无损检测 UTⅢ级专业理论试题(开卷)范围及有关答题说明

UTⅢ级专业理论试题（开卷）范围及有关答题说明1一、标准依据JB/T4730标准第一部分：通用要求中术语和定义中～第一部分：通用要求中使用原则中（）超声检测第三部分：超声检测（包括附录）2二、是非题15～20题占30分～32分左右主要内容为标准各部概念性的内容，涉及到标准部分，包括对人员培训，资格，各检测方法适用范围、仪器、试块、探头、灵敏度等。3三、单项选择题主要内容为标准中各部分的适用范围，对工件要求、探头、试块、灵敏度、测量方法等方面内容，要求对UT检测方法，检测标准有较好的理解，并能熟练应用。一般每题给出4个答案，只选一个正确答案。4在答题时，对要选正确项的，可将错误的逐项排除，对选错误项可将正确项逐项选出，剩下为答案。5四、多项选择题约为5～10题占15分～20分左右主要内容为各部分在适用范围，试块设计探头参数确定，灵敏度选择，检测方法，对缺陷测量方法，对检测结果评定等方面对标准条文有较深刻和准确6理解和非常熟练的应用。一般每题给出4个答案，选其中2项或3项或4项为正确的，多选一项或二项，少选一项或二项均无分，选错其中一项也无分，且每题给出的答案意思均相近，故要求仔细看清题意，认真分析。7五、工艺题占15分一般给出一台锅炉或压力容器或压力管道受压部件给出使用材料的牌号、规格（厚度尺寸与数量），锅炉或容器的规格（直径、长度、高度等）、结构状况、焊缝分布、焊缝8坡口型式等，要求依据相关法规标准如《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《压力容器安全技术监察规程》、GB150《钢制压力容器》及JB/4730等编制UT检测工艺卡。9具体形式：㈠自行编制工艺卡（不提供统一格式），这时要求各位要熟悉工艺卡应包含的内容和格式要求，并逐项准确填写。10㈡提供工艺卡格式，按题中格式要求逐项填写。㈢工艺卡已填好，但其中有许多项是错误的，要求改正，并说明理由。针对以上三种情况，希望各位熟悉UT探伤工艺要求，并按JB/4730标准要求熟练应用。11六、综合题占20分～25分左右这是考核UTⅢ级人员综合水平的考题，一般给出一台产品（锅炉或压力容器或压力管道元件或某安装工程中涉及到的有关产品），针对该产品提出一些问题，这些问题大致有以下几方面：12⑴将相关法规如《压力容器安全监察规程》、GB150《钢制压力容器》、GB151《钢制换热器》及JB/T4730标准要求在本台产品上综合运用，确定探伤方法，检测部位，检测比例，合格级别等内容。13⑵将UT与RT、PT、MT等方法用于该产品的适宜性，并根据相关法规要求选择最合适的检测方法。14⑶确定检测面、检测频率、试块、探头、检测灵敏度（基准灵敏度、扫查灵敏度等）⑷确定对缺陷测量方法（测长、测高、测缺陷方向）的方法。⑸确定对缺陷的记录数据内容。15⑹对检测出的缺陷进行评定和数据处理（相邻缺陷相加方法，缺陷总数确定。如何确定超标缺陷等）⑺对检测出的缺陷进行产生原因分析，提出防止产生此类缺陷的纠正措施和预防措施。16⑻对此种设备结构及所用材质，提出何种危险性缺陷最容易产生，对此种危险性缺陷应采用何种最佳检测方法，确保产品安全。⑼对给出的特殊工件，如何选择检测面和相关检测参数，确保被检测工件的全体积能100％检测到且不发生危险性缺陷漏检。17⑽对该工件应在何时检测最合适（根据焊接方法，材料特性确定），主要确定检测时机（焊后几小时，热处理前后，水压试验前后，返修前后等）。⑾对焊缝返修、母材返修、水压试验漏水返修等情况，在返修后检测应满足哪些要求要明确。18⑿对曲面工件检测时，对试块、探头应满足哪些要求，应作何种处理要明确，应如何选用曲面试块？⒀对不等厚板的对接焊缝应如何确定被检焊缝区域范围，为防止不漏检应采取哪些措施？⒁对检测出的缺陷如何按照JB/T4730标准要求对缺陷定性？19UT综合题解答的有关说明1、综合题可能出现的工件类型：锅炉或压力容器受压元件部位（如筒体、封头、设备法兰、大口径接管等）的焊缝、锻件、铸钢件（碳钢、不锈钢）的检测。或给出整台设备,注明规格尺寸和材质,焊接方法等,提供检测要求。202、回答综合题主要依据JB/T4730标准中针对题中所述工件的相应适用部分的相关内容。213、回答综合题中相关问题应考虑的内容：⑴纵、横波检测面的选择：a.对焊缝探伤应根据工件情况选择焊缝一面两侧还是一侧两面，要确保声束扫查到整个焊缝断面，并确保焊缝区域检测范围（包括焊缝部位及热影响区）。22b.对锻件或铸件探伤应选择标准规定的主要探伤面和辅助探伤面，确保检测到整个铸（锻件）全体积。23⑵对检测面的要求：a.粗糙度要求：应符合JB/T4730标准中相应规定，如焊缝探伤和锻件探伤表面粗糙度Ra均应≤。24b.曲面要求：对焊缝探伤：应考虑纵、横焊缝探伤区别；检测面曲率半径＞与≤时与平板对接焊缝探伤的区别；如何进行曲率修正？25对直径小于或等于500mm的曲面工件检测时,对比试块曲率半径与检测面曲率半径关系，检测纵缝时考虑几何临界角的限制探头移动区要足够大，确保扫查整个焊缝断面及热影响区。26对锻、铸件：是否按标准可相互垂直方法检测，并尽可能检测到锻、铸件全体积？对厚度超过400mm锻件应考虑从两端面进行100％扫查。是否需要曲面对比试块？如何进行曲面修正？27⑶探头的选择：a.对焊缝探伤：按照检测技术等级的不同技术要求,应分别根据板厚，检测母材部位及焊缝部位等不同情况按JB/T4730标准主要选取探头，并考虑：纵缝与环缝的差别，T型环缝及管座角焊缝，纵、环环缝用探头。28b.锻、铸件探伤：一般采用直探头及双晶直探头，及K1横波斜探头。不锈钢锻件用纵波金属探头检测．29⑷频率选择一般选用Z，对薄环缝也可选5MHZ，对锻、铸件可适当降低检测频率。30⑸试块和反射体类型的选择a.焊缝探伤按JB/T4730标准规定及题意对接焊缝可采用CSK-ⅡA或ⅢA，反射体类型为Ф2长横孔或Ф1×6短横孔。对奥氏不锈钢焊缝，铝及铝合金焊缝，钛及钛合金焊缝，管子环焊缝应分别按各自要求选择试块。31b.对锻、铸件：应根据JB/T4730标准和检测方法选用平底孔试块或横波检测V型横波试块。32⑹扫描线比例调节根据检测方法及本人探伤情况选择用声程或水平或深度比例。33⑺检测灵敏度调节与确定：a.环缝探伤：按JB/T4730标准要求，选择规定试块制作距离－波幅曲线，然后考虑表面偶合补偿，厚焊缝探伤时材质衰减修正等因素。并明确评定线，定量线及判废线的灵敏度值。34b.对锻、铸件：按JB/T4730标准要求是选用试块调，还是用大平底调，如选择试块调，应考虑表面补偿，材质补偿，如选用大平底调，要考虑底面形状，倾斜度，底面光洁度对底波的影响等因素。35⑻对发现的缺陷位置的确定a.对焊缝探伤应定出缺陷的平面位置（即离探头的水平距离及相应平面位置），及深度位置（离探测面深度），此时要考虑曲面工件与平板工件的差异。b.对锻、铸件要定出缺陷在探测面上的平面位置及离探测面的深度位置。36⑼对缺陷的测定：a.如何测定缺陷当量（波高）？应分别根据焊缝和锻件不同情况具体测定。b.明确该工件按JB/T4730标准要求哪些缺陷（当量值）应记录及进一步测定长度及高度？实际中应如何测定缺陷的长度及高度？对锻、铸件及焊缝要按各自特点区别对待。37c.对已测定的缺陷如何根据缺陷当量、波高、缺陷位置、取向、工件结构、坡口形式、焊接方法等特点判断取向性质。38d.对已测定的缺陷如何按JB/T4730标准进行评定，考虑当量、指示长度、深度、是否同一直线上等因素按JB/T4730标准进行评级。如所给焊缝长度不是很大，如何按工件实际长度按JB/T4730标准进行换算等。39e.对已测定缺陷进行记录应明确记录的项目和具体数据。如位置（平面、深度）、高度、指示长度、缺陷性质等。40⑽检测时机应根据给出工件确定是在何时探伤。如对焊缝探伤，要根据材质等因素是焊后24小时或36小时后探测？如对锻件探伤要根据工件、材质等是粗加工前或后、精加工前或后，热处理前或后要明确作出结论。41⑾针对检测的主要缺陷选择检测方法：a.对焊缝要根据焊缝类型对平板对接焊缝、纵环焊缝、T型焊缝、管座角焊缝等不同焊缝类型结合坡口形式、母材种类，分别对未焊透、未熔合、裂纹、条渣、气孔等不同缺陷应确定如何检测。42b.对锻件要根据材质、热处理状况等对可能产生的最危险的缺陷如裂纹、白点、夹杂等采用不同的检测方法。43⑿材质衰减系数的测定及材质衰减修正？应根据焊缝、锻件、铸件等不同工件按JB/T4730标准相应规定的方法测定衰减系数及按标准规定的要求进行衰减补偿。44UTⅢ级专业理论试题（闭卷）范围及有关答题说明一、是非题20题左右1、范围：各章涉及到的题数⑴第一章5～6题主要是物理基础的基本概念45⑵第二章2～3题主要是纵波、横波、聚焦探头的有关声场特性、规则反射体的回波声压等基本概念及实际应用、含有简单计算。46⑶第三章2～3题仪器、探头试块涉及到的性能指标及基本概念。

47⑷第四章4～6题各种基本探伤方法、定位、定量、测高、缺陷性质分析等基本概念及要求。48⑸第五章～第八章8～14题其中每章约2～3题49主要涉及板材、管材、复合材料、锻件、铸件、焊缝（各种形式焊缝及碳钢、不锈钢、铝合金焊缝、薄板焊缝）等，探伤工艺方法中涉及到的基本概念及每种工件探伤特点。502、特点：判断题着重考核概念是否清楚，结论是否明确，特点是否掌握，重点是否抓住。513、答题原则能明确判断的按判断的结论答。如判断不出，或难以判断的就达错。52二、选择题20～25题1、范围各章内容涉及到的题数⑴第一章3～4题主要涉及物理基础的结论及有关公式表示形式。53⑵第二章2～3题主要涉及声场计算，规则反射体规律的简单计算。⑶第三章2～3题涉及到仪器、探头、试块、原理、特性及应用等方面内容。54⑷第四章、第五章、第六章每章2～3题涉及到基本探伤方法、原材料（钢板、管材、锻件、铸件）。55⑸第七章4～6题主要是各种类型（如薄板、中厚板、对接、角接、管接头、小口径管对接焊缝）和各种材料（如不锈钢、铝合金、钛合金等）焊缝探伤方法，特点及对缺陷的测量，记录要求。56⑹第八章1～2题主要涉及到探伤工艺方面的程序，要求及规定等。572、答题原则⑴对要求确定正确项或肯定项的选择可对各项采用逐项排除不正确项法，最后确定一项正确项。58⑵对要求确定错误或是否定项的选择：可对各项逐项肯定，最后确定一项是错误项。⑶对有数据要求的题，要通过计算最后确定，对有关常规数据：如K值，折射角β，常用材料（有机玻璃、钢、铝、水）声速，各种探头的表示法等要掌握，并要熟记。593、特点：此类题涉及到内容多，给出的答案中都有可能，故一定要弄清题意，要逐项分析，辨清概念，最后作出决定。60三、问答题3～4题1、可能出现的范围⑴基础理论⑵声场理论61⑶仪器、探头试块中有关内容⑷钢板、复合板、锻件、铸件、焊缝及具体工件探伤中的有关问题⑸有关检测工艺方面的内容和要求⑹相关标准中的有关内容或涉及到的理论依据。622、特点⑴内容切题、肯定、结论明确、在教材，标准及有关习题集中均有相应内容。⑵近几年问题占分数较大，应相应重视。633、答题要求⑴应抓住重点，简明扼要答题。⑵对重要内容要预先背诵，有利答题。⑶对答不出或答不全的题要尽量多写内容，不要空白。64四、计算题3～4题1、可能出现的计算题范围⑴基础理论计算65⑵板材、复合材料计算⑶声场计算⑷锻件检测计算⑸焊缝检测计算66⑹特殊工件检测计算⑺缺陷位置计算⑻缺陷倾斜角度计算⑼缺陷高度计算⑽曲率修正等有关计算672、答题要求⑴写出已知条件，列出要求的类项⑵写出公式，简单列出计算过程（公式一定要列对）68⑶写明最终计算结果⑷作出答案结论69五、对闭卷理论答题准备方面的有关内容：1、对教材中有关概念，论述一定要清楚。702、对焊缝、原材料、锻件、铸件等探伤工艺要熟悉，重点要明确。3、要对各种工件熟悉，能编出相应探伤工艺。4、对相关的数据（如常用材料声速，相关标准中的探头、试块、灵敏度等数据）要熟悉，并能熟练应用。715、能熟练选择相关工艺参数。6、能分析影响检测质量的各种因素。7、要掌握UT检测全过程如何控制检测质量，如何保证锅炉压力容器的产品安全性能符合法规标准要求。72关于UT计算题一、利用声压反射率r＝声压透射率t＝声压往复透过率T往＝731.复合材料检测例：从钢材一侧探测钢钛复合板，已知Z钢＝46×1000000Kg/m²·S，Z水＝1.5×1000000Kg/m²·S，Z钛＝27.4×1000000Kg/m²·S，求：74a.界面声压反射率。b.底面声压反射率。c.界面回波与底面回波dB差。d.如将钛底面浸在水中，问此时界面回波与底面回波差多少dB？75解：a.r＝＝＝－0.25b.底面声压反射率T往＝1－r²，则T＝1－r²＝1－（－）2＝76c.dB＝20lg＝20lg＝－

7778r2＝＝＝－0.896t1＝＝＝0.746t2＝＝＝1.2579dB＝20lg＝20lg＝20lg＝20lg＝－10.5

80812.水浸法水层高度H＝n例：用纵波水浸法垂直探测合金钢板，合金钢中CL合＝7390米/秒，密度ρ＝克/厘米³，水中CL水＝1500米/秒。82求：a.水钢界面与钢水界面回波高度差多少dB？b.如板厚60mm，要求二次重合，求水层高度？83解：a.r1＝＝＝0.946t1＝＝＝1.95t2＝＝＝0.05r2＝＝－0.94684dB＝20lg＝20lg＝20lg＝20dB8586b.二次重合法：H水＝2··δ＝2××60＝87二、锻件检测1.定灵敏度①试块法：声程不一致补偿（试块底波声程，反射体声程）88表面不一致补偿材质衰减不一致补偿反射体类型不一致换算反射体尺寸（孔径）不一致换算89②底波法：不考虑表面、声程、材质、反射体等引起的补偿。要求于工件完好区，底面大于声场直径，底面100％返回。适用于：平面工件、圆柱工件，带中心孔工件（从外面探和从内孔探）。90

2.求缺陷当量两种情况：①已知缺陷波比基准波高××dB，计算当量。②已知缺陷波与底波差××dB，计算当量。91考虑：①缺陷声程与底波或所定灵敏度声程不一致引起dB差。②由声程变化引起，因材质衰减系数α（双、单或由底波B1B2求得）的dB差。92③不同反射体（种类、孔径）引起dB差。例：用Z，Φ20直探头，探测厚400mm锻钢件，要求检测灵敏度不低于Φ4平底孔当量，已测得工件一次底波高100％，二次底波高为20％，若考虑衰减，问：93③上述灵敏度下发现探测面下300mm缺陷波比基准高20dB，求缺陷当量。94①如何用工件底面调探伤灵敏度？（CL钢＝5900/s）②用150/Φ2平底孔试块如何调灵敏度？（试块与工件材质相同，表面偶合补偿差4dB）95解：①dB＝20lg＝20lg＝20lg＝

②先求材质衰减系数：α双＝＝96再求150/Φ2与400/Φ4dB差dB1＝20lg＝20lg＝5dB材质引起dB差为dB2＝（400-150）×α双＝＝5Db97表面补偿：dB3＝4dBΔdB总＝dB1+dB2+dB3＝5+5+4＝14Db将150/Φ2反射波调至基准高再提高14dB。9899③dB1＝20lg=20lg=20lgdB2＝（400-300）×α双＝＝2dB则20-2＝20lg,即18＝40lg,解得：ΦX。100101三、焊缝探伤1.定灵敏度，一般用试块。考虑：反射体二倍板厚孔深。声程变化引起dB差（反射体不在二倍板厚处）102表面补偿（粗糙度、曲率引起）材质衰减（试块与工件材质相同或不同时两种情况）试块反射体类型与标准要求不同时dB差试块反射体类型与标准要求相同，但要求灵敏度与标准反射波高的dB差。（Φ1×6-9dB）1032.缺陷定位：定出水平距离和深度①平板工件（一次波定位与二次波定位方法）②曲面工件104按平板工件深度比例调节扫描线时，特点外探法：H＝R－（式）H＜d＝arctg

＞L

内探法：h＝-r（式）H＞d

＝arctg＜L105按声程比例调节要根据实际情况计算。最大探测壁厚范围K和δ关系（Sinβ＝）。声程修正系数μ的考虑（P133）106③K值变化的定位：扫描线比例按某K值调节，实际探测时探头变为另一个K′值，在扫描线某格出现缺陷，求缺陷深度H和水平距离L，要考虑一次波与二次波的定位。107（1）引起K值变化的几种情况：a）用已知某K值（如用K2按深度1：1调节）调扫描线比例，换上另一K′值探头（如改用K探头），缺陷波在某格（如第3格），求缺陷深度或水平距离，此时按工件中声程不变原则计算。108b）温度变化，材质也变化（探头未变，K值已变或探头已变，K值更变）。要求出在新温度和新材料条件的K′值。109c）温度变化引起K值变化（探头未变，K值已变或探头已变，K值更变）：如在某温度按某K值调扫描线比例，到野外温度变为另一个温度，此时工件温度在另一温度下变为另一个K′值计算。110d）温度变化，材质也变化（探头未变，K值已变或探头已变，K值更变）。要求出在新温度和新材料条件的K′值。111（2）K值变化后对缺陷定位方法a）求出探测条件下探头的实际K值。若探头未变，由温度或材质变化引起K值变化，则应求出探头在实际条件下的K值。112设探头原K值Ka，折射角βa，原横波声速CS原。实际条件下探头K值Kb，折射角βb，实际横波声速CS实，则Ka＝tgβa，Kb＝tgβb＝tg〔Sin-1（Sinβa·）〕113若探头改变，温度、材质均未变，则Kb直接引用题中给出值。若探头改变，温度、材质也已变，则引用给出的K值按探头未变时方法求出实际条件下K值作为Kb。114b）求出实际条件下缺陷位置设原条件缺陷深度d1，水平距离L1=Kad1，声程X1＝d1，扫描线深度比例为1：n1，实际条件下缺陷深度d2，水平距离L2＝Kbd2，115声程X2＝d2，扫描线深度比例为1：n2，若原条件下在扫描线τ1格出现反射波，实际条件下扫描线τ2格出现反射缺陷波，则可求得：116

τ1：d1＝1：n，τ2：d2＝1：n2，

τ1＝d1/n1或d1＝τ1×n1，

τ2＝d2/n2或d2＝τ2×n2，117又＝＝得n2＝n1若实际探测条件发现在扫描线τ2格出现缺陷波，则此时缺陷深度d2为：

118d2＝τ2n2＝τ2n1·缺陷水平距离L2为：L2=τ2n2Kb＝τ2n1Kb·

1193.定量①定出缺陷波高区域。②定出缺陷当量波高，如Φ1×6±××dB，Φ2×40±××dB等。120例：①用K2钢探头探测T＝25mm某合金钢焊缝（合金中CS合＝3000m/s），扫描线比例按钢中水平1：1比例调节，探伤中在水平刻度格发现一缺陷。求此缺陷深度。121解：钢中K钢＝2，得Sinβ1＝Sin（tg-12）＝合金中折射角为122β2＝arcSin（Sinβ1·）＝arcsin（0.894×)＝＝57°K合＝tgβ2＝。123设钢中水平距离L1，深度d1＝＝mm，声程X1。合金中水平距离L2，深度d2，声程X2。124由＝＝＝得d2＝＝＝21mm（利用在格处出现缺陷波，所需时间在钢中与在合金中相等）125例：②用Z,12×12K2探头探测板厚为120mm焊缝，探测灵敏度Φ2-14dB，现用深度50mmΦ3横孔调节灵敏度，已知工件与试块材质相同，衰减系数α双＝，表面偶合差4dB。126问：a.如何调节灵敏度？b.探伤时，在80mm深处发现一缺陷波，比基准波高20dB，求缺陷当量和波高区域。127解：a.孔径不同产生dB差：dB1＝10lg＝。声程不同产生dB差：dB2＝30lg=30lg＝。128衰减系数不同产生dB差：dB3＝α双（X120-X50）＝（120-50）＝按标准规定计入灵敏度：dB4＝14dB。129表面补偿：dB5＝4dB。总dB＝dB1+dB2+dB3+dB4+dB5＝。将深50mmΦ3横孔回波调到基准波高提高灵敏度。130b.声程差引起dB1＝30lg＝5dB。衰减系数引起dB2＝（120-80）＝。131按标准计入dB3＝14dB。

缺陷比Φ2横孔高：20-（dB1+dB2+dB3）＝（20-（5+3.58+14）＝－132四、缺陷评级：原则：1.先评危险性缺陷。2.再评其它不允许缺陷（标准限值以上指示长度当量）。1333.剩下为允许缺陷。对钢板、锻件、钢焊缝、铝焊缝、钛焊缝分别评。134五、钢管水浸探伤利用公式：F＝r′，对有机玻璃和水，F＝2.2r′。X＝H＝F-135例：用水浸聚焦横波探伤Φ50×6mm无缝钢管，有机玻璃声透镜r′＝40mm，求偏心距和水层H。136解：F＝2.2r′＝2.2×40＝88mm。管外半径R＝25mm，内半径r=25-6＝19mm。137偏心距X＝＝。水层距离H＝F-＝88-＝。138六、特殊工件计算

园轴探伤迟到波，61°反射；侧壁干涉引起试块宽度大小等，串列式探伤缺陷定位，中心孔园柱、轴探伤等。

对中心孔园柱探伤：139PB＝·外探PB＝·内探140例：用2.5MHZ,Φ20mm直探头，以Φ3平底孔灵敏度检查外径800mm，内径100mm的锻件，已知材质衰减系数α双＝，141问：①如何用底波调节灵敏度？（CL=5900m/s）②若在200mm深度上发现一回波高度为18dB（即比基准波高18dB）的缺陷，求该缺陷当量。142解：①PB凸＝PΦ3＝PX·143dB＝20lg＝20lg＝20lg＝

将中心内孔调至基准高，再提高。144②dB1＝20lg＝20lg＝40lg（Φx）

dB2＝（350-200）×α双＝＝3dB。

145由题知：18-dB2＝dB1。即18-3＝40lg（Φx）。解得：Φx＝。146147七、求扩散角求Φ12mm，5MHZ直探头6dB扩散角θ6（CL＝5900m/s）解：ΔdB＝20lgDCdB＝－6

得DCdB＝＝148KRSinθ6＝

则Sinθ6＝

θ6＝3.12°149dB＝0DC＝1KRSinθ＝0dB＝-3dBDC＝0.7KRSinθ＝dB＝-6dBDC＝0.5KRSinθ＝dB＝-20dBDC＝0.1KRSinθ＝dB＝-∞DC＝0KRSinθ＝3.834150八、其它计算：1.二种介质中近场长度计算：工件（第二介质）中剩余近场长度N为：N＝N2-L＝-L151式中：N2－全部在第二介质中近场长度；C1－介质Ⅰ中声速；C2－介质Ⅱ中声速；Λ2－介质Ⅱ中波长。1522.横波在钢中上、下扩散角：设折射角为β，上半声束边缘折射角β2，下半声束边缘折射角β1，上半声束扩散角θ上，下半声束扩散角θ下，153则θ上＝β2－β1θ下＝β－β1Sinβ1＝SinβCosαSinβ2＝SinβCosα1543.斜探头近场长度①横波声场近场长度N＝，N由假想源算起。②第二介质中剩余近场长度N′=－L11554.水浸聚焦探头探测钢中工件，求钢中焦点位置

水中焦距F＝＝

式中r－声透镜曲率半径156n＝－声透镜与偶合介质声速比

聚焦探头对钢工件探伤时，实际焦距为F′157F′＝F－L（）式中L－工件中焦点至工件表面的距离C2－耦合剂中声速C3－工件中声速158这时水层厚度H为

H＝F－L或H＝F′－L1595.不同反射体回波高度换算①大平底与同距离平底孔回波dB差ΔdBB/Φ＝20lg（dB）

Φ＝220lg（dB）160②大平底与长横孔回波dB差

ΔdBB/Ф＝10lg（dB）

Ф＝210lgx（dB）161③大平底与球孔回波dB差

ΔdBB/d＝20lg（dB）

d＝220lgx（dB）162④同声程时平底孔Φ与长横孔Ф回波dB差

ΔdBФ/Φ＝20lg＝20lgΦ＝2，Ф＝310lg（dB）163⑤同声程时，与Ф3横孔相当的平底孔直径Φ＝（）1/2当Ф为其它值时，Φ＝（）1/2164⑥同声程时球孔d与平底孔Φ的回波dB差ΔdBd/Φ＝20lg⑦平底孔波高变化规律ΔΦ（dB）＝40lg40lg165声程X变化：波高以－12dB规律变化

孔径Φ变化：波高以＋12dB规律变化166⑧长横孔波高变化规律

ΔΦ（dB）＝30lg+10lg167⑨短横孔波高变化规律

ΔΦ短（dB）＝40lg+20lg+10lg168声程X变化：波高以－12dB规律变化

孔长ℓ1变化：波高以＋6dB规律变化

孔径Φ变化：波高以＋3dB规律变化169⑩球孔波高变化规律

Δd（dB）＝40lg+20lg声程X变化：波高以－12dB规律变化

孔径d变化：波高以＋6dB规律变化17011大平底波高变化规律：

ΔB（dB）＝20lg

声程X变化：波高以－6dB规律变化171例：用2斜探头，探测钢中深100mm孔径均为2mm的平底孔、横孔、球孔，回波哪个高？反射波各相差多少dB？172解：λ＝＝，X＝＝224mm①Ф与ΦdB差值：ΔdBФ/Φ＝20lgΦ=Ф=220lg＝20lg＝10dB球孔反射波最低，比平底孔低14dB。173九、计算实例：1.用zΦ14mmK2横波斜探头探测钢工件，扫描线比例按深度1：1调节，探伤中一次波发现缺陷最高波后，向前移动探头，缺陷波在2格处消失，174向后移动探头，缺陷波在6格处消失，求该缺陷高度为多少？（已知探头中有机玻璃纵波声速CL1=2730m/s,钢中横波声速CS2=3230m/s）175解：有机玻璃中纵波波长

λL1

钢中横波波长

λS2176有机玻璃中声束半扩散角θ0=arcsin1.22=5.45°由K=2=tgβ得β=63.4°探头入射角α=arcsin（sin63.4°）=49.1°177178下半声束折射角β1为：

β1=arcsinsinα1）=arcsin（sin43.65°）=54.75°179上半声束折射角β2为：

β2=arcsin（sinα2）=arcsin（sin54.55°）=74.54°180显示的缺陷上端深度

H1=2×10=20mm

主声束声程X1=181182它等于下声束边缘至缺陷上端声程显示的缺陷下端深度h2=6×10=60mm

主声束声程为X2===134mm183它等于声束上部边缘至缺陷下端距离，则缺陷高度h为：h=X2cosβ2－X1cosβ1º－º－1842.用z，Φ20直探头以Φ3灵敏度检查外径800mm，内径100mm的锻件，已知材质衰减α双，钢中CL=5900mm/s185a.如何用底波调节检测灵敏度？

b.若在200mm深度上发现一缺陷波高为18dB，求该缺陷当量有多大？186解：（1）dB=20lg=20lg=20lg=263dB187（2）dB1=20lg=20lg=40lg（ΦX）

dB2=（350－200）×α=150×0.02=3dB188由题知：18=40lg（ΦX）+3

解得：ΦX1893.用K2探头探测筒体纵缝，由于筒体曲率半径较小，需将探头磨出一圆弧，以取得良好的接触，如磨去的弓形高为2mm，190弦长为10mm，求磨后斜探头的K值为多少？（已知有机玻璃中纵波声速2730mm/s，钢中横波声速3230mm/s）191解：设圆弧中心为O，半径R，探头原入射点C，现入射点D。如图，设BB′=2R在直角三角形B′AB中AC为其高，则AC²=B′C·BC=（2R－BC）得：R=192193在ΔDCO中，OD=R；OC=R－BC

Sinα′=sinα=sinα=sinα

由K=2=tgβ得β=63.4°，则194sinα=sin63.4°=0.7557得α=49.1°由题AC==5，BC=2得Sinα则α′=33.2°195再由sinβ′=Sinα′=Sin33.2°

则β′=40.4°

则磨后探头K值为tgβ1964.用直探头，在筒体外部探测外径920mm，壁厚240mm筒形钢锻件，在用内圆曲底面调灵敏度时，第一次底波高80%，第二次底波高20%，不计反射损失，则：197①按JB/T4730－2005规定的检测灵敏度如何调？②在深140mm处有一缺陷波，高为26dB，求其当量大小？（已知钢中纵波声速5900米/秒）198解：①λ==2.36mm检测灵敏度为Φ2平底孔dB=20lg=20lg=20lg199②材料衰减系数α为：

设缺陷当量为Φx，令ΔdB=26dB200则：ΔdB=40lg＋40lg＋2α（X2－X1）

即：26=40lgΦx－40lg2＋40lg＋（240－140）得：Φx2015.用K斜探头探测外径1200mm的筒体纵焊缝，求满足声程修正系数时不用曲面试块修正条件下，可探测的最大板厚为多少？202解：在ΔAOC中，

AO=R=600mm

OC=r

T=R=AB203204由余弦定理得：

AC²=OA²＋OC²--2×OA×OC×COSφ

且：AC=μ·AD205则：cosφ=式中：cosβ由tgβ求得，为cosβ206根据图：μ===由上两式解得：＝则r＝＝560mm最大璧厚T＝R－r＝600－560＝400mm2076.用K2横波斜探头在18℃时将扫描线比例按深度1：1调节好，然后到野外露天工地在35℃时对产品探伤，在扫描线上第六格出现一缺陷波，求该缺陷的实际深度。208解：18℃时有机玻璃中声速为2700－（18－15）×4＝2688m/s

35℃时有机玻璃中声速为.2700－（35－18）×4＝2620m/s209斜探头折射角β＝arctgK＝arctg2＝63.4°，则sinβ＝

入射角α＝arcsin（sinβ）＝arcsin（）＝48°210在35℃时折射角β1＝arcsin（sinα）＝arcsin（sin48°）＝66.5°

此时探头K值为：K1＝tg66.5°＝211设18℃时缺陷深度d1＝60mm，声程为X1

35℃时缺陷深度d2，缺陷声程为X2

由题意得X1=X2则：212＝=1得：d2＝＝＝2137.串列式探伤法探测板厚T＝160mm焊缝余高未磨平的窄间隙焊缝，A面焊缝宽46mm，B面焊缝宽30mm，两K1探头长34mm，前沿长度18mm。214分别以A面和B面作探测，则能探测到得到焊缝断面范围分别为多少？对探测不到的死区高度范围内的缺陷如何检测？215解：设焊缝宽a＝46mm，b＝30mm，探头长c＝34mm，前沿长l0＝18mm，板厚T＝160mm。216①A面检测：

上部死区：h上＝+l0＝＝41mm217下部死区：h下＝＝＝15mm，h′＝＝=17mm

取h下和h′中大者

218A面检测范围hA＝T－h上－h′＝160－41－17＝102mm219②B面监测：

上部死区：h上＝+l0＝+18＝33mm

下部死区：h下＝＝＝23mm，h′＝＝＝17mm220取h下和h′中大者

B面检测范围为hB＝T－h上－h下＝160－33－23＝104mm2218.Φ20mm直探头在CS-2型试