2025年(超声波探伤工)专业技术人员技能资格知识考试题库与答案

2025年(超声波探伤工)专业技术人员技能资格知识考试题库与答案一、选择题1.超声波在介质中传播时，遇到障碍物会发生（）A.反射B.折射C.透射D.以上都是答案：D。超声波在传播过程中遇到障碍物时，会同时发生反射、折射和透射现象。当超声波从一种介质传播到另一种介质的界面时，一部分能量会反射回原介质，一部分能量会折射进入另一种介质，还有一部分能量可能会透过障碍物继续传播。2.超声波探伤中，晶片厚度与（）有关A.频率B.声速C.波长D.以上都是答案：D。晶片厚度与频率、声速和波长都有关系。根据公式\(f=c/λ\)（其中\(f\)是频率，\(c\)是声速，\(λ\)是波长），对于超声换能器的晶片，其厚度\(d\)与波长\(λ\)有一定关系，一般晶片厚度\(d=λ/2\)，所以晶片厚度会受到频率、声速和波长的影响。3.以下哪种缺陷类型在超声波探伤中较难检测（）A.气孔B.裂纹C.夹杂物D.疏松答案：D。疏松是铸件等材料中常见的一种缺陷，它是分散的微小孔隙组成的，超声波在遇到疏松缺陷时，由于缺陷分散且微小，反射信号较弱且杂乱，不像气孔、裂纹和夹杂物那样能产生明显的反射波，所以较难检测。4.超声波探伤仪的水平线性误差是指（）A.显示屏上时基线显示的水平刻度值与实际声程之间的误差B.探伤仪发射超声波的频率误差C.探伤仪接收信号的灵敏度误差D.以上都不是答案：A。水平线性误差是衡量探伤仪时基线扫描速度稳定性的指标，即显示屏上时基线显示的水平刻度值与实际声程之间的符合程度的误差。5.在超声波探伤中，为了使超声波在工件中传播，需要在探头与工件表面之间施加（）A.水B.油C.耦合剂D.酒精答案：C。耦合剂的作用是排除探头与工件表面之间的空气，使超声波能顺利地传入工件中。水、油和酒精虽然也能在一定程度上起到类似作用，但耦合剂是专门为超声波探伤设计的，具有良好的耦合性能和稳定性。二、判断题1.超声波探伤只能检测金属材料中的缺陷。（）答案：错误。超声波探伤不仅可以检测金属材料中的缺陷，还可以检测非金属材料，如塑料、陶瓷等材料中的内部缺陷。只要材料对超声波有一定的传播特性，就可以采用超声波探伤进行检测。2.超声波的频率越高，其在介质中的传播速度越快。（）答案：错误。超声波在给定的均匀介质中的传播速度主要取决于介质的性质，如介质的弹性模量和密度等，而与超声波的频率无关。不同频率的超声波在同一均匀介质中传播速度是相同的。3.探伤仪的灵敏度越高，就一定能检测到更小的缺陷。（）答案：错误。探伤仪的灵敏度只是影响检测小缺陷能力的一个因素。虽然提高灵敏度可以使探伤仪更容易检测到微弱的信号，但过高的灵敏度可能会引入噪声干扰，使缺陷信号难以分辨。而且，能否检测到小缺陷还与缺陷的类型、取向、位置以及工件的材质等因素有关。4.超声波探伤时，反射波的幅度与缺陷的大小成正比。（）答案：错误。反射波的幅度与缺陷的大小、形状、取向、距离以及超声波的传播特性等多种因素有关。一般情况下，在其他条件相同的情况下，缺陷越大反射波幅度可能越大，但并不是简单的成正比关系。例如，同样大小的缺陷，其取向不同，反射波幅度可能会有很大差异。5.超声探头的压电晶片在交变电场作用下会产生机械振动，从而发射超声波。（）答案：正确。超声探头的压电晶片具有压电效应，当在晶片上施加交变电场时，晶片会产生机械振动，这种机械振动就会在周围介质中激发超声波的传播，实现将电能转换为声能的过程。三、简答题1.简述超声波探伤的基本原理。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。当超声波在均匀介质中传播时，它会以一定的速度和方向前进。当遇到与介质声阻抗不同的缺陷时，一部分超声波会在缺陷界面发生反射，反射波被探头接收并转换为电信号，通过探伤仪的放大和显示系统，在显示屏上显示出反射波的波形和位置信息。根据反射波的幅度、位置和形状等特征，可以判断缺陷的存在、大小、位置和大致类型。例如，缺陷越大，反射波幅度通常越大；反射波出现的位置对应着缺陷在工件中的深度位置。2.影响超声波探伤检测结果准确性的因素有哪些？（1）探头因素：探头的频率、晶片尺寸、形状等会影响检测效果。频率过高，超声波在材料中的衰减大，检测深度受限；频率过低，对小缺陷的检测灵敏度低。晶片尺寸和形状会影响超声波的波束特性，如波束宽度、指向性等，进而影响对缺陷的定位和定量。（2）工件因素：工件的材质不均匀、表面粗糙度、形状复杂程度等会影响检测结果。材质不均匀会导致超声波传播速度和衰减特性变化，使缺陷定位和定量不准确；表面粗糙度大会使超声波反射和散射加剧，降低检测灵敏度；工件形状复杂会产生伪信号，干扰对缺陷信号的判断。（3）耦合因素：耦合剂的种类、涂抹厚度等会影响超声波的耦合效果。耦合剂选择不当或涂抹不均匀、厚度不合适，会导致超声波能量损失，影响反射波的幅度和检测灵敏度。（4）探伤仪因素：探伤仪的水平线性、垂直线性、灵敏度等性能指标不准确会导致检测结果误差。水平线性误差会影响缺陷的定位精度，垂直线性误差会影响对缺陷大小的定量分析，灵敏度不准确会导致对小缺陷的漏检或对缺陷大小的误判。（5）检测人员因素：检测人员的操作技能、经验和对探伤标准的理解程度会影响检测结果。操作不当，如探头移动速度不均匀、施加压力不稳定等，会导致检测结果不准确；经验不足的检测人员可能无法准确识别缺陷信号和伪信号，对探伤标准理解不透彻会导致对缺陷的评定不准确。3.如何选择合适的超声探头进行探伤？（1）根据检测对象的材质和厚度选择频率：对于厚度较大、材质晶粒较粗大的工件，应选择较低频率的探头，如\(2.5MHz\)或更低，以减少超声波在材料中的衰减，保证检测深度；对于厚度较小、材质晶粒较细小的工件，可以选择较高频率的探头，如\(5MHz\)或更高，以提高对小缺陷的检测灵敏度。（2）根据检测对象的形状和缺陷类型选择探头的晶片尺寸和形状：对于检测面积较大、要求检测速度快的场合，可以选择较大晶片尺寸的探头；对于检测形状复杂或要求检测精度高的部位，应选择较小晶片尺寸的探头。对于检测与检测面垂直的缺陷，可选用直探头；对于检测与检测面平行或有一定角度的缺陷，应选用斜探头。（3）根据检测要求的灵敏度和分辨率选择探头：如果要求高灵敏度检测小缺陷，应选择频率较高、晶片尺寸合适的探头；如果要求高分辨率，能够准确区分相邻的缺陷，应选择窄脉冲、高频率的探头。（4）考虑探头的工作温度和环境适应性：在高温、潮湿等特殊环境下检测，应选择具有相应耐高温、防潮等性能的探头。四、计算题1.已知超声波在某钢材中的传播速度\(c=5900m/s\)，探头频率\(f=2.5MHz\)，求该超声波在钢材中的波长\(λ\)。根据公式\(λ=c/f\)，将\(c=5900m/s\)，\(f=2.5×10^6Hz\)代入可得：\(λ=5900/(2.5×10^6)=2.36×10^{-3}m=2.36mm\)所以该超声波在钢材中的波长为\(2.36mm\)。2.用超声探伤仪检测一厚度为\(50mm\)的钢板，探头发出的超声波在钢板中传播到底面后反射回来，从发射到接收底面反射波的时间为\(17.6μs\)，求超声波在该钢板中的传播速度\(c\)。超声波在钢板中传播的路程\(s=2×50mm=100mm=0.1m\)，传播时间\(t=17.6×10^{-6}s\)。根据公式\(c=s/t\)，可得：\(c=0.1/(17.6×10^{-6})≈5681.8m/s\)所以超声波在该钢板中的传播速度约为\(5681.8m/s\)。五、案例分析题在对某压力容器进行超声波探伤检测时，探伤人员在显示屏上发现了一个反射波信号，该反射波的幅度较高，位于显示屏水平刻度\(30mm\)处（已知探伤仪水平刻度每格代表\(1mm\)声程），压力容器壁厚为\(50mm\)。（1）试分析该反射波可能代表的情况。该反射波可能代表压力容器内部存在缺陷。反射波幅度较高，说明缺陷可能相对较大，或者缺陷的反射界面比较光滑，能够较好地反射超声波。反射波位于水平刻度\(30mm\)处，说明缺陷距离探头表面的深度为\(30mm\)。也有可能是由于压力容器内部结构引起的反射，如内部的加强筋、隔板等结构，如果这些结构的声阻抗与周围介质差异较大，也会产生反射波。另外，还需要考虑是否为伪信号，如探头杂波、仪器干扰信号等。（2）为了进一步确定该反射波是否代表真正的缺陷，应采取哪些措施？首先，可以采用不同频率的探头进行复查。不同频率的探头对缺陷的响应不同，如果在不同频率探头检测时都出现类似位置和特征的反射波，那么该反射波代表缺陷的可能性较大。其次，可以采用多角度检测。改变探头的入射角度，观察反射波的变化情况。如果是真正的缺陷，反射波的幅度和位置会随着探头角度的变化而