CN113189199A - 耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法 - Google Patents

耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，包括制作初始人工对比微试样，获取耐热钢部件性能劣化加速试验失效时间，制作非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样组，搭设非线性高能超声测试系统，测试非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样组的超声非线性系数，绘制加权平均超声非线性系数－性能劣化损伤级别参考曲线，对待检测的耐热钢部件进行性能劣化损伤级别评定，对待检测的耐热钢部件的剩余寿命进行预测。本发明实现了对耐热钢部件性能劣化非线性超声波检测的分级评定，可测定耐热钢部件的性能劣化程度，并预测被检测耐热钢部件的剩余寿命，解决了耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测的定量分级难题。

Description

耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法
技术领域
本发明涉及耐热钢部件性能检测技术领域，更具体地说，涉及一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法。
背景技术
承受高温、高压工况的工件大部分采用耐热钢材料制作，如发电厂、化工厂的高温高压管道、管件、阀门等。随着服役时间延长，耐热钢部件逐渐老化以至于完全失效，其主要的性能劣化机制包括高温性能劣化、热疲劳以及性能劣化-疲劳交互作用。
现有技术中，通常采用破坏性方法(如割管、整体剖切等)对耐热钢制工件取样，并通过长时高温性能劣化试验(试验周期数千到数万小时)、短时高温拉伸试验等手段对其性能劣化情况进行评估。然而通过破坏性方法会导致耐热钢部件无法修复或很难修复。
非线性声学是指有限振幅声波在介质中传播时发生的非线性现象，如波形畸变，谐波滋生等。研究表明，材料的早期力学性能退化与超声波的非线性效应密切相关。当单一频率的超声波在金属材料内部传播时与微观缺陷相互作用而发生畸变，导致高次谐波的产生。通过对这些高次谐波的检测，可以得到结构材料处于不同力学性能退化程度的超声非线性系数β，从而对材料和结构的力学性能退化做出有效的无损检测和评估。
公开号为：108107111B的中国专利介绍了一种耐热钢部件非线性超声波检测方法，该专利基于非线性声学检测技术，可有效地解决采用非线性超声方法检测耐热钢材料性能劣化情况时由于超声频率过高、衰减严重导致检测材料深度受限制的问题。但是，该专利只提供了对在用耐热钢部件取微试样的方法，并未提供可评定耐热钢部件性能劣化程度的人工对比微试样；该专利也未给出判定耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，而是通过统计学方法来建立表征耐热钢部件的性能劣化参数与非线性超声波系数之间关系的定量分析模型。由于目前基于非线性超声波检测技术的耐热钢性能劣化研究工作非常少，统计样本也不够丰富，这就造成虽然可以采用该方法对被件耐热钢部件的非线性超声波系数进行测定，但无法通过现有数据对其性能劣化程度进行准确的分级评定。
因此，有必要开发一种新的方法，可实现对耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定，以此评定被检测耐热钢部件的性能劣化程度，进而对被检测耐热钢部件的剩余寿命进行预测。
发明内容
针对现有耐热钢部件非线性超声波检测方法存在的不足，本发明提供了一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，利用此分级评定方法可以判定耐热钢部件性能劣化的严重程度，并以此预测耐热钢部件的剩余寿命。
本发明采用以下的技术方案：
一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，包括以下步骤：
步骤1：制作初始人工对比微试样；
首先在未经使用的耐热钢部件余料上截取一段环形试样，然后采用磁力套钻工具在环形试样上周圈钻取初始人工对比微试样，制作6个同尺寸的初始人工对比微试样，编号为w0～w5；
步骤2：获取耐热钢部件性能劣化加速试验失效时间τ；
对编号为w0初始人工对比微试样通过高温拉伸试验机进行性能劣化加速试验，直至其断裂，记录持续时间即为失效时间τ；
步骤3：制作非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样组；
在相同试验环境下，对编号为w1～w5的五块初始人工对比微试样进行性能劣化加速试验，其中，w1号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.2τ，w2号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.4τ，w3号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.6τ，w4号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.8τ，w5号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.9τ；
将完成性能劣化加速试验的w1～w5号初始人工对比微试样定义为非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样组，并重新编号为ws1～ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样，分别对应1～5级耐热钢部件材料性能劣化损伤级别；
步骤4：搭设非线性高能超声测试系统；
所述非线性高能超声测试系统非线性高能超声测试仪和高频超声探头，高频超声探头包括一个发射探头和一个接收探头，发射探头和接收探头均与非线性高能超声测试仪电连接；
步骤5：测试非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样组的超声非线性系数；
利用非线性高能超声测试系统依次测试ws1～ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数，分别对应值为[β1]、[β2]、[β3]、[β4]、[β5]；
步骤6：绘制加权平均超声非线性系数－性能劣化损伤级别参考曲线；
步骤7：对待检测的耐热钢部件进行性能劣化损伤级别评定；
步骤8：对待检测的耐热钢部件的剩余寿命进行预测。
优选地，所述环形试样的材质和厚度与待检测的耐热钢部件一致。
优选地，步骤2中进行性能劣化加速试验的试验环境是根据待检测的耐热钢部件实际工作参数选取的，其试验温度与待检测的耐热钢部件的实际工作温度相同。
优选地，所述发射探头和接收探头固定连接在刚性可调探头支架上。
优选地，所述发射探头和接收探头均通过信号线与非线性高能超声测试仪电连接。
优选地，步骤5具体包括：分别将ws1～ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样沿壁厚方向均分成多个片状微试样，对各个片状微试样进行非线性超声检测，得出来自不同深度位置的片状微试样的非线性超声参数，对不同深度位置的片状微试样的非线性超声参数设置不同的权重，得出ws1～ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样各自的加权平均超声非线性系数。
优选地，测试加权平均超声非线性系数的具体过程为：
将发射探头布置在ws1号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的一个片状微试样的一端发射信号，将接收探头布置在该片状微试样的另一端接收信号，启动非线性高能超声测试仪，高频超声信号通过发射探头发出，并在该片状微试样内传播，并发生非线性相互作用，产生特征高次谐波，经接收探头后将特征高次谐波信号回传到非线性高能超声测试仪，经信号处理后输出该片状微试样的超声非线性系数；对ws1的每个片状微试样进行相同的操作，分别得出各个片状微试样的超声非线性系数，进行加权平均处理后，得出ws1号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β1]；
用同样的方法，依次测试出ws2号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β2]，ws3号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β3]，ws4号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β4]，ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β5]。
优选地，步骤6具体包括：
应用步骤5获得的加权平均超声非线性系数[β1]～[β5]及1～5级耐热钢部件材料性能劣化损伤级别，绘制加权平均超声非线性系数－性能劣化损伤级别参考曲线，曲线纵坐标为加权平均超声非线性系数，横坐标为性能劣化损伤级别。
优选地，步骤7具体包括：
采用磁力套钻工具在待检测的耐热钢部件上周圈钻取被测微试样，被测微试样的外径与初始人工对比微试样相同，将被测微试样沿壁厚方向均分成多个被测片状微试样；
将发射探头布置在一个被测片状微试样的一端发射信号，将接收探头布置在该被测片状微试样的另一端接收信号，启动非线性高能超声测试仪，高频超声信号通过发射探头发出，并在该被测片状微试样内传播，并发生非线性相互作用，产生特征高次谐波，经接收探头后将特征高次谐波信号回传到非线性高能超声测试仪，经信号处理后输出该被测片状微试样的超声非线性系数，对每个被测片状微试样进行非线性超声波检测，分别得出各个被测片状微试的超声非线性系数，进行加权平均处理后，得出被测微试样的加权平均超声非线性系数[βs]；
查步骤6中绘制的加权平均超声非线性系数－性能劣化损伤级别参考曲线中[βs]对应的耐热钢部件材料性能劣化损伤级别，即得出待检测的耐热钢部件的性能劣化损伤级别。
优选地，步骤8具体包括：
设定耐热钢部件的寿命为20万小时，将步骤2中获得的耐热钢部件性能劣化加速试验失效时间τ与20万小时成比例关系，设定安全系数为1.5，则待检测的耐热钢部件的剩余寿命Ts为：
Ts＝(20-20τ′/τ)÷1.5
其中，τ′为待检测的耐热钢部件对应的性能劣化加速试验时间；
τ′是根据待检测的耐热钢部件的性能劣化损伤级别获得的。
本发明具有的有益效果是：
本发明提供的耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，通过设置非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样组，得到处于不同力学性能退化程度材料的超声非线性系数，实现了对耐热钢部件性能劣化非线性超声波检测的分级评定，并制作材料的周向导波声速－平均氢浓度参考曲线，可定量测定耐热钢部件的性能劣化程度，以此预测被检测耐热钢部件的剩余寿命，解决了耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测的定量分级难题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为采用磁力套钻工具在环形试样上周圈钻取初始人工对比微试样的示意图。
图2为初始人工对比微试样的示意图。
图3为片状微试样的示意图。。
图4为非线性高能超声测试系统测试对片状微试样的非线性超声参数的示意图。
图5为加权平均超声非线性系数－性能劣化损伤级别参考曲线。
1.环形试样；2.初始人工对比微试样；3.片状微试样；4.发射探头；5.接收探头；6.刚性可调探头支架；7.信号线；8.发射接口；9.接收接口；10.非线性高能超声测试仪。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“周向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
结合图1至图5，一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，包括以下步骤：
步骤1：制作初始人工对比微试样；
在未经使用的耐热钢部件余料上截取一段环形试样1，环形试样的材质和厚度与待检测的耐热钢部件一致。
采用磁力套钻工具在环形试样上周圈钻取初始人工对比微试样2，其沿轴向的长度与被检测的耐热钢部件的厚度相等。制作6个同尺寸的初始人工对比微试样，编号为w0～w5。
步骤2：获取耐热钢部件性能劣化加速试验失效时间τ；
对编号为w0初始人工对比微试样通过高温拉伸试验机进行性能劣化加速试验，直至其断裂，记录持续时间即为失效时间τ。
性能劣化加速试验参照GB/T 228.2-2015试验方法。
进行性能劣化加速试验的试验环境是根据待检测的耐热钢部件实际工作参数选取的，其试验温度与待检测的耐热钢部件的实际工作温度相同，其试验拉力可10倍于材料实际承载。如对于亚临界机组，耐热钢部件性能劣化加速试验参数可选试验拉力为170Mpa及试验温度为540℃。
步骤3：制作非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样组；
在相同试验环境下，对编号为w1～w5的五块初始人工对比微试样进行性能劣化加速试验，其中，w1号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.2τ，w2号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.4τ，w3号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.6τ，w4号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.8τ，w5号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.9τ。
将完成性能劣化加速试验的w1～w5号初始人工对比微试样定义为非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样组，并重新编号为ws1～ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样，分别对应1～5级耐热钢部件材料性能劣化损伤级别。
步骤4：搭设非线性高能超声测试系统；
所述非线性高能超声测试系统非线性高能超声测试仪10和高频超声探头，高频超声探头包括一个发射探头4和一个接收探头5，发射探头和接收探头均与非线性高能超声测试仪电连接。
具体的，发射探头和接收探头均通过信号线7与非线性高能超声测试仪电连接。
发射探头电连接到非线性高能超声测试仪的发射接口8，接收探头电连接到非线性高能超声测试仪的接收接口9。
发射探头和接收探头固定连接在刚性可调探头支架6上。
非线性高能超声测试系统选择一发一收工作模式，对测试系统进行频率选择等参数的设置。
由于非线性超声技术采用高能超声，其在材料中传播时的能量衰减非常迅速，如果使用脉冲反射法，高能超声在材料中多次反射，能量遭到消耗，有效信号有可能湮没在噪声信号里。本方法使用高频双探头，采用一发一收工作模式，可减少一半的能量散射损耗，可大大提高信噪比。
步骤5：测试非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样组的超声非线性系数；
利用非线性高能超声测试系统依次测试ws1～ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数，分别对应值为[β1]、[β2]、[β3]、[β4]、[β5]。
具体包括：
分别将ws1～ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样沿壁厚方向均分成多个片状微试样3，对各个片状微试样进行非线性超声检测，得出来自不同深度位置的片状微试样的非线性超声参数，对不同深度位置的片状微试样的非线性超声参数设置不同的权重，得出ws1～ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样各自的加权平均超声非线性系数。
将发射探头布置在ws1号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的一个片状微试样的一端发射信号，将接收探头布置在该片状微试样的另一端接收信号，在探头和片状微试样之间涂抹耦合剂，调节刚性可调探头支架，使两个探头紧贴片状微试样后锁紧刚性可调探头支架。
启动非线性高能超声测试仪，高频超声信号通过发射探头发出，并在该片状微试样内传播，并发生非线性相互作用，产生特征高次谐波，经接收探头后将特征高次谐波信号回传到非线性高能超声测试仪，经信号处理后输出该片状微试样的超声非线性系数；对ws1的每个片状微试样进行相同的操作，分别得出各个片状微试样的超声非线性系数，进行加权平均处理后，得出ws1号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β1]；
用同样的方法，依次测试出ws2号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β2]，ws3号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β3]，ws4号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β4]，ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β5]。
权重应按照不同深度位置的材料承受应力水平来确定。
步骤6：绘制加权平均超声非线性系数－性能劣化损伤级别参考曲线；
具体包括：
应用步骤5获得的加权平均超声非线性系数[β1]～[β5]及1～5级耐热钢部件材料性能劣化损伤级别，绘制加权平均超声非线性系数－性能劣化损伤级别参考曲线，曲线纵坐标为加权平均超声非线性系数([β1]～[β5])，横坐标为性能劣化损伤级别(1～5级)。
步骤7：对待检测的耐热钢部件进行性能劣化损伤级别评定；
采用磁力套钻工具在待检测的耐热钢部件上周圈钻取被测微试样，被测微试样的外径与初始人工对比微试样相同，将被测微试样沿壁厚方向均分成多个被测片状微试样；
将发射探头布置在一个被测片状微试样的一端发射信号，将接收探头布置在该被测片状微试样的另一端接收信号，启动非线性高能超声测试仪，高频超声信号通过发射探头发出，并在该被测片状微试样内传播，并发生非线性相互作用，产生特征高次谐波，经接收探头后将特征高次谐波信号回传到非线性高能超声测试仪，经信号处理后输出该被测片状微试样的超声非线性系数，对每个被测片状微试样进行非线性超声波检测，分别得出各个被测片状微试的超声非线性系数，进行加权平均处理后，得出被测微试样的加权平均超声非线性系数[βs]；
查步骤6中绘制的加权平均超声非线性系数－性能劣化损伤级别参考曲线中[βs]对应的耐热钢部件材料性能劣化损伤级别，即得出待检测的耐热钢部件的性能劣化损伤级别。
步骤8：对待检测的耐热钢部件的剩余寿命进行预测。
具体包括：
设定耐热钢部件的寿命为20万小时，将步骤2中获得的耐热钢部件性能劣化加速试验失效时间τ与20万小时成比例关系，设定安全系数为1.5，则待检测的耐热钢部件的剩余寿命Ts为：
Ts＝(20-20τ′/τ)÷1.5
其中，τ′为待检测的耐热钢部件对应的性能劣化加速试验时间；
τ′是根据待检测的耐热钢部件的性能劣化损伤级别获得的。
实施例1
若按照步骤7实测的耐热钢部件性能劣化损伤级别为4级，则：
实测耐热钢部件对应的性能劣化加速试验时间τ′＝τ4/5
代入公式Ts＝(20-20τ′/τ)÷1.5中；
Ts＝[20-20(τ4/5)/τ]÷1.5＝2.67(万小时)
得出：当实测的耐热钢部件性能劣化损伤级别为4级时，按照本方法预测的剩余寿命还剩2.67万h。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：制作初始人工对比微试样；
首先在未经使用的耐热钢部件余料上截取一段环形试样，然后采用磁力套钻工具在环形试样上周圈钻取初始人工对比微试样，制作6个同尺寸的初始人工对比微试样，编号为w0～w5；
步骤2：获取耐热钢部件性能劣化加速试验失效时间τ；
对编号为w0初始人工对比微试样通过高温拉伸试验机进行性能劣化加速试验，直至其断裂，记录持续时间即为失效时间τ；
步骤3：制作非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样组；
在相同试验环境下，对编号为w1～w5的五块初始人工对比微试样进行性能劣化加速试验，其中，w1号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.2τ，w2号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.4τ，w3号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.6τ，w4号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.8τ，w5号初始人工对比微试样的性能劣化加速试验时间为0.9τ；
将完成性能劣化加速试验的w1～w5号初始人工对比微试样定义为非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样组，并重新编号为ws1～ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样，分别对应1～5级耐热钢部件材料性能劣化损伤级别；
步骤4：搭设非线性高能超声测试系统；
所述非线性高能超声测试系统非线性高能超声测试仪和高频超声探头，高频超声探头包括一个发射探头和一个接收探头，发射探头和接收探头均与非线性高能超声测试仪电连接；
步骤5：测试非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样组的超声非线性系数；
利用非线性高能超声测试系统依次测试ws1～ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数，分别对应值为[β1]、[β2]、[β3]、[β4]、[β5]；
步骤6：绘制加权平均超声非线性系数－性能劣化损伤级别参考曲线；
步骤7：对待检测的耐热钢部件进行性能劣化损伤级别评定；
步骤8：对待检测的耐热钢部件的剩余寿命进行预测。
2.根据权利要求1所述的一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，其特征在于，所述环形试样的材质和厚度与待检测的耐热钢部件一致。
3.根据权利要求1所述的一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，其特征在于，步骤2中进行性能劣化加速试验的试验环境是根据待检测的耐热钢部件实际工作参数选取的，其试验温度与待检测的耐热钢部件的实际工作温度相同。
4.根据权利要求1所述的一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，其特征在于，所述发射探头和接收探头固定连接在刚性可调探头支架上。
5.根据权利要求1所述的一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，其特征在于，所述发射探头和接收探头均通过信号线与非线性高能超声测试仪电连接。
6.根据权利要求1所述的一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，其特征在于，步骤5具体包括：分别将ws1～ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样沿壁厚方向均分成多个片状微试样，对各个片状微试样进行非线性超声检测，得出来自不同深度位置的片状微试样的非线性超声参数，对不同深度位置的片状微试样的非线性超声参数设置不同的权重，得出ws1～ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样各自的加权平均超声非线性系数。
7.根据权利要求6所述的一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，其特征在于，测试加权平均超声非线性系数的具体过程为：
将发射探头布置在ws1号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的一个片状微试样的一端发射信号，将接收探头布置在该片状微试样的另一端接收信号，启动非线性高能超声测试仪，高频超声信号通过发射探头发出，并在该片状微试样内传播，并发生非线性相互作用，产生特征高次谐波，经接收探头后将特征高次谐波信号回传到非线性高能超声测试仪，经信号处理后输出该片状微试样的超声非线性系数；对ws1的每个片状微试样进行相同的操作，分别得出各个片状微试样的超声非线性系数，进行加权平均处理后，得出ws1号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β1]；
用同样的方法，依次测试出ws2号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β2]，ws3号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β3]，ws4号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β4]，ws5号非线性超声波检测分级评定用人工对比微试样的加权平均超声非线性系数[β5]。
8.根据权利要求1所述的一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，其特征在于，步骤6具体包括：
应用步骤5获得的加权平均超声非线性系数[β1]～[β5]及1～5级耐热钢部件材料性能劣化损伤级别，绘制加权平均超声非线性系数－性能劣化损伤级别参考曲线，曲线纵坐标为加权平均超声非线性系数，横坐标为性能劣化损伤级别。
9.根据权利要求1所述的一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，其特征在于，步骤7具体包括：
采用磁力套钻工具在待检测的耐热钢部件上周圈钻取被测微试样，被测微试样的外径与初始人工对比微试样相同，将被测微试样沿壁厚方向均分成多个被测片状微试样；
将发射探头布置在一个被测片状微试样的一端发射信号，将接收探头布置在该被测片状微试样的另一端接收信号，启动非线性高能超声测试仪，高频超声信号通过发射探头发出，并在该被测片状微试样内传播，并发生非线性相互作用，产生特征高次谐波，经接收探头后将特征高次谐波信号回传到非线性高能超声测试仪，经信号处理后输出该被测片状微试样的超声非线性系数，对每个被测片状微试样进行非线性超声波检测，分别得出各个被测片状微试的超声非线性系数，进行加权平均处理后，得出被测微试样的加权平均超声非线性系数[βs]；
查步骤6中绘制的加权平均超声非线性系数－性能劣化损伤级别参考曲线中[βs]对应的耐热钢部件材料性能劣化损伤级别，即得出待检测的耐热钢部件的性能劣化损伤级别。
10.根据权利要求1所述的一种耐热钢部件性能劣化的非线性超声波检测分级评定方法，其特征在于，步骤8具体包括：
设定耐热钢部件的寿命为20万小时，将步骤2中获得的耐热钢部件性能劣化加速试验失效时间τ与20万小时成比例关系，设定安全系数为1.5，则待检测的耐热钢部件的剩余寿命Ts为：
Ts＝(20-20τ′/τ)÷1.5
其中，τ′为待检测的耐热钢部件对应的性能劣化加速试验时间；
τ′是根据待检测的耐热钢部件的性能劣化损伤级别获得的。
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