无损检测超声波二级考试题库及答案

无损检测超声波二级考试题库及答案一、选择题1.超声波在介质中传播时，遇到不同介质的界面会发生（）。A.反射B.折射C.透射D.以上都是答案：D解析：当超声波传播到不同介质的界面时，一部分会被反射回来，一部分会进入另一种介质发生折射，同时也有部分能量会透过界面继续传播，所以会发生反射、折射和透射，答案选D。2.超声波探伤中，产生和接收超声波的元件是（）。A.耦合剂B.探头C.仪器D.试块答案：B解析：探头是超声波探伤中产生和接收超声波的关键元件。耦合剂的作用是使探头与工件表面良好接触；仪器用于发射和接收电信号并进行处理显示；试块用于校准仪器和测试探头性能等。所以答案是B。3.超声波探伤仪的垂直线性是指（）。A.探伤仪对距离不同的反射体所产生的一系列回波的显示距离与反射体之间距离成线性关系的能力B.探伤仪荧光屏上显示的信号幅度与输入信号幅度之间成线性关系的能力C.探伤仪能够区分相邻两缺陷的能力D.探伤仪对声压信号放大的能力答案：B解析：垂直线性是指探伤仪荧光屏上显示的信号幅度与输入信号幅度之间成线性关系的能力。A选项描述的是水平线性；C选项是探伤仪的分辨力；D选项是探伤仪的放大能力。所以选B。4.以下哪种波形的超声波在固体中传播时速度最快（）。A.纵波B.横波C.表面波D.板波答案：A解析：在固体中，纵波的传播速度最快，横波次之，表面波和板波的传播速度相对较慢。所以答案是A。5.当超声波倾斜入射到异质界面时，可能会产生（）。A.反射纵波B.反射横波C.折射纵波D.以上都是答案：D解析：当超声波倾斜入射到异质界面时，会同时产生反射纵波、反射横波、折射纵波和折射横波。所以答案选D。二、判断题1.超声波探伤只能检测材料内部的缺陷，不能检测表面缺陷。（）答案：错误解析：超声波探伤不仅可以检测材料内部的缺陷，当采用合适的探头和检测方法时，也可以检测表面和近表面的缺陷。所以该说法错误。2.探头频率越高，超声波的波长越短，探伤灵敏度越高，因此探伤时应尽量选择高频率探头。（）答案：错误解析：虽然探头频率越高，波长越短，探伤灵敏度越高，但频率过高会导致超声波在材料中衰减增大，穿透能力下降，对于厚大工件可能无法检测到内部深处的缺陷。所以应根据工件的材质、厚度等因素合理选择探头频率，而不是尽量选择高频率探头。该说法错误。3.耦合剂的主要作用是排除探头与工件表面之间的空气，使超声波能顺利传入工件。（）答案：正确解析：如果探头与工件表面之间存在空气，由于空气与工件的声阻抗差异很大，超声波几乎全部被反射，无法进入工件。耦合剂可以填充探头与工件表面之间的空隙，排除空气，使超声波能顺利传入工件。所以该说法正确。4.超声波探伤中，试块的材质、形状和尺寸应与被检工件完全相同。（）答案：错误解析：试块的作用是校准仪器和测试探头性能等，并不需要材质、形状和尺寸与被检工件完全相同。只要其声学性能相近，能满足校准和测试要求即可。所以该说法错误。5.超声波探伤仪的水平线性误差不超过±2%。（）答案：正确解析：根据相关标准规定，超声波探伤仪的水平线性误差一般要求不超过±2%，以保证探伤仪对距离不同的反射体所产生的一系列回波的显示距离与反射体之间距离成较好的线性关系。所以该说法正确。三、简答题1.简述超声波探伤的基本原理。答案：超声波探伤是利用超声波在材料中传播时，遇到缺陷会产生反射波的特性来检测材料内部缺陷的方法。探伤仪产生电脉冲激励探头中的压电晶片，使其产生超声波并传入被检工件。当超声波在工件中传播遇到缺陷时，部分超声波会在缺陷界面上发生反射，反射波被探头接收并转换为电信号，经探伤仪放大和处理后，在荧光屏上显示出回波信号。根据回波的位置、幅度等信息，可以判断缺陷的位置、大小和性质等。2.简述探头的主要性能指标及含义。答案：探头的主要性能指标及含义如下：-频率：指探头所发射超声波的频率，它影响超声波的波长、探伤灵敏度和穿透能力等。频率越高，波长越短，灵敏度越高，但穿透能力越差。-晶片尺寸：晶片的大小会影响声束的扩散角和能量分布。一般来说，晶片尺寸越大，声束扩散角越小，指向性越好，探测距离越远。-灵敏度：指探头接收微弱超声波信号的能力，通常用在一定条件下能检测到的最小缺陷反射波的幅度来表示。-分辨力：指探头区分相邻两个缺陷的能力，包括纵向分辨力和横向分辨力。纵向分辨力是指在超声波传播方向上区分相邻两个缺陷的能力，横向分辨力是指在垂直于超声波传播方向上区分相邻两个缺陷的能力。-声束扩散角：表示声束在传播过程中的扩散程度，扩散角越小，声束的指向性越好。3.简述耦合剂的选择原则。答案：耦合剂的选择原则如下：-良好的耦合性能：能有效排除探头与工件表面之间的空气，使超声波能顺利传入工件，减少声能损失。-对工件无腐蚀作用：不会对被检工件的材质造成腐蚀，保证工件的质量和性能。-易于清洗：检测完成后，能方便地从工件表面清洗掉，不残留污渍。-对人体无害：在使用过程中不会对操作人员的身体健康造成危害。-流动性适中：既要有一定的流动性，能很好地填充探头与工件表面之间的空隙，又不能过于稀薄而容易流失。-稳定性好：在一定的温度、湿度等环境条件下，其性能能保持稳定，不会发生变质等现象。4.简述超声波探伤中缺陷定位的方法。答案：超声波探伤中常用的缺陷定位方法有以下几种：-声程定位法：根据超声波从探头到缺陷再返回探头所经过的声程来确定缺陷的位置。通过测量反射波在荧光屏上的水平刻度值，结合仪器的声程校准，计算出缺陷的声程，再根据探伤方法和工件的几何形状等因素，确定缺陷在工件中的实际位置。-水平定位法：对于斜探头探伤，利用缺陷反射波在荧光屏上的水平刻度值，结合探头的折射角和仪器的水平线性校准，计算出缺陷在工件表面的水平投影位置。-深度定位法：根据缺陷反射波在荧光屏上的垂直刻度值或结合声程和探头角度等信息，计算出缺陷在工件中的深度位置。在直探头探伤时，可直接根据声程计算缺陷深度；在斜探头探伤时，需要考虑探头的折射角等因素进行计算。5.简述超声波探伤报告应包含的主要内容。答案：超声波探伤报告应包含以下主要内容：-委托单位和工件信息：包括委托单位名称、工件名称、编号、材质、规格尺寸等。-探伤设备和条件：探伤仪型号、探头型号和频率、耦合剂种类等探伤所使用的设备和条件。-探伤方法和标准：采用的探伤方法（如直射波法、斜射波法等）以及依据的探伤标准。-探伤部位和范围：明确指出工件上进行探伤的具体部位和范围。-探伤结果：记录发现的缺陷情况，包括缺陷的位置、大小、数量、性质等。缺陷位置可用坐标、声程、深度等方式表示；缺陷大小可通过当量法或其他测量方法确定；缺陷性质可根据反射波的特征等进行初步判断。-探伤结论：根据探伤结果，对工件是否合格作出明确的结论。-探伤人员和日期：探伤人员的姓名、资格证书编号以及探伤的日期。四、计算题1.用频率为2.5MHz的直探头探测厚度为200mm的钢工件，已知钢中纵波声速为5900m/s，求此超声波在钢中的波长。解：根据公式\(\lambda=\frac{c}{f}\)（其中\(\lambda\)为波长，\(c\)为声速，\(f\)为频率）。已知\(f=2.5MHz=2.5\times10^{6}Hz\)，\(c=5900m/s\)。则\(\lambda=\frac{5900}{2.5\times10^{6}}=2.36\times10^{-3}m=2.36mm\)。答：此超声波在钢中的波长为2.36mm。2.用斜探头探伤，探头的折射角为45°，测得某缺陷的水平距离为100mm，求该缺陷的深度。解：因为折射角\(\beta=45^{\circ}\)，水平距离\(L=100mm\)。在直角三角形中，\(\tan\beta=\frac{L}{h}\)（\(h\)为缺陷深度）。由于\(\beta=45^{\circ}\)，\(\tan45^{\circ}=1\)，即\(h=L\)。所以缺陷深度\(h=100mm\)。答：该缺陷的深度为100mm。3.已知某工件的厚度为150mm，用直探头探伤时，在荧光屏上测得底面回波与始波的距离为6格，缺陷回波与始波的距离为2格，求缺陷的深度。解：设工件厚度为\(T=150mm\)，底面回波与始波的距离为\(n_{T}=6\)格，缺陷回波与始波的距离为\(n_{f}=2\)格。根据比例关系\(\frac{h}{T}=\frac{n_{f}}{n_{T}}\)（\(h\)为缺陷深度）。则\(h=\frac{n_{f}}{n_{T}}\timesT=\frac{2}{6}\times150=50mm\)。答：缺陷的深度为50mm。4.用2.5MHz、\(\phi20mm\)的直探头探测钢工件，钢中纵波声速为5900m/s，求该探头在钢中的近场区长度。解：根据近场区长度公式\(N=\frac{D^{2}f}{4c}\)（其中\(N\)为近场区长度，\(D\)为探头晶片直径，\(f\)为频率，\(c\)为声速）。已知\(D=20mm=0.02m\)，\(f=2.5MHz=2.5\times10^{6}Hz\)，\(c=5900m/s\)。\(N=\frac{0.02^{2}\times2.5\times10^{6}}{4\times5900}=\frac{0.0004\times2.5\times10^{6}}{23600}=\frac{1000}{23600}\approx0.0424m=42.4mm\)。答：该探头在钢中的近场区长度约为42.4mm。5.用斜探头探伤，探头的折射角为60°，声程为120mm，求缺陷的水平距离和深度。解：已知折射角\(\beta=60^{\circ}\)，声程\(S=120