超声波检测的190个问题

1、各位超声检测朋友大家好！我主要从事超声检测仪器、探头与试块以及检测方法的研究，具有近10年左右的、级人员培训经验。针对目前超声检测存在的问题，有些想法与观点想与各位朋友进行探讨。由于是个人观点，不一定正确，望各位包涵！使用超声波检测任何一种工件，首先要建立起由超声波检测仪，超声波探头及试块构成的超声波检测系统。检测系统构建的是否合理，关键在于是否能够在检测之前完成扫描基线校准 、是否能够对所用探头进行技术指标测试、是否能够确定检测范围、是否能够确定检测灵敏度。特种设备涉及到的钢板、钢管、锻件与焊缝等类型工件中，还有相当一部分由于无法构建起完整的超声波检测系统，而无法实现真正意义的超声波检测。无

2、法正确构建起完整的超声波检测系统的原因是：1.部分超声波原理或定义，并没有在实际检测过程中得到正确应用。2.多数型号的数字式超声波检测仪，虽然实现了由模拟式向数字式的转化，也仅仅是实现了数据存储，自动定量与定位，小型化等问题，数字式超声波检测仪的强大技术性能并没有得到充分发挥。3.检测仪器的技术指标与技术性能，超声波探头的制作原理，超声波探头种类的选择依据与应用规则，不同类型试块的定义与使用方法等基本概念模糊。 4.超声波检测的基本步骤与方法不明确。为了证明上述问题的存在，编制了190道问答题。目的是大家通过对这些题的讨论，对超声检测方法有一个重新认识的过程，也是大家共同提高的过程。我个人认为

3、，超声检测教材是多人共同编写，难免存在不完善之处。但就现在教材包含的内容，我们三级人员也不应该是现在这种技术状态！依据多年的培训经验，我觉得我们级人员解决问题的能力，也就达到了50%左、右的水平！我们培训的级人员也就达到了30%左、右的水平！我的个人观点，一定会有很多级人员不认同，那就请各位回答一下这190道题来验证一下。讨论之前给大家举几个例子，大家想想看是否有道理。1.超声波是由机械振动产生的，振动必须有力的存在，这个力是如何产生的？称作什么力？如果连超声波怎么来的都不清楚，我们还研究什么超声波？2.横波近场长度、端角反射、聚焦声场、纵波倾斜入射、折射定律、薄层介质、纵波AVG曲线、介质散

4、射衰减系数、频率对检测的影响、检测灵敏度与波长的关系、检测区、探头移动区等等理论，教材中都已经涉及到了，但是上述理论在实际检测过程中是否分别得到了正确应用？3.现用教材焊缝检测部分是写的最完善的部分，但是探头移动区计算公式1.25P,斜探头K值选择公式都出现了错误，我们这些级人员不是也用了几十年吗？4.标准要求检测人员在不同的时间段，要对仪器的垂直线性、水平线性、灵敏度余量、动态范围、信噪比、衰减器精度等项重要技术指标进行检验。这些指标如何测试？投入500元-600元，不但可以若干年，而且可以随时随地对仪器的上述指标进行测试，可是我们级人员有多少人会测试上述指标？5.生产超声波检测仪之前，不同

5、型号的仪器必须经过国家有关部门对仪器的频带范围、触发频率、检波方式、采样频率等项电气性能进行测试，并且获得合格的测试结论才能正式生产。这些电器指标是保证上述仪器重要技术指标的前提条件，因此我们检测人员重点关注的应该是仪器具备哪些技术性能，那么什么是检测仪器的技术性能？上述电气性能既然经过了国家权威部门的鉴定认可，是什么原因还要定期对仪器的重要技术指标进行检验？6.平板对接焊缝检测，需要建立起由检测仪器、探头、标准试块、对比试块构成的检测系统。需要对扫描基线进行校准，需要对探头K值与前沿等项技术指标进行测试后才能开始检测。那么NB/T47013-2015标准提出的直缝焊管或容器的纵缝，内、外圆横

6、波周向检测是否也应该建立起检测系统？检测系统是否也应该进行调整？如何建立？如何调整？无论哪个行业的超声波教材，基础理论与通用技术部分并没有太大的差别。如果我们重新考一次超声级，或者是复证，如果考点是这190道题的内容，有多少人有把握顺利过关呢？我们很多级人员分别是各个级考委会的培训教师，如果我们授课时，在现有技术水平的基础上，讲清楚这些相关内容，那么超声检测会提高到什么水平呢？考虑到群里有上千名超声级人员，如果每个人分别提出不同观点，我实在没有时间一一解答。试题一共190问，如果哪位朋友认为能够答对90%及以上，请将答案公布在群里（在原题空白处答题，上传到群文件，并留下联系方式），我来以我的观

7、点进行评判，希望各位对评判结果进行指点。因11月份的课程已经排满，因此在10月16日至10月31日这16天以外的时间不能解答任何问题，望谅解！试题一共190问，按每问一分计算，满分190分，答对90%及以上，最低分值为171分。为了感谢各位的积极参与，我与共同编写“超声检测实用技术”一书的辽河油田检测公司的卢盛华老师，以及北京堃兴科技公司，共同出资对在2016年11月1日之前公布答案者，并且成绩达到171分及以上，奖励一超 声 问 答 （共计190题） 编制：刘英和 卢盛华基础部分试题一. 超声波是由振动产生的，每一种振动形式必须在外力作用下才能发生，简答促使声源发生振动的外力来自何方？这种力

8、叫什么力？二超声检测，探头表面与耦合剂层及被检工件之间形成Z1Z2Z3的界面。依据薄层介质声强透射率公式可知，声强透射率T不但与介质的声阻抗有关，而且与薄层介质的厚度d2及薄层介质的波长2有关。由上式可知：1.当薄层厚度d2= n2/2(n为整数)时，即2/2的整数倍，式中= 1 ，= 0，声强透射率 T= 4Z1Z3/(Z1+Z3)2，即透射声强与薄层的性质无关，而仅与薄层两侧介质的声阻抗有关。2. 当薄层厚度d2=(2n+1)2/4(n为整数)时，即2/4的奇数倍，式中=0，=1，且Z2=时，声强透射率T= =1，即超声波完全透射。3 .当薄层厚度d22时，式中1，0，声强透射率T4Z1Z

9、3/(Z1+Z3)2。检测时介质的声阻抗无法改变，频率与薄层介质的声速一定，则薄层介质的波长2也无法改变。简答，如何分别实现上述1、2、3的检测条件？三依据折射定律，当纵波由cL1<cS2<cL2的第一介质，倾斜入射到第二介质时，第二介质中将先后折射出哪几种可以用来超声检测的不同波型？这几种波型对应的纵波入射角度的范围与折射角度的范围分别是多少？这几种波型可以分别用来制作那些类型的超声波探头？这些探头分别用来检测那些类型的工件？四以下两图是对距离圆形平面声源不同距离声场横截面上声压分布情况的描述，依据纵波发射声场的特性回答以下问题。1.上述不同距离的声场横截面，按照超声波的结构分析

10、也可以称作（ ）。2.距离声源1N与3N两个（ ）相比较，声束轴线上的声压哪一个更集中？指向性更好？如果是横波检测使用近场长度的哪一个位置更有利于缺陷的检出？上述各问必须回答出为什么！五.举例说明，横波检测应用横波声场近场区长度公式及下表解决过什么问题？N = abcos/S2cosacosb/cos、tan/tanb与K值的关系斜楔材质K值11.522.53有机玻璃cosb/cos0.880.780.680.60.52聚砜0.830.7040.60.510.44有机玻璃tan/tanb0.750.660.580.500.44聚砜0.620.520.440.380.33六.“NB/T47013

11、-2015”标准，增加了大量纵波双晶直探头与斜探头的检测内容。左下图为双晶聚焦声场的结构形式，右下图为双晶聚焦声场的形成方式，依据聚焦声场的理论，分析菱形声场聚焦区的最大长度（也可以理解为最大检测深度）应该是多少毫米？七.“NB/T47013-2015”标准，增加了单晶聚焦探头的检测内容（如奥氏体焊缝检测）。单晶聚焦探头的声场声压分布如下图，目前国际检测行业普遍认可的是以声轴上对应的聚焦点F为基准，上、下(或左右)各降低-6 dB的区域作为声束直径(或宽度)的计算依据。在这个区域内约包含了84%左、右声的能量，并具有较高的分辨率与检测灵敏度。下图为聚焦半径F与聚焦声源开口尺寸a(即聚焦晶片半径

12、)的坐标取向示意图。当焦距半径Fa时，聚焦点O处声束宽度B(-6 dB)按下式计算(公式推导略)。B (- 6 dB) 2F/a cF/fa式中 波长；F聚焦半径；c声速；f频率；a聚焦声源开口半径；依据奥氏体焊缝常用检测频率2MHz为基准，计算说明单晶聚焦探头的最大聚焦半径F（也可以理解为能够检测多厚的奥氏体焊缝）为多少毫米？数字超声波检测仪、探头与试块部分一 下图为数字式超声波检测仪工作原理方框图，与模拟式超声检测仪相比较增加了A/D转换器部分，简答增加的这部分电路对数字式超声波检测仪带来了什么不利影响？二下图为数字式或模拟式超声仪器发射电路工作原理的方框图，目前很多型号的数字式超声仪器将

13、图中的触发频率（或称作脉冲重复频率）设置为10Hz1000Hz可调。参考下图，检测时探头形成的声场范围有限，以一定速度移动的探头在有效的声场范围内必须最少2次接收到缺陷回波信号才不至于出现漏检。参考下图，以使用2.5P13×13K2探头发现深度20mm1×6横孔为例，计算说明触发频率为多少Hz合适（即触发频率应当存在一个最小值，而不是无论何种情况都在一个大范围内可调）？计算提示：数字式仪器具备报警功能，缺陷进入a-c的声场范围即可听到报警声响。利用半扩散角公式计算出a-c的声场宽度，计算出探头以150mm/s的移动速度使声场由a移动到c的时间。计算出缺陷反射信号以横波声速3

14、240m/s由缺陷至入射点的时间（双程），以斜楔（有机玻璃材质）纵波声速2730m/s由入射点至压电晶片的时间（双程）。频率的倒数即是时间，将上述时间累加与触发频率对应的时间进行比较，即可得到合理的触发频率（上述计算忽略了信号由接收放大电路的输入端到显示器显示所需的时间）。三.接收电路的作用 下图为超声仪器接收电路示意图（由衰减器、放大电路与检波电路组成），参考下图回答以下问题。1. 部分检测人员要求仪器的衰减器具备12dB、6dB、2dB、1dB、0.5dB、0.2dB、0.1dB等衰减档位，关于衰减器回答以下问题（回答每一问题必须要有理论依据）：（1） 上述衰减方式分别解决了什么检测问题？

15、针对数字检测仪具备那几个衰减档位即可满足检测需求？（2） 0.5dB、0.2dB、0.1dB衰减器与模拟仪器的哪一个衰减档位功能相同？什么时候使用这些衰减量较小的衰减器？仪器具备了0.1dB衰减档位0.5dB与0.2dB的衰减档位是否还有保留的必要？2. 有些型号的数字仪器，放大电路的通频带做到了0.5MHz30MHz，而且频带范围可调，因此检测人员认为这样的仪器性能比较先进。关于放大电路回答以下问题：（1） 放大电路为什么要设置频带范围？（2） 放大电路的通频带做的过高会带来什么问题？（3） 超声波的什么特性已经制约了放大电路的频带范围？（4） 如何验证检测仪器的频带范围是多少MHz？（5）

16、 放大电路频带范围可调的原因（或目的）是什么？3. 关于检波电路回答以下问题：（1） 超声仪器为什么要设置检波电路？（2） 检波分正向、负向、双向和射频( RF )四种方式，每一台超声波检测仪需要同时存在几种检波方式才能满足检测要求？检波方式属于仪器的技术指标还是技术性能？四.关于A/D转换电路的问题左下图为A/D转换电路工作原理示意图，由接收电路检波后输出的反射回波信号VA(t)在时间上仍然是连续的模拟信号（如右下图的上图所示），而检测仪中计算机电路需要的是具有一定时间间隔的数字信号D，要通过A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号才能驱动计数机电路工作。将模拟信号A转换成数字信号D时必须在一

17、系列选定的瞬间对输入的模拟信号采样，然后再把这些采样值转换为输出的数字量1和0送到计算机电路（如右中图所示），由计算机绘制出回波信号的峰值曲线，并送至显示器显示（如右下图所示）。 有些型号的数字式仪器采样频率已经做到了300MHz以上，检测人员也普遍认为采样频率越高仪器性能越先进！关于采样频率回答以下问题：1. 如何验证一台超声检测仪采样频率的高低？2.采样频率过高会对超声检测仪带来什么影响？3.目前使用的超声波探头（手动检测）最高频率为多少MHz？工业超声检测应用的采样频率至少是探头中心频率的多少倍？ 采样频率是多少MHz即能满足超声波检测的要求？五.关于超声检测仪显示电路的问题参考下图，显

18、示器的重要指标“分辨率”的定义如下。以640×480分辨率显示器为例，扫描列数为640列，行数为480行。每一列上有480个像素点，每一行有640个像素点，整个屏幕是由640×480个像素点组成的点阵，点阵数就称为显示器的分辨率。数字式超声检测仪常用的显示器，主要有液晶与场致发光两种。其分辨率分为320×240与640×480两种，显示器分辨率的高低对超声波检测有什么影响？六. 关于仪器技术指标与技术性能问题数字超声检测仪器的“技术指标”与“技术性能”是完全不同的两个概念，回答以下问题；1. 举例说明什么是数字式超声波检测仪的技术指标？2. 举例说明什么

19、是数字式超声波检测仪的技术性能？七. 超声波探头按使用方法与波型不同，共分为六大类，简答都包括那六类？八以下两图为两种曲率横波斜探头的外形结构示意图，简单回答以下问题：1.两种形式探头的规格型号（频率、晶片尺寸、K值不限）如何书写？2.两种形式探头的K值（或横波折射角度）与前沿如何测试（包括使用试块的型号）？3. 左图探头前沿的长度如何确定？九.以有机玻璃材质斜楔制作的2.5P13×13K2横波斜探头为例，回答以下问题：1.如何计算其理论与实际前沿的长度？2. 实际前沿大于理论前沿的原因是什么？3. 参考下图，斜探头斜楔的前端设置为什么要设置消声槽？十回答关于短前沿斜探头的问题：1.

20、晶片尺寸多少毫米以下的斜探头称作小晶片短前沿斜探头？2. 晶片尺寸9mm×9mm以下斜探头，如果频率做成2.5MHz或5MHz会出现什么不同？对检测会造成什么影响？十一.使探头压电晶片振动的激励电压为直流640V。螺旋钢管自动生产线的内、外焊电压为32V，电流分别为600A左、右。生产设备与超声检测管架处在共地状态，生产设备在被检钢管表面形成强大的磁场干扰超声检测。探头与检测仪通过探头线连接以后，探头线中的金属屏蔽网通过探头与检测仪器的插头使两者处在了共地状态。探头设计为了保证使用人员与设备的安全，要求探头外壳使用绝缘性能良好的塑料材质制作。简答，现在使用的斜探头大部分使用金属外壳的

21、原因是什么？十二.NB/T47013-2015标准增加了大量双晶探头的使用内容，大量检测人员在双晶探头的使用过程存在原则性错误！简答下列有关双晶探头的问题：1. 以使用型号5P12F20双晶直探头，厚度20mm试块校准扫描基线为例，简答扫描基线校准的过程及注意事项。2. 简答双晶直探头确定检测灵敏度的过程；十三.参考下图，针对数字式超声波检测仪斜探头扫描基线校准与探头前沿及K值测试，是否可以取消R50圆弧？K值测试是否可以不使用有机玻璃孔（斜探头分辨率测试可以采用金属阶梯孔）？十四. 以NB/T47013-2015标准第128页GS系列试块为例，如果所用探头的轴向曲率半径适合检测外径45mm的

22、钢管对接焊缝，如何使用GS-1号试块R2曲面校准扫面基线？十五.NB/T47013-2015标准规定，厚度小于20mm的钢板采用标准第95页“阶梯平底试块”校准检测灵敏度。由于阶梯平底试块缺少厚度10mm、12mm、14mm、18mm的阶梯，上述厚度钢板的检测如何校准检测灵敏度？十六.NB/T47013-2015标准第106页，规定了针对螺栓坯件径向检测的系列对比试块。如果材质相同，被检工件的曲率半径相同或相近，依据等效试块的原理检测那些类型的工件可以使用这个系列的试块确定检测灵敏度（即制作距离波幅曲线）？使用这个系列试块后，可以节省NB/T47013-2015标准中的那些类型共计多少块对比试

23、块与曲面补偿试块？十七. 关于NB/T47013-2015标准第149页规定的V型槽对比试块，需要回答以下问题：1. 超声检测使用V型槽对比试块的历史原因是什么？2. V型槽与线切割槽的反射特性相比较，哪一种形式的槽反射与钢板表面裂纹或无缝钢管、筒形锻件、轴类锻件中的横向缺陷反射特性更相似？原因是什么？3. 深度与长度相同的V型槽与线切割槽，反射回波高度相差多少dB？4. NB/T47013-2015标准规定，钢板检测V型槽的深度为钢板厚度的3%。以检测24mm厚度的钢板为例，则V型槽的深度为0.72mm。假设厚度24mm钢板中存在的裂纹缺陷与V型槽的长度相同，深度为0.2mm，两者相差约多少

24、dB？0.2mm的裂纹缺陷是否会出现漏检？钢板中是否应该允许0.2mm左、右的裂纹存在？5. NB/T47013-2015标准规定，钢板斜探头检测使用V形槽制作倾斜的一条直线作为距离波幅曲线，并以此线作为检测灵敏度。简答，数字式超声波检测仪如何制作倾斜的直线？距离波幅曲线是按对数规律衰减的曲线与倾斜的直线相比较，在两种曲线的有效范围内灵敏度是否相同？十八.NB/T47013-2015标准第163页规定的奥氏体焊缝检测用的对比试块，试块宽度120mm，两组测试孔的长度各40mm，两组测试孔的间隔距离40mm。简答保留40mm间隔距离的目的是什么？孔径与深度相同的测试孔长度如果做成20mm与长度4

25、0mm相比较，制作出的距离波幅曲线灵敏度有什么不同？十九.仪器与探头组合性能测试问题1. 相关超声波检测标准对超声波检测仪的技术指标，超声波检测仪与探头的组合性能分别作出了如下规定：（1） 每年至少对超声波仪器与探头组合性能中的水平线性、垂直线性、组合频率、灵敏度余量、分辨力、盲区(仅限直探头)以及仪器衰减器精度，进行一次校准并记录。（2） 数字超声波检测仪每6个月至少对仪器与探头组合性能中的水平线性和垂直线性，进行一次运行核查并记录。（3）每三个月至少对灵敏度余量、分辨力、盲区(仅限直探头)以及仪器衰减器精度，进行一次运行核查并记录。（4）连续工作4小时以上时，应对扫描量程与扫查灵敏度进行复

26、核。（5）新购置的超声波探头，使用前应测试上述仪器与探头的组合性能，如果是斜探头应测定入射点(前沿长度)与折射角度(K值)。2. 通过上述规定不难看出，要求每年检定一次的内容可以送检。要求每六个月，每三个月，连续工作4小时以上进行运行核查的内容则检测人员应该自检。3. 在不使用测试仪表的前提下（标准规定的各项指标测试方法涉及8种电子仪表多数检测人员不会使用这些仪表），如何准确测试检测仪器与探头的以下重要技术指标？（1）简答仪器“水平线性”的简易测试方法；（2）简答仪器“垂直线性”的简易测试方法；（3） 简答仪器“动态范围”的简易测试方法；（4） 简答仪器“电噪声电平”的简易测试方法；（5） 简

27、答仪器与探头组合灵敏度余量的简易测试方法；（6） 简答仪器与探头（分直、斜探头）组合分辨力的简易测试方法；（7） 简答纵波直探头盲区的简易测试方法；（8） 简答仪器与探头组合频率误差的简易测试方法（只有这一方法需要使用示波器）；通用技术部分一使用2.5P14 00纵波直探头检测厚度300mm锻件，简答如何调整检测范围（全国80%以上检测人员的调整方法都是错误的）？二. 使用2.5P13×13K2.5斜探头检测厚度20mm焊缝，扫描基线代表深度，简答如何调整检测范围？三以下两图为钢板表面存在的折叠缺陷，其危害是容易形成应力集中源，在折叠部位容易引起钢板局部断裂。由于钢板表面可能存在锈蚀

28、、氧化皮、油污等物质，一些折叠缺陷目视观察不到，需要用超声检测方法检出。折叠缺陷也存在于无缝钢管，筒形锻件与轴类锻件的表面。折叠缺陷在钢板，无缝钢管，筒形锻件与轴类锻件等制造企业是不允许存在的缺陷。依据折叠缺陷的上述性质，回答以下问题。1. 制造企业不允许存在的缺陷，无损检测行业是否允许存在？原因是什么？2. 如果折叠缺陷是不允许存在的缺陷，质量评级应该如何评定？3. 针对轴类锻件而言，出现折叠缺陷是否允许修复？原因是什么？4. 折叠缺陷面积小于声场面积时，检测过程中如何识别折叠缺陷的存在？5. 折叠缺陷面积大于声场面积时，检测过程中如何识别折叠缺陷的存在？四. 纵波直探头有多少种检测系统（由

29、仪器、探头、试块构成）的调整方法？五.斜探头检测系统有多少种调整方法？六.已检测厚度1200mm的饼型锻件为例，由于锻件的体积与重量较大，不具备翻动的条件（只有上表面与侧面可以构成检测面）。检测要求是不允许锻件内存在各种类型的超标缺陷，如果要求检测到此锻件的全体积，简答，如何确定检测方法？七制作纵波双晶直探头的距离波幅曲线，至少需要几个参考反射体？原因是什么？八.简答，使用数字式检测仪检测图示的工件，如何避免迟到波与三角形反射波对检测的影响？九焊缝检测时，经常会受图示下表面焊缝余高产生的反射横波S与反射纵波L的影响。简答，这两种反射波在显示屏上如何显示？如何鉴别这两种反射波的存在？十检测钢管环

30、形对接焊缝与无缝钢管、筒形锻件或轴类锻件中的横向缺陷时，需要哪几种扫查方法？原因是什么？钢板检测部分NB/T47013-2015标准钢板检测部分，适用于碳素钢与低合金钢材质，在这一前提下回答以下问题。一标准95页表3，板厚>20mm60mm采用双晶直探头或单晶直探头检测。简答板厚>45mm60mm时，是否适合双晶直探头检测？原因是什么？二. 参考下图，如果钢板中不允许存在折叠、分层、白点与裂纹缺陷，检测方法如何排列？三标准规定，钢板斜探头检测按附录D（标准149页）的规定进行。依据附录D回答以下问题：1.钢板斜探头检测主要用来发现什么性质的缺陷？2.标准D.2.1条规定如下：原则上

31、选用折射角度为450（K1）的斜探头，晶片有效直径一般应在13mm25mm之间。也可以选用其他晶片尺寸和折射角度（K值）的探头。问：如果选用71.570（K3）斜探头检测，不符合超声波那一条基础理论？3. 标准D.2.2条规定如下：探头标称频率为2MHz5MHz。（1） 问：横波斜探头检测，所能发现缺陷的大小与什么因素有关？（2） 问：如果检测频率为2MHz，横波斜探头能否有效检测出表面深度0.5mm的裂纹缺陷？原因是什么？四.钢板检测的其他问题1.钢板中裂纹缺陷自身高度测试（参考标准附录R第195页R4.1.2的内容）（1）参考下图回答问题1) 图示缺陷反射回波上升沿的斜率明显大于下降沿的斜

32、率是如何造成的？2) 图示缺陷反射回波上升沿比较光滑，而下降沿上却出现了很多“毛刺”，这种现象是如何形成的？3) 探头与裂纹在同一检测面时，裂纹端点衍射波在上图反射回波的下降沿出现，衍射波与“毛刺”是如何区分的？4) 按照上图反射回波的特点，采用端点衍射法测试裂纹自身高度时，最小能够测试的裂纹自身深度是多少mm？原因是什么？（2）裂纹自身高度测试的研究结果表明，采用点聚焦K1斜探头可以获得将强烈的裂纹端点衍射波信号。下图为厚度24mm钢板表面的开口裂纹缺陷，裂纹深度9.1mm。依据上述条件回答以下问题：1) 使用K1点聚焦斜探头能否获得图示裂纹缺陷的反射回波信号？原因是什么？2) 点聚焦斜探头

33、是否存在一定的近场长度？3) 图示裂纹的自身高度如果是2mm，采用端点衍射法是否能够准确测试出其自身高度？4) 按现有探头的制作能力，点聚焦斜探头的聚焦半径最小可以做到多少mm？2.材料的未知纵波或横波声速的测量问题（1）如何使用数字式超声波检测仪测量钢板的纵波声速（要求叙述测试过程）？（2）如何使用数字式超声波检测仪测量钢板的横波声速（要求叙述测试过程）？锻件检测部分NB/T47013-2015标准锻件检测部分适用于碳钢与低合金钢材质。一标准第100页5.5.2.2条款规定 锻件一般应使用直探头进行检测，对筒形和环形锻件还应增加斜探头检测。问：轴类锻件经过锻造和热处理后是否会产生表面或近表面

34、的横向或纵向缺陷？如果产生横向或纵向缺陷采用什么探头进行检测？二.标准第100页5.5.3.1.1条款规定，直探头标称频率应在1MHz5MHz范围之内。1. 碳钢与低合金钢材质锻件是否属于粗晶材料？2.如果用1MHz的超声纵波检测碳钢与低合金钢材质锻件，对检测灵敏度有何影响？三. 标准第101页5.5.3.2.1条款规定（斜探头检测）探头与被检工件应保持良好的接触，遇有以下情况时，应采用曲面试块调节检测范围和基准灵敏度：a) 在凸表面上纵向（轴向）扫查时，探头楔块宽度大于检测面曲率半径的1/5；b) 在凸表面上横向（周向）扫查时，探头楔块长度大于检测面曲率半径的1/5；1）出现轴向扫查的情况，

35、使用什么规格型号的校准试块调节检测范围？使用什么型号的对比试块调节基准灵敏度？2）出现周向扫查的情况，使用什么规格型号的校准试块调节检测范围？使用什么型号的对比试块调节基准灵敏度？调节检测范围是哪一种调节方法？四. 标准第101页5.5.3.2.条款规定（斜探头检测）探头标称频率主要为2MHz5MHz，探头晶片面积为80mm2625mm2。1) 锻件斜探头检测主要用来发现哪一种性质的缺陷？2) 探头标称频率如果采用2MHz，一般可以发现最小缺陷的尺寸是多少？五. 关于轴类锻件的检测问题1.轴类锻件的基本概况轴类锻件基本囊括了所有锻件的工艺制造过程，因此轴类锻件中可能存在着锻件制造过程中产生的所

36、有类型缺陷，这就要求采用不同的超声检测方法检测出不同类型的缺陷，轴类锻件超声检测是最复杂、最典型的锻件检测方法之一。轴类锻件的使用特点是要求轴类锻件既要有一定的强度，又要有一定的韧性，所以轴类锻件一般都具有中碳钢或高碳钢的特性。轴类锻件分在役轴检测与制造轴检测，如果轴在使用之前经过了严格的检测过程，在役轴中就不可能再次出现新的缩孔、疏松、白点、夹渣、分层、折叠、热处理裂纹等制造缺陷，因此在役轴检测重点关注的是疲劳裂纹检测。3. 参考以下两图回答问题轴类锻件缺陷分布示意图 表面与埋藏纵向裂纹示意图 (1) 以上两图所示各种类型缺陷分别采用什么检测方法？(2) 每一种检测方法使用的校准试块与对比试

37、块分别是什么型号？(3) 检测不同种类缺陷分别使用什么规格型号的探头？各种探头的技术指标如何测试？(4) 各种类型缺陷检测时都有哪些注意事项？(5) 参考下图，如果轴端两侧分别带有钢字、顶针孔、螺栓孔，如何调节检测灵敏度？六. 关于AVG曲线的应用问题超声基础部分介绍了AVG曲线的概念，如果锻件使用AVG曲线方法检测，不但节省了大量试块，对于小于声场截面积的缺陷也减少了大量计算过程。回答问题：1）目前锻件检测没有采用AVG曲线方法的原因是什么？2）如果采用AVG曲线法检测如何调整检测系统？七. 锻件检测调整检测灵敏度的问题1. 以2.5P14 0°纵波直探头检测300 mm厚度工件为

38、例。2. 确定检测灵敏度钢的纵波声速cL= 5940 m/s；波长l=cL/f= 5.94/2.5 = 2.38 mm 300 mm大平底面与同声程2 mm平底孔回波分贝差； = 20lg2lx/p= 20lg2×2.38×300/3.14×22 = 20lg113.7 = 20×2.06 = 41.12 dB 41.1 dB 参考以下两图左图底波高度80%时，仪器灵敏度余量为84.4dB。将右图灵敏度余量由84.4dB-41.1 dB=43.3dB，即检测灵敏度转变为同声程2 mm平底孔灵敏度，底波高度已经远远超出基准高度100%。检测时如果存在截面积

39、小于声场截面积的缺陷，或发现密集型缺陷，底波高度或宽度的变化很难被发现，即容易出现漏检。问：使用数字式检测仪检测锻件，如何使底波高度保持在80%不变，灵敏度余量还能够由84.4dB转变为43.3dB？八参考下图，筒形锻件外圆周向检测时，如何确定横波折射角度？九. 参考下图，筒形锻件外圆周向检测，如果要求同时检测内、外壁可能存在的纵向缺陷或埋藏缺陷，如何确定缺陷位置？还需要曲面修正吗？十. 参考下图，筒形锻件外圆周向检测，如果只要求检测外壁或近表面可能存在的纵向缺陷或埋藏缺陷，如何确定缺陷位置？钢管部分检测内容全国有近千家钢管制造企业，这些企业的几千位检测人员在特种设备行业考取从业资格证。然而这

40、些企业的钢管超声检测基本处在失控状态！由于无缝钢管的超声检测与筒形锻件的检测方法基本相同，因此试题内容仅包含了高频电阻焊、螺旋焊与直缝焊钢管超声检测的内容（NB/T47013-2015标准包含了直缝焊管的检测内容）。一高频电阻焊钢管的制造过程及常见缺陷高频电阻焊钢管是由冷轧碳素钢薄板或钢带卷曲成型后焊接制成的钢管，工字型焊口，管外壁焊缝余高刮平（纵向焊缝），管内壁略有余高，主要缺陷为侧壁未熔合（制管行业称作纵向开裂）。常见规格为管外径21.3 mm219.1 mm，壁厚2.5 mm5.5 mm。二.高频电阻焊钢管执行的检测标准与方法钢管制造企业，高频电阻焊钢管超声检测执行SY/T6423.2标

41、准。标准第4.1条款规定如下：“钢管焊缝纵向缺欠应采用超声波横波方法进行检测”三.以检测21.3 mm × 2.5 mm规格高频电阻焊钢管为例，回答以下问题:1.实施横波检测的理由是什么？2.检测之前扫描基线校准与横波探头K值与前沿测试分别使用的什么型号校准试块？3. 高频电阻焊钢管的生产速度一般在80米/分钟以上，如果采用在线检测方式，哪一种扫查方式才不会出现漏检？4. 如果横波检测不符合超声检测的基本理论，应该采用哪一种超声波检测方法？四.埋弧螺旋焊钢管超声波检测1.埋弧螺旋焊钢管的制造过程及常见缺陷埋弧螺旋焊钢管是由带钢或卷板卷制成型，采用工字型焊口，管内、外同时埋弧焊接一次成

42、型（焊缝形式见左图）。一般埋弧自动焊外焊电流约等于内焊电流的两倍，因此外焊熔深是内焊熔深的两倍。主要缺陷为右图所示的未焊透，焊剂未烘干与杂质含量以及焊缝两侧锈蚀、氧化皮等是产生气孔及夹渣缺陷的主要原因，焊接速度与内、外焊接电流的匹配控制是产生未焊透缺陷的主要原因。埋弧螺旋焊钢管常用规格为219 mm2030 mm，壁厚6 mm24 mm。2.制造企业执行的检测标准为GB/T9711、GB/T3091、API(美国标准)，使用的标准校准试块是CSK-A，对比试块是CSK-A。以超声检测219×6 mm螺旋焊缝为例回答以下问题；（1） 检测图示螺旋焊缝对探头有什么要求？（2） 处在焊缝近

43、表面的气孔、夹渣缺陷是否能够被有效检出？原因是什么？（3） 使用CSK-A对比试块是否符合检测要求？五埋弧直缝焊管超声波检测（包括容器的纵向焊缝）1.埋弧直缝焊钢管的制造过程及常见缺陷埋弧直缝焊钢管是由钢板卷制成型，依据壁厚不同分为工字型与X型两种焊口形式。管壁较薄时采用工字型焊口，内、外埋弧焊接一次成型。管壁较厚时采用X型焊口，内、外埋弧多次焊接成型。一般埋弧自动焊的外焊电流是内焊电流的两倍，因此外焊熔深是内焊熔深的两倍。工字型焊口主要缺陷为焊缝层间未焊透，X型焊口主要缺陷为焊缝层间未焊透与坡口未熔合。焊剂未烘干与杂质含量较多，以及焊缝两侧锈蚀、氧化皮等也会产生气孔及夹渣缺陷，有时也会产生裂

44、纹缺陷，焊接速度与内、外焊电流的匹配控制是产生焊缝层间与坡口未熔合缺陷的主要原因。埋弧直缝焊钢管直径大于50mm，壁厚6 mm80mm。二埋弧直缝焊钢管检测方法的选择1. NB/T47013-2015标准第167页附录J，规定了此类焊缝检测的系列对比试块RB-L，简答;（1）检测之前扫描基线校准使用什么型号的标准校准试块？（2）用什么校准方法？（3）探头K值与前沿如何测试？2. NB/T47013-2015标准第167页附录J，表J.3规定了“内、外壁均可检测”时，对探头频率、检测面、探头移动区的要求。（1）如果选择在内壁检测，使用的探头叫什么探头？（2）如果选择在内壁检测，扫描基线校准使用的

45、是什么型号的标准校准试块？采用的是哪一种校准方法？（4） 如果选择在内壁检测，探头K值与前沿是如何测试的？（5） 如果选择在内壁检测，如何实现缺陷定位？缺陷定位还需要曲面修正吗？焊缝超声波检测部分一NB/T47013-2015标准第122页图16规定的V型坡口热映区宽度是否符合焊接规范？X形坡口的热映区宽度是多少？二NB/T47013-2015标准第123页图17规定的V型坡口探头移动区宽度1.25P是否满足检测要求？为什么？三.参考下图，超声教材规定的斜探头K值选择公式，是否能够使声束扫查到检测区的全部（以上、下焊缝余高宽度相等为例）？K （bc+cg+l0）/T四. NB/T47013-2

46、015标准第126页6.3.10.1条规定，“检测曲面工件时，如检测面曲率半径RW2/4时（W为探头接触面宽度，环缝检测时为探头宽度，纵缝检测时为探头长度），应采用与检测面曲率相同对比试块，反射孔的位置可参照对比试块确定。 标准第127页，第6.3.10.3.2条款规定“曲面环向对接接头超声检测方法见附录K(170页)”1. 什么叫超声耦合？满足耦合要求的最低条件是什么？2. 以容器的环缝（或钢管对接焊缝）检测为例试举例说明，检测什么规格的容器（或钢管对接焊缝）可以满足公式RW2/4的计算条件？可以使用到附录K所示RB-C型试块？使用什么规格型号的探头？探头宽度（W）是多少mm？3. 以容器的

47、纵缝检测为例试举例说明，检测什么规格的容器可以满足公式RW2/4时的计算条件？五.钢管环向对接焊缝超声检测问题（标准第129页表30）不同标准的规定SY/T4109标准规定，钢管直径600mm时，探头与试块都应具备与被检钢管相同或相近的轴向曲率半径。ASME标准规定，钢管直径500mm时，探头与试块都应具备与被检钢管相同或相近的轴向曲率半径。NB/T47013-2015标准规定，钢管直径159mm时，探头与试块都应具备与被检钢管相同或相近的轴向曲率半径。问： 上述哪一个标准的规定更符合超声耦合的要求？理论依据是什么？六奥氏体焊缝检测1.奥氏体焊缝的晶粒组织见下图2. NB/T47013-2015标准第162页I.3.1.1条规定，“纵波斜探头标称频率应在1MHz5MHz范围内。”举例说明，检测哪一种材料牌号的奥氏体焊缝可以采用5MHz频率？采用5MHZ检测频率依据的哪一