[來源：GB/T6379.1—2004，3.12]

3.35

重復性repeatability

在重復性條件下的精密度。

[來源：GB/T6379.1—2004，3.13]

3.36

重復性條件repeatabilityconditions

在同一實驗室，由同一操作員使用相同的設備，按相同的測試方法，在短時間內(nèi)對同一被測對象相

互獨立進行的測試條件。

[來源：GB/T6379.1—2004，3.14]

3.37

再現(xiàn)性reproducibility

在再現(xiàn)性條件下的精密度。

[來源：GB/T6379.1—2004，3.17]

3.38

再現(xiàn)性條件reproducibilityconditions

在不同的實驗室，由不同的操作員使用不同設備，按相同的測試方法，對同一被測對象相互獨立進

行的測試條件。

[來源：GB/T6379.1—2004，3.18]

3.39

變異系數(shù)coefficientofvariation

CV

標準偏差除以非零的均值。

6

T/ATNTXXXX—202X(R0)

[來源：GB/T10094—2009，3.1.2]

注1：變異系數(shù)通常用百分數(shù)表示。

注2：不贊成使用以前的術(shù)語“相對標準差”。

3.40

殘留物residue

在規(guī)定的條件下，耦合劑樣品經(jīng)干燥后所剩余物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。

3.41

潤濕wetting

固體表面上一種液體取代另一種液體或氣體的過程。

[來源：GB/T36086—2018，3.1.1]

3.42

閃點flashpoint

在規(guī)定的試驗條件下，用規(guī)定的方法測試時，利用測試火焰能使試驗樣品的蒸氣瞬間點燃，且火焰

蔓延到整個液體表面，并被校正至101.3kPa大氣壓下的試驗樣品的最低溫度。

[來源：GB/T5208—2008，3.1]

在規(guī)定的試驗條件下，點火源使得試驗樣品的蒸氣發(fā)生燃燒并在液體表面蔓延，此時校正至

101.3kPa大氣壓下，試驗樣品的最低閃火溫度。

[來源：GB/T21775—2008，3.1]

3.43

（靜態(tài)）接觸角(static)contactangle

θ

液體在固體表面形成液滴并達到平衡時，在氣、液、固三相交點處作氣液界面的切線，該切線與固

液交界線之間的夾角。

[來源：GB/T30693—2014，3.4]

液滴在固體表面達到平衡后，從固/液/氣三相交界點處作氣/液界面的切線，此切線穿過液體與固/

液交界線之間的夾角。

[來源：GB/T36086—2018，3.12]

氣、液、固三相交界處的氣-液界面和固-液界面切線之間的夾角。符號記為θ，單位為度（°）。

[來源：GB/T30447-2013，3.1]

3.44

凝點solidificationpoint

液體試樣在規(guī)定的條件下冷卻至其發(fā)生可逆物態(tài)轉(zhuǎn)變（如：結(jié)晶轉(zhuǎn)變?yōu)榫w，凝結(jié)為固態(tài)的非晶物

質(zhì)，發(fā)生氣泡或泡沫化，固化或失去流動性等），然后使樣品升溫，樣品逆向轉(zhuǎn)變恢復為液體的最低溫

度。

3.45

摩擦friction

在力作用下物體相互接觸表面之間發(fā)生的切向相對運動或有運動趨勢時，出現(xiàn)阻礙該運動行為并且

伴隨著機械能量損耗的現(xiàn)象和過程。

[來源：GB/T17754—2012，2.2]

3.46

摩擦副rubbingpair;tribopair

專指由兩個相對運動又相互作用摩擦學元素構(gòu)成的最小的系統(tǒng)。

注1：作為摩擦副的物體互稱為對摩副。

7

T/ATNTXXXX—202X(R0)

[來源：GB/T17754—2012，4.4]

3.47

載荷load

N

施加在相互接觸物體上且垂直于接觸表面的外力。

[來源：GB/T17754—2012，3.31]

3.48

摩擦力frictionforce

F

在摩擦[表]面上發(fā)生的切向阻力。

注1：有相對運動時的摩擦力稱動摩擦力，尚未發(fā)生相對運動時的摩擦力稱靜摩擦力。

注1：由靜摩擦轉(zhuǎn)為動摩擦之前瞬間的摩擦力稱為最大靜摩擦力。

[來源：GB/T17754—2012，4.16]

3.49

摩擦力矩frictionalmoment

M

在轉(zhuǎn)動摩擦副中，轉(zhuǎn)動體在周向上受到的摩擦力F與轉(zhuǎn)動體有效半徑的乘積。

[來源：GB/T17754—2012，4.38]

3.50

摩擦系數(shù)frictionalcoefficient

μ

一組摩擦副之間的摩擦力F與法向力N之比。

[來源：GB/T17754—2012，4.18]

4通用要求

4.1樣品管理

4.1.1取樣、檢測過程中使用的器皿，應采用燒瓶、燒杯、稱量吸移管、玻璃棒等玻璃儀器，并經(jīng)清

洗、干燥。

4.1.2在取樣、檢測過程中，樣品應避免晃動、擺動、搖動等當不當操作，且不宜長時間閑置，以防

止耦合劑揮發(fā)或引入氣泡、混入異物等而導致檢測結(jié)果無效。

4.1.3如無法及時檢測樣品，應確保樣品檢測前保存在其原先條件下，并記錄保存時間。樣品可保存

在密閉的玻璃、樣品原包裝材料或塑料容器或瓶內(nèi)，禁止使用金屬容器保存樣品。

4.2基礎設施和環(huán)境

4.2.1應配備設備基本要求的地基和電源。電源電壓宜控制在±2%，宜有檢測儀器的專用地線，接地

電阻≤3Ω，接地導線不小于6mm2。

4.2.2檢測設施環(huán)境應無振動、無腐蝕性氣體、無粉塵、無外來干擾（如風影響閃點）、無味、無磁

場等，避免不良環(huán)境造成檢測結(jié)果無效。

4.2.3環(huán)境溫度應控制在（23±5）℃。

4.2.4環(huán)境濕度應控制在30%RH～80%RH。

4.3多次檢測結(jié)果的平均值應進行修約，修約方法執(zhí)行GB/T8170。

8

T/ATNTXXXX—202X(R0)

4.4檢測人員應經(jīng)過安全培訓和檢測技術(shù)培訓，持證上崗。

5外觀

5.1基本原理

在一定的照度下，通過觀察確定透明器皿內(nèi)耦合劑是否存在不利于超聲檢測的缺陷。

5.2儀器和環(huán)境

500mL透明燒杯，不高于10倍的放大鏡，不低于500Lx（勒克斯）的漫射日光或近可能接近日光的

日照光環(huán)境。

5.3操作步驟

取500mL耦合劑至500mL透明燒杯，避免晃動、擺動、搖動等引入氣泡，靜置至少30min。

在要求的環(huán)境光線下，用肉眼（正常視力，或經(jīng)矯正至正常視力）或使用放大鏡直接觀察?？梢杂?/p>

白紙做后襯。

外觀缺陷可包括但不限于沉淀、氣泡、雜質(zhì)、異物、固體顆粒、色澤不均勻、懸浮物、分層、霉變

等。由于晃動、擺動、搖動等使耦合劑產(chǎn)生的氣泡不列為外觀缺陷。

應拍照記錄外觀缺陷。

5.4檢測報告

檢測報告至少應包括如下內(nèi)容：

a）本標準編號；

b）外觀檢測結(jié)果為“無外觀缺陷”或“有×××外觀缺陷”；

c)外觀缺陷照片；

d）如果存在外觀缺陷應提示：對于外觀存在缺陷的耦合劑，不宜進行其它性能指標的檢測。

5.5精密度

沒有可普遍接受的方法來測定本方法的精密度。

6顏色

6.1基本原理

在一定的照度下，通過觀察透明器皿內(nèi)耦合劑顏色并與標準顏色卡對比確定耦合劑顏色。

6.2儀器和環(huán)境

500mL透明燒杯。

標準色卡或色卡圖或色卡圖冊。

不低于500Lx（勒克斯）的漫射日光或盡可能接近日光的日照光環(huán)境。

6.3操作步驟

將耦合劑盛在500mL透明燒杯，在要求的環(huán)境光線下，用肉眼（正常色覺）觀察并與標準色卡對比

確定耦合劑的顏色，可以用白紙做后襯。顏色可用修飾語，如偏紅、鮮紅、淺紅等。

應對顏色檢測拍照記錄。常見的顏色參見附錄A。

6.4檢測報告

9

T/ATNTXXXX—202X(R0)

檢測報告至少應包括如下內(nèi)容：

a）本標準編號；

b）顏色檢測結(jié)果為“無色”或“×××色”，如“孔雀藍色”；

C）耦合劑彩色照片。

6.5精密度

沒有可普遍接受的方法來測定本方法的精密度。

7氣味

7.1基本原理

通過嗅覺確定耦合劑是否有異味。

7.2儀器和環(huán)境

500mL透明燒杯。

檢測環(huán)境無其它干擾嗅覺的物質(zhì)（如食品、酒精、機油等）。

7.3操作步驟

取500mL耦合劑至500mL透明燒杯，用一只手將燒杯口舉至鼻子前下方并與鼻子距200mm左右，用

另一只手在燒杯口上方輕輕扇動，使揮發(fā)的耦合劑氣體飄到鼻孔，同時閉嘴用鼻深吸氣感覺耦合劑氣味。

禁止把鼻子湊到燒杯口去聞氣體。

耦合劑應為無異味的液體，異味可包括但不限于霉味、刺激性氣味、臭味等。

7.4檢測報告

檢測報告至少應包括如下內(nèi)容：

a）本標準編號；

b）氣味檢測結(jié)果為：“無異味”或“有異味”或“有×××氣味”。

7.5精密度

沒有可普遍接受的方法來測定本方法的精密度。

8密度

8.1基本原理

根據(jù)阿基米德原理，在空氣中和耦合劑中分別測量一定體積、一定質(zhì)量浮子的質(zhì)量，由兩個質(zhì)量計

算并顯示出耦合劑密度。

8.2儀器和環(huán)境

8.2.1稱量式數(shù)顯液體密度計

密度計按照JJG999進行校準，且應不低于1.0級。

8.2.2溫度計

溫度計的分度值不低于0.1℃。

8.2.3燒杯

10

T/ATNTXXXX—202X(R0)

燒杯的容積應根據(jù)密度計浮子的體積確定，燒杯應滿足GB/T15724。

8.3操作步驟

8.3.1測量耦合劑密度前應采用滿足GB/T6682的實驗室用水對密度計進行核查確認，按照本“操作

步驟”的后續(xù)條款測量水的密度，測量值與水的標準密度值的相對誤差不超過2%。（18~35）℃純水

密度參見附錄B）。

8.3.2將燒杯清洗干凈并干燥。

8.3.3取耦合劑至燒杯中，靜置至少30min。

8.3.4測量耦合劑的溫度。

8.3.5按照密度計規(guī)定的程序稱量掛鉤（吊絲）的質(zhì)量、浮子在空氣中的質(zhì)量及浮子在耦合劑中的質(zhì)

量，直接讀出耦合劑的密度。宜監(jiān)控掛鉤和浮子在空氣中的質(zhì)量，測量允許誤差應控制在±0.005g。

8.3.6至少平行測定兩次，如果兩次測定結(jié)果之差小于等于0.006g/cm3，則以兩次平行測定值的算術(shù)

平均值為測定結(jié)果。

8.3.7如果兩次平行測定結(jié)果之差超過0.006g/cm3，則應進行第三個平行的測定。如果三個平行測定

結(jié)果的極差小于或等于0.007g/cm3，則以三次平行測定值的算術(shù)平均值為測定結(jié)果。如果三次平行測

定結(jié)果之差超過0.007g/cm3，則以三次平行測定結(jié)果的中值作為測定結(jié)果。

8.3.8測定結(jié)果應修約至0.001g/cm3。修約后的測定結(jié)果可轉(zhuǎn)換計量單位為kg/m3。

8.4檢測報告

檢測報告至少應包括如下內(nèi)容：

a）本標準編號；

b）密度測定結(jié)果、耦合劑溫度。如：0.998g/cm3（18.2℃）或998kg/m3（18.2℃）。

8.5精密度

在重復性條件下測得的兩次獨立的測定結(jié)果的絕對值差不大于0.006g/cm3，以大于0.006g/cm3的情

況不超過5%為前提。

9黏度

9.1基本原理

圓柱形或圓盤形的轉(zhuǎn)子在液體中以恒定速率旋轉(zhuǎn)，測量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的摩擦扭矩，結(jié)合轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子類型

計算出黏度值。

9.2儀器

9.2.1旋轉(zhuǎn)黏度計

黏度計應選用NDJ系列旋轉(zhuǎn)黏度計，按照JJG1002進行校準，C級或優(yōu)于C級，測量范圍0.1mPa·s~

60000mPa·s

9.2.2溫度計

溫度計的分度值不低于0.1℃

9.2.3燒杯

11

T/ATNTXXXX—202X(R0)

滿足GB/T15724標準的500mL高型燒杯。

注：燒杯的大小影響測定黏度的實際值，應注意確保使用容器大小的前后一致性。

9.3操作步驟

9.3.1測量耦合劑黏度前應采用滿足GB/T6682的實驗室用水對黏度計進行核查確認。按照本“操作

步驟”的后續(xù)條款測量水的黏度，測量條件為：0#轉(zhuǎn)子，60r/min，40秒。測量值與標準值的相對誤差

不應超過10%。（18～28）℃水標準黏度值見表C。

9.3.2燒杯、轉(zhuǎn)子應清洗干凈并干燥。

9.3.3取450mL～500mL耦合劑至燒杯中，在檢測環(huán)境中靜置至少30min后測量黏度值。

9.3.4慢速將轉(zhuǎn)子插入燒杯中，并使耦合劑達到液位標記，應穩(wěn)定5min后檢測。

9.3.5轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速和時間選擇

9.3.5.1按照耦合劑產(chǎn)品標準中規(guī)定的轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速和時間。

9.3.5.2如果產(chǎn)品標準沒有具體規(guī)定，優(yōu)先選擇小量程的轉(zhuǎn)子，優(yōu)先選擇高轉(zhuǎn)速，優(yōu)先選擇設備（說

明書）推薦的所選轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速的時間。

9.3.5.3黏度測定值應在所選轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速對應滿量程的40%～90%，不能大于滿量程的95%，不能小于

滿量程的20%。

9.3.6測量黏度值的同時測量耦合劑的溫度。

9.3.7連續(xù)檢測，直至最后三次讀數(shù)結(jié)果一致，將最后一次結(jié)果作為檢測結(jié)果。

9.3.8必要時，采用恒溫槽檢測不同溫度下的黏度。

9.3.9黏度測定結(jié)果應按照如下要求進行修約：

—測定值＜10mPa·s，結(jié)果應修約至0.01mPa·s；

—測定值≥10mPa·s，結(jié)果應修約至0.1mPa·s；

—測定值≥100mPa·s，結(jié)果應修約至1mPa·s。

9.4檢測報告

檢測報告至少應包括如下內(nèi)容：

a）本標準編號；

b）黏度測定結(jié)果、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速、時間、耦合劑溫度。如：8.18mPa·s（0#轉(zhuǎn)子、60r/min、40秒、

18.2℃）。

9.5精密度

在再現(xiàn)性條件下連續(xù)測量測得的測定結(jié)果的變異系數(shù)不大于30%，以大于30%的情況不超過5%為前

提。

10揮發(fā)性及殘留物

10.1基本原理

規(guī)定體積的耦合劑和純水在規(guī)定的器皿、溫度、氣壓和時間條件下干燥，通過測量計算耦合劑和純

水干燥質(zhì)量損失，用兩者損失質(zhì)量之比作為耦合劑相對于水的揮發(fā)性度量。

12

T/ATNTXXXX—202X(R0)

規(guī)定體積的耦合劑和純水在規(guī)定的器皿、溫度、氣壓和時間條件下干燥，通過測量計算10mL單位

質(zhì)量耦合劑揮發(fā)后殘留物的質(zhì)量作為耦合劑殘留物的度量。

10.2儀器

10.2.1分析天平

滿足GB/T26497標準的電子天平，分度值小于等于0.001g，按照JJG1036進行校準且不低于“III級”。

10.2.2干燥箱

干燥溫度70℃±2℃，并按照JJF1101對溫度進行校準。

10.2.3移液管

滿足GB/T12807或GB/T12808的10mL移液管，且JJG196進行校準。

10.2.4稱量瓶

稱量瓶外形尺寸為?40mm×25mm，且應滿足JY/T0453要求。

10.3操作步驟

10.3.1將移液管、稱量瓶清洗干凈并干燥。

10.3.2用分析天平稱量瓶（帶蓋子）質(zhì)量m0兩次，兩次測量結(jié)果差應在±0.003g內(nèi)。應監(jiān)控稱量瓶的

質(zhì)量，在再現(xiàn)性條件下測量的兩次結(jié)果差應在±0.006g內(nèi)。

10.3.3用10mL移液管取10mL耦合劑至稱量瓶中，并用分析天平稱量瓶（帶蓋子）質(zhì)量m1。

10.3.4將盛有耦合劑不帶蓋子的稱量瓶在70℃±2℃的干燥箱中常壓干燥60min。

10.3.5將稱量瓶從干燥箱中取出并立即蓋上原蓋子（不能混淆蓋子），自然降溫至環(huán)境溫度。

10.3.6用分析天平稱量耦合劑揮發(fā)后稱量瓶（帶原蓋子）質(zhì)量m2。

10.3.7耦合劑一個樣品的揮發(fā)量δc為：δc=（m1-m2）。

10.3.8同時測定兩個耦合劑樣品，計算兩個樣品測定值的算術(shù)平均值δ’c。

10.3.9同時測定兩個滿足GB/T6682的實驗室用水的揮發(fā)量δw。計算兩個水樣品揮發(fā)量測定值的標

準偏差、算術(shù)平均值δ’w及變異系數(shù)CV。

10.3.10如果水揮發(fā)量的變異系數(shù)CV超過5%，則應重新取樣重新按照10.3.1至10.3.9執(zhí)行。

10.3.11如果水揮發(fā)量的變異系數(shù)CV不超過5%，則耦合劑的相對揮發(fā)性按下列公式計算：

'

c

Vc'

w

式中：

Vc——耦合劑相對揮發(fā)性；

δ’c——兩個耦合劑樣品揮發(fā)量平均值，單位為克（g）；

δ’w——兩個水樣品揮發(fā)量平均值，單位為克（g）。

10.3.12帶蓋稱量m2后，稱量瓶不帶蓋在干燥箱中繼續(xù)干燥，干燥溫度可根據(jù)耦合劑的揮發(fā)性確定，

溫度可升溫到不高于150℃，常壓干燥1h～4h，使揮發(fā)物全部揮發(fā)。取出稱量瓶并蓋蓋，冷卻到室溫后

稱量帶蓋質(zhì)量m3。殘留物按下列公式計算：

13

T/ATNTXXXX—202X(R0)

mm

R30100%

m1m0

式中：

R——耦合劑殘留物，單位為%；

m0——空稱量瓶（帶蓋子）質(zhì)量，單位為克（g）；

m1——10mL耦合劑和稱量瓶（帶蓋子）質(zhì)量，單位為克（g）；

m3——完全干燥后稱量瓶帶蓋質(zhì)量，單位為克（g）；

10.3.13殘留物檢測可以和揮發(fā)性檢測分開進行，可以選擇其它干燥工藝參數(shù)，試驗溫度的選擇應保

證耦合劑不被碳化。

10.3.14耦合劑相對揮發(fā)性用Vc：1表示，測定結(jié)果應修約至0.01:1；殘留物測量結(jié)果應修約至0.1%。

10.4檢測報告

檢測報告至少應包括如下內(nèi)容：

a）本標準編號；

b）耦合劑相對揮發(fā)性測定結(jié)果及揮發(fā)檢測條件，包括干燥溫度、時間、氣壓。如：1.58:1（70℃，

60min，常壓）。

c）耦合劑殘留物測量結(jié)果及干燥條件，包括干燥溫度、時間、氣壓。如：2.0%（70℃，60min，

常壓，120℃，60min，常壓）。

10.5精密度

在重復性條件下測得的兩次獨立的耦合劑揮發(fā)量變異系數(shù)不大于8.6%，以大于8.6%的情況不超過

5%為前提。

在重復性條件下測得的兩次獨立的耦合劑殘留物之差不大于0.7%，以大于0.7%的情況不超過5%為

前提。

11聲速

11.1基本原理

將耦合劑注入裝有發(fā)射換能器和接收換能器的測試槽中，兩個換能器聲束軸線同軸。根據(jù)脈沖信號

在耦合劑中的傳播時間和聲程求得耦合劑的聲速。

11.2儀器

11.2.1液體聲速測量儀

配備有測試槽、換能器、電子測量設備。電子測量設備由發(fā)射器、接收器、A/D轉(zhuǎn)換、微處理器、

顯示器等組成。

電子測量設備頻率范圍宜在0.5MHz~10MHz，振幅變化應不超過±1%。

探頭為0°探頭，探頭換能器晶片直徑大于厚度的10倍，工作頻率宜在0.5MHz~10MHz，宜優(yōu)先選擇

1MHz，也可選用常規(guī)檢測用頻率。發(fā)射和接收探頭間距可固定、可調(diào)節(jié)間距，且兩個聲速軸線重合。

測試槽尺寸應足夠大，橫向尺寸大于晶片直徑的兩倍，縱向尺寸不小于10個波長，以保證測試槽壁

的反射波不影響對直達脈沖的測量。

發(fā)射探頭固定，接收探頭可在聲束軸線移動并可測量移動距離。

14

T/ATNTXXXX—202X(R0)

11.2.2溫度計

溫度計的分度值不低于0.1℃。

11.3操作步驟

11.3.1根據(jù)探頭換能器的直徑、頻率和耦合劑的聲速估計值計算近場長度N。

11.3.2將耦合劑注入測試槽中，靜置30min以上，使耦合劑與探頭充分浸潤且不附氣泡。

11.3.3按照儀器設置檢測參數(shù)，以獲得該耦合劑便于識別的波峰或波谷的脈沖波波型，并固定參數(shù)。

11.3.4測量測試槽中耦合劑的溫度。

11.3.5緩慢將接收探頭與發(fā)射探頭間距調(diào)至間距最小，避免耦合劑中引入氣泡。發(fā)射并采集接收信號，

選擇用于計算聲速的波峰或波谷，確定該波峰或波谷對應的時間T0，為初始波峰或波谷時間。

11.3.6緩慢將接收探頭與發(fā)射探頭間距調(diào)至間距最接近N的距離，并避免耦合劑中引入氣泡。發(fā)射

并采集接收信號，選擇和T0對應的同一個波峰或波谷，繼續(xù)調(diào)整間距使探頭位于聲軸上聲壓最高點，

此時間距為d，確定該間距的波峰或波谷對應的時間T1。

11.3.7通過下列公式計算聲速：

d

c1000

T1T0

式中：

d——聲程，單位為mm；

T0——初始波峰或波谷時間，單位為微秒（us）；

T1——聲波聲程處波峰或波谷時間，單位為微秒（us）；

c——耦合劑聲速，單位為米每秒（m/s）。

11.3.8用平行兩個樣品的聲速的平均值作為檢測結(jié)果，檢測結(jié)果應修約至1m/s。

11.3.9應采用滿足標準GB/T6682的實驗室用水對聲速測定儀進行核查，測量水的聲速不超過標稱值

的4%，（16～28）℃水的聲速見表D.1。核查頻次可根據(jù)檢測工作量確定。一般情況下，每月核查一

次。

11.4檢測報告

檢測報告至少應包括如下內(nèi)容：

a）本標準編號；

b）聲速檢測結(jié)果、耦合劑溫度及探頭頻率。如：1491m/s（18.2℃，0°探頭1MHz）。

11.5精密度

在重復性條件下測得的兩次獨立的測定結(jié)果的CV不大于2.6%，以大于2.6%的情況不超過5%為前提。

12聲衰減

12.1基本原理

測試槽中發(fā)射換能器和接收換能器固定在一定間距位置，且兩個換能器聲束軸線同軸。分別將蒸餾

水和耦合劑注入測試槽，相同的測量條件下分別測量兩者接收信號，根據(jù)接受信號幅度的差異求得耦合

劑的聲衰減系數(shù)。

15

T/ATNTXXXX—202X(R0)

12.2儀器

12.2.1液體聲速測量儀

配備有測試槽、換能器、電子測量設備。電子測量設備由發(fā)射器、接收器、A/D轉(zhuǎn)換、微處理器、

顯示器等組成。

電子測量設備頻率范圍宜在2.5MHz~10MHz，振幅變化應不超過±1%。

探頭為0°探頭，探頭換能器晶片直徑大于厚度的10倍，工作頻率宜在2.5MHz~10MHz，宜優(yōu)先選

擇2.5MHz，也可選用常規(guī)檢測用頻率。發(fā)射和接收探頭間距可固定、可調(diào)節(jié)間距，且兩個聲速軸線重

合。

測試槽尺寸應足夠大，橫向尺寸大于晶片直徑的兩倍，縱向尺寸不小于10個波長，以保證測試槽壁

的反射波不影響對直達脈沖的測量。

12.2.2溫度計

溫度計的分度值不低于0.1℃。

12.3操作步驟

12.3.1固定接收探頭、發(fā)射探頭，兩者聲束軸線同軸，間距d大于10cm。

12.3.2將滿足GB/T6682的實驗室用水和耦合劑置于檢測環(huán)境中相同位置靜置一定時間，使檢測前兩

者溫度相同。將水或耦合劑注入測試槽后應靜置一定時間，使水或耦合劑與換能器充分浸潤且不附氣泡。

12.3.3將水注入測試槽中后，按照儀器設置檢測參數(shù)，以獲得便于識別的波峰或波谷的脈沖波波型，

并固定參數(shù)。

12.3.4分別測量平行兩個水樣品接受信號的波峰或波谷電壓，每個樣品連續(xù)測量11次，11次測量的

時間間隔控制在3s~5s。每個樣品測量11次電壓的CV值應不超過1%。如果兩個平行樣品的平均電壓

值CV不超過1%，則以兩個水樣品測量電壓平均值的平均值作為水的接受信號電壓Aw。

12.3.5分別測量平行兩個耦合劑樣品接受信號的電壓（和測量水用同一個波峰或波谷），每個樣品連

續(xù)測量11次，11次測量的時間間隔控制在3s~5s。每個樣品測量11次電壓的CV值應不超過1%。如

果兩個平行樣品的平均電壓值CV不超過1%，以兩個耦合劑樣品測量電壓平均值的平均值作為耦合劑

的接受信號電壓Ac。

12.3.6通過下列公式計算耦合劑的聲衰減系數(shù)：

20Ac

clg()w

dAw

式中：

αc——耦合劑聲衰減系數(shù)，單位為分貝每厘米（dB/cm）；

d——接收探頭、發(fā)射探頭距離，單位為厘米（cm）；

Aw——水的脈沖信號波峰或波谷電壓，單位為伏特（V）；

Ac——耦合劑的脈沖信號波峰或波谷電壓，單位為伏特（V）；

αw——實驗室用水聲衰減系數(shù)，單位為分貝每厘米（dB/cm）。

2

12.3.7實驗室用水的聲衰減（αw/f）見表D.1。水溫（23±5）℃，水溫（23±5）℃、探頭頻率f=2.5MHz

時，αw=0.014dB/cm。

12.3.8測定結(jié)果應修約至0.01dB/cm，如果測量結(jié)果≤0.04dB/cm，則報告≤0.04dB/cm。

16

T/ATNTXXXX—202X(R0)

12.4檢測報告

檢測報告至少應包括如下內(nèi)容：

a）本標準編號；

b）聲衰減測定結(jié)果、耦合劑溫度及探頭頻率。如：0.06dB/cm（18.2℃，0°探頭1MHz）。

12.5精密度

在再現(xiàn)性條件下測得的兩次獨立的測定結(jié)果的差不大于0.04，以大于0.02情況不超過5%為前提。

13聲阻抗

13.1基本原理

根據(jù)聲阻抗的定義，測量耦合劑的密度和聲速，耦合劑的密度和聲速的乘積為耦合劑的聲阻抗。

13.2儀器

本標準規(guī)定的測量耦合劑密度和聲速的儀器。

13.3操作步驟

13.3.1測量密度用樣品和測量聲速樣品，應在相同的環(huán)境中靜置一定時間，確保測量耦合劑密度和聲

速時樣品具有相同的溫度。

13.3.2根據(jù)本標準的規(guī)定測量耦合劑的密度ρ。

13.3.3根據(jù)本標準的規(guī)定測量耦合劑的聲速c。

13.3.4根據(jù)下列公式聲阻抗Z：

Zc

式中：

2

Z——聲阻抗，單位為千克每平方米每秒（kg/m·s）。

3

ρ——耦合劑密度，單位為千克每立方米（kg/m）。

c——耦合劑聲速，單位為米每秒（m/s）。

13.3.5測定結(jié)果應修約至0.01×106kg/m2·s。

13.3.6在采用滿足標準GB/T6682的實驗室用水對聲速、密度測定儀進行核查時，計算水的聲阻抗，

水聲阻抗不超過標稱值的4.5%，（16～28）℃水的聲阻抗見表D.1。核查頻次可根據(jù)檢測工作量確定。

一般情況下，每月核查一次。

13.4檢測報告

檢測報告至少應包括如下內(nèi)容：

a）本標準編號；

b）聲阻抗測定結(jié)果、耦合劑溫度及探頭頻率。如：1.48×106kg/m2·s（20.0℃，0°探頭1MHz）。

13.5精密度

在再現(xiàn)性條件下測得的兩次獨立的測定結(jié)果的相對偏差不大于5.6%，以大于5.6%情況不超過5%為

前提。

14接觸角

17

T/ATNTXXXX—202X(R0)

14.1基本原理

通過注射器將耦合劑滴在特定的金屬材料平面表面上，在一定的時間液滴達到平衡，通過顯微鏡、

相機獲得靜態(tài)液滴的外形圖像，運用特定的數(shù)學模型（如液滴視為球、橢球或圓錐的一部分），通過特

定的參數(shù)（如寬、高、弧線）擬合計算出靜態(tài)接觸角。

14.2儀器

14.2.1接觸角測量儀

配備顯微鏡、相機、載物臺、注射器支架的接觸角測量儀，測定范圍0°～180°，測量分辨率不低于

0.1°。

14.2.2金屬樣板

金屬樣板幾何尺寸為50mm×20mm×3mm，50mm×20mm表面應無腐蝕斑，并經(jīng)過200目～240目砂紙

或紗布磨削。磨好的金屬片用苯/酒精洗滌，用苯/酒精浸過的脫脂棉擦拭。清洗干凈后用冷風吹干。清

洗、吹干過程中不得與手接觸。

14.2.3注射器

滿足YY/T0282要求，針頭直徑小于等于0.5mm。

14.3操作步驟

14.3.1將耦合劑吸入注射器中，確保足夠的液滴，一般情況下吸入0.5mL。然后將注射器安裝在支架

上。

14.3.2調(diào)試顯微鏡使注射器針聚焦，調(diào)試支架使注射器針尖位于相機視場的左右中心。

14.3.3將清洗干凈的金屬樣板置于顯微鏡載物臺。調(diào)節(jié)載物臺的位置，使注射器針位于金屬樣板的寬

度中心線。調(diào)節(jié)載物臺高度和注射器支架，使金屬樣板上表面置于相機視場水平中心，注射器針距樣本

的間距適度，在注射器中液滴跌落在金屬樣板上時與注射器針恰好分離。

14.3.4微調(diào)注射器，使第一滴液滴落在樣板上。估計液滴的平衡時間。微調(diào)相機焦距，使液固界面線

清晰并清晰可見液滴液固界面為界的鏡面像，三相交界處清晰。

14.3.5微調(diào)注射器，使第二滴液滴落在樣板上，在估計的平衡時間到達時拍照。微調(diào)注射器，使第三

滴液滴落在樣板上，在估計的平衡時間到達時拍照。左右平移載物臺，使三滴液滴的間距應足夠大，其

間距不下于液固界面線的1倍。

14.3.6通過圖像分析計算第二滴和第三滴的左右接觸角，4個角度的平均值為耦合劑的接觸角。

14.3.7接觸角修約至1°。

14.4檢測報告

檢測報告至少應包括如下內(nèi)容：

a）本標準編號；

b）金屬樣板的材料及接觸角。如：59°（鋼軌U75V）。

14.5精密度

在重復性條件下測得的兩次獨立的測定結(jié)果的CV不大于10%，以大于10%的情況不超過5%為前提。

18

T/ATNTXXXX—202X(R0)

15摩擦系數(shù)

15.1基本原理

在試驗機上安裝一對鋼制試輥，在兩個試輥接觸面間加入耦合劑，兩個試輥在滾動滑動復合摩擦條

件下轉(zhuǎn)動，通過對試輥施加負荷而得到摩擦扭矩，進而計算出耦合劑的摩擦系數(shù)。

15.2設備

15.2.1試驗機

滿足SH/T0190標準的MM-200磨損或摩擦試驗機，耦合劑盒恒溫范圍-50℃~50℃。控溫精度：±2℃，

溫度分辨率0.1℃。能夠動態(tài)記錄、保存載荷、扭矩，并能夠顯示、記錄載荷、扭矩的時間曲線。

15.2.2試輥

試驗機上下試輥為圓環(huán)狀，技術(shù)要求詳見附錄E。

15.2.3耗材

1000目金相砂紙。

分析純酒精或分析純石油醚或溶劑油（符合GB1922中的190號）。

實驗室用水（符合GB/T6682）。

機械油（符合GB/T443中的N32號）

標定油（符合GB/T443中的N22號）

15.3操作步驟

15.3.1前期準備

15.3.1.1采用新試輥時，需用金相砂紙在試驗機低速條件下對上、下試輥研磨5min，再在196N(20kgf)

負荷下，用機械油為潤滑劑磨合30min后方可正式做試驗。

15.3.1.2試驗前和試驗后應用石油醚、酒精或溶劑油等清洗上、下試輥并用自然風或冷風干燥。

15.3.1.3試驗時，應確保下試輥浸入耦合劑至少3mm。

15.3.1.4試驗條件：上輥180r/min，下輥200r/min。

15.3.1.5設定耦合劑摩擦系數(shù)試驗溫度。

15.3.2摩擦系數(shù)測定

15.3.2.1耦合劑溫度沒有達到試驗溫度時啟動電機，并施加98N(10kgf)，直至耦合劑溫度達到試驗溫

度。

15.3.2.2逐步施加載荷，3min內(nèi)載荷加至1960N(200kgf)，并保持20秒后卸載。

15.3.2.3計算保持載荷20秒內(nèi)12秒至15秒期間平均扭矩M。

15.3.2.4按照下列公式耦合劑摩擦系數(shù)：

M

FR

式中：

μ——摩擦系數(shù)；

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T/ATNTXXXX—202X(R0)

M——扭矩，單位為牛頓米（N·m）；

F——載荷，單位為牛頓（N）；

R——試輥半徑，單位為米（m）；

15.3.2.5以連續(xù)兩次加載至1960N(200kgf)測定的摩擦系數(shù)平均值作為耦合劑摩擦系數(shù)的檢測結(jié)果。

15.3.3相對摩擦系數(shù)

15.3.3.1以相同的程序測試20℃實驗室用水的摩擦系數(shù)，其兩次加載平均扭矩為M水；

15.3.3.2以相同的程序測試設定溫度耦合劑摩擦系數(shù)，其兩次加載平均扭矩為Mc。

15.3.3.3按照寫公式計算耦合劑相對于水的摩擦系數(shù)：

:M:M

relc水c水

式中：

μrel——耦合劑相對于水的摩擦系數(shù)；

μc——耦合劑摩擦系數(shù)；

μ水——實驗室用水摩擦系數(shù)；

Mc——耦合劑測試平均扭矩，單位為牛頓米（N·m）；

M水——20℃實驗室用水測試平均扭矩，單位為牛頓米（N·m）。

15.3.4摩擦系數(shù)測定結(jié)果應修約至0.001，相對摩擦系數(shù)修約至0.1:1。

15.4檢測報告

檢測報告至少應包括如下內(nèi)容：

a）本標準編號；

b）摩擦系數(shù)測定結(jié)果及測試條件，應優(yōu)先報告相對摩擦系數(shù)。如：（18.2℃）。溫度、轉(zhuǎn)速、試

輥直徑，

15.5精密度

沒有可普遍接受的方法來測定