2025年超声检测技术练习试题附答案

超声检测技术练习试题附答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.超声波在钢中的纵波声速约为5900m/s，当频率为2.5MHz时，其波长为（）。A.2.36mmB.0.42mmC.1.18mmD.4.72mm2.以下哪种探头适用于检测焊缝中的横向缺陷？（）A.直探头B.斜探头（K1）C.双晶直探头D.聚焦探头3.超声检测中，耦合剂的主要作用是（）。A.增加声波能量反射B.减少探头与工件间的空气间隙C.提高探头频率D.降低工件表面粗糙度4.DAC曲线（距离-波幅曲线）的主要作用是（）。A.确定缺陷的埋藏深度B.评定缺陷的当量大小C.计算探头的近场长度D.分析材料的衰减特性5.超声波在介质中传播时，因介质质点间内摩擦引起的衰减属于（）。A.扩散衰减B.散射衰减C.吸收衰减D.反射衰减6.超声检测中，横向分辨力主要取决于（）。A.探头频率B.波束宽度C.仪器增益D.工件厚度7.采用脉冲反射法检测厚度为50mm的钢板时，若底面回波出现在荧光屏水平刻度100的位置（满刻度为100），则缺陷波出现在刻度30的位置时，缺陷埋藏深度为（）。A.15mmB.30mmC.50mmD.60mm8.声阻抗的定义是（）。A.介质密度与声速的乘积B.声压与质点振动速度的比值C.声波波长与频率的乘积D.材料弹性模量与泊松比的比值9.斜探头K值（K=tanβ，β为折射角）为2.0时，若工件厚度为30mm，检测焊缝时一次波的水平跨距为（）。A.30mmB.60mmC.90mmD.120mm10.以下哪种缺陷的回波特征通常表现为波形陡峭、波幅高且根部较窄？（）A.气孔B.夹渣C.裂纹D.未熔合11.超声检测中，为避免近场区检测误差，通常要求检测区域位于（）。A.近场区长度以内B.近场区长度1.5倍以外C.近场区与远场区交界处D.远场区任意位置12.奥氏体不锈钢焊缝超声检测时，主要难点是（）。A.材料声速低B.晶粒粗大导致散射衰减大C.表面粗糙度高D.缺陷方向性强13.TOFD（衍射时差法）检测技术主要利用的是（）。A.缺陷的反射波B.缺陷的衍射波C.底面回波D.表面波14.超声检测中，若发现缺陷波幅低于评定线但高于判废线，应（）。A.判为合格B.判为不合格C.结合其他方法复探D.降低灵敏度重新检测15.检测厚度为8mm的薄板时，宜选用（）。A.高频直探头B.低频斜探头C.双晶直探头D.聚焦斜探头二、判断题（每题1分，共15分）1.纵波只能在固体中传播，横波可在固体、液体和气体中传播。（）2.探头频率越高，近场长度越长，分辨力越好，但穿透能力越弱。（）3.工件表面粗糙度越大，耦合效果越差，需增加耦合剂厚度补偿。（）4.AVG曲线（距离-波幅-当量曲线）仅适用于圆片形缺陷的当量评定。（）5.缺陷定量时，若缺陷波幅超过荧光屏满刻度，需降低增益后重新测量，无需考虑衰减补偿。（）6.多次底波反射法可用于检测工件中的分层缺陷，若底波次数减少或消失，可能存在体积型缺陷。（）7.横波检测焊缝时，若一次波未覆盖整个焊缝厚度，需采用二次波检测。（）8.超声波在异质界面上的反射率与透射率仅与声阻抗差有关，与入射角无关。（）9.检测粗晶材料时，应选用低频探头以减少散射衰减。（）10.伪缺陷波（如迟到波、三角反射波）的特点是位置固定、波幅稳定，可通过移动探头或改变角度识别。（）11.超声检测中，缺陷的定位是指确定缺陷的深度、水平位置和自身高度。（）12.钢管水浸法检测时，需调整入射角使水中的纵波在钢管中产生横波，以检测横向缺陷。（）13.复合钢板检测时，需重点关注结合面的脱粘缺陷，通常采用直探头检测，以底波法或多次回波法评定。（）14.超声检测报告中无需记录检测环境温度，只需记录探头型号和仪器参数。（）15.缺陷定性时，裂纹的回波通常波幅高、波形尖锐，移动探头时波幅变化明显；而气孔的回波波幅较低、波形圆钝，移动探头时波幅变化小。（）三、简答题（每题5分，共30分）1.简述超声波的主要特性及其在检测中的应用。2.直探头与斜探头的主要区别是什么？分别适用于哪些检测场景？3.耦合剂的作用是什么？选择耦合剂时需考虑哪些原则？4.简述DAC曲线的制作步骤及实际应用中的注意事项。5.影响超声检测灵敏度的主要因素有哪些？如何调整灵敏度？6.缺陷定量的常用方法有哪些？各适用于什么类型的缺陷？四、计算题（每题6分，共18分）1.已知钢中纵波声速cL=5900m/s，横波声速cS=3230m/s，水的纵波声速cW=1480m/s。若用2.5MHz纵波直探头检测钢工件，计算其波长；若用该探头检测水介质，波长是多少？2.某5MHz斜探头的晶片尺寸为12mm×12mm，钢中横波声速为3230m/s，计算其近场长度N（公式：N=D²f/(4c)，D为晶片等效直径，圆形晶片D=晶片直径，矩形晶片D≈1.13√(a×b)，a、b为矩形边长）。3.采用DAC曲线检测某焊缝，已知母材厚度T=25mm，DAC曲线中φ2×40mm（深度40mm处φ2mm横孔）的波幅为80%满刻度。检测时发现一缺陷波幅为50%满刻度，深度为20mm，若材料衰减系数α=0.04dB/mm（双程），试计算该缺陷的当量大小（DAC曲线的制作已考虑14dB的表面补偿，不考虑其他修正）。五、综合分析题（7分）某压力容器环焊缝采用K2.0斜探头（折射角β=63.4°）检测，母材厚度T=30mm，检测时在水平刻度60（满刻度100，扫描比例1:1）处发现一缺陷波，波幅为DAC曲线的120%。结合超声检测原理，分析该缺陷的位置（深度、水平距离）、当量等级（假设判废线为DAC+10dB，定量线为DAC-10dB），并说明需进一步验证的内容。---答案一、单项选择题1.A（λ=c/f=5900×10³mm/s/(2.5×10⁶Hz)=2.36mm）2.B（斜探头可检测与表面成一定角度的缺陷）3.B（耦合剂填充空气间隙，减少声能损失）4.B（DAC曲线用于评定缺陷当量）5.C（内摩擦引起吸收衰减）6.B（横向分辨力与波束宽度相关）7.A（扫描比例为1:2，刻度30对应深度15mm）8.A（声阻抗Z=ρc）9.B（水平跨距=K×厚度=2×30=60mm）10.C（裂纹尖端反射强，波幅高且陡峭）11.B（近场区1.5倍外为有效检测区）12.B（粗大晶粒导致散射衰减大，信号噪声高）13.B（TOFD利用缺陷端点衍射波）14.B（判废线为不合格阈值）15.C（双晶直探头减少近场干扰，适用于薄板）二、判断题1.×（纵波可在固体、液体、气体中传播，横波仅能在固体中传播）2.√（频率↑→近场长度↑，分辨力↑，穿透性↓）3.×（耦合剂厚度过大会增加声能损失，应尽量薄）4.√（AVG曲线基于长横孔或球孔模型）5.×（需进行衰减补偿和表面补偿）6.×（分层缺陷会导致底波次数减少，体积型缺陷可能不影响底波次数）7.√（一次波覆盖厚度K×T，不足时用二次波）8.×（入射角超过临界角时会发生全反射，影响反射率）9.√（低频减少散射衰减）10.√（伪缺陷波位置与探头移动相关，可通过扫查识别）11.√（定位包括深度、水平位置和自身高度）12.×（水浸法检测钢管横向缺陷需激发横波，入射角需满足横波临界角）13.√（直探头检测结合面脱粘，底波消失或降低）14.×（环境温度影响声速和耦合效果，需记录）15.√（裂纹尖端反射强，气孔为球面反射，波幅较低）三、简答题1.超声波特性：①方向性好（用于定位）；②穿透能力强（检测厚工件）；③能量高（检测微小缺陷）；④在异质界面发生反射/透射（检测缺陷）；⑤对人体无害（安全检测）。应用：金属内部缺陷检测、厚度测量、材料性能评价等。2.区别：直探头发射纵波，声束垂直入射工件；斜探头发射横波（或表面波），声束倾斜入射。直探头适用于板材、锻件等厚大工件的垂直缺陷检测；斜探头适用于焊缝、管材等倾斜或横向缺陷检测。3.作用：填充探头与工件间的空气间隙，减少声能反射损失。选择原则：①声阻抗与工件接近；②流动性好，易均匀涂抹；③对工件无腐蚀；④易清洗；⑤高温检测时需选用高温耦合剂（如甘油、高温黄油）。4.制作步骤：①选择对比试块（如CSK-ⅡA）；②在试块上检测不同深度的标准反射体（如横孔）；③记录各深度对应的波幅，绘制曲线；④添加评定线、定量线、判废线。注意事项：需考虑材料衰减、表面耦合补偿；曲线需在检测范围内校验；环境温度变化时需重新制作。5.影响因素：探头频率（频率↑→灵敏度↑）、仪器增益（增益↑→灵敏度↑）、耦合效果（耦合差→灵敏度↓）、材料衰减（衰减大→灵敏度↓）、缺陷方向性（垂直缺陷→灵敏度高）。调整方法：通过仪器增益旋钮调节；更换高频探头；改善耦合条件；补偿材料衰减（如计算衰减系数后修正）。6.常用方法：①当量法（如AVG/DAC曲线，适用于规则缺陷）；②测长法（如6dB法，适用于面积型缺陷）；③端点衍射法（TOFD技术，适用于裂纹类缺陷）。当量法用于评定缺陷大小；测长法用于测定缺陷延伸长度；端点衍射法用于测量缺陷自身高度。四、计算题1.钢中纵波波长：λL=cL/f=5900×10³mm/s/(2.5×10⁶Hz)=2.36mm；水中纵波波长：λW=cW/f=1480×10³mm/s/(2.5×10⁶Hz)=0.592mm。2.矩形晶片等效直径D≈1.13√(12×12)=1.13×12=13.56mm；近场长度N=D²f/(4cS)=(13.56²×5×10⁶Hz)/(4×3230×10³mm/s)=(183.87×5×10⁶)/(12.92×10⁶)≈71.1mm。3.已知DAC曲线中φ2×40mm波幅80%，对应dB值为0dB（参考点）。缺陷波幅50%，转换为dB：20lg(50/80)=20lg(0.625)≈-4dB；双程衰减补偿：α×2×(40-20)=0.04×40=1.6dB；总修正后dB值：-4dB+1.6dB=-2.4dB；DAC曲线中，深度20mm处φ2mm横孔的基准dB值为：ΔdB=20lg(40/20)=6dB（距离衰减）；因此缺陷当量对应的横孔直径：-2.4dB=6dB+20lg(d/2)→20lg(d/2)=-8.4dB→d/2=10^(-8.4/20)≈0.38→d≈0.76mm，即当量约为φ0.8mm横孔。五、综合分析题1.缺陷位置：扫描比例1:1，水平刻度60对应水平距离60mm；折射角β=63.4°，K=tanβ=2.0，水平距离L=K×深度h→h=L/K=60/2=30mm。但母材厚度T=30mm，说明缺陷位于焊缝下表面（深度30mm）。2.当量等级：