2025年特种设备无损检测人员资格考试（超声检测UT）练习题及答案

2025年特种设备无损检测人员资格考试（超声检测UT）练习题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分）1.在超声检测中，决定探头频率选择的首要因素是A.工件表面粗糙度B.缺陷埋藏深度C.材料晶粒尺寸D.耦合剂声阻抗答案：C解析：晶粒尺寸与波长可比时，散射衰减急剧增大，故频率上限由晶粒尺寸决定。2.用2.5MHz直探头检测厚度50mm的碳钢焊缝，若要求一次波覆盖整个截面，探头K值应满足A.≥0.5B.≥1.0C.≥1.5D.≥2.0答案：B解析：一次波声程≥厚度，K=tanθ，θ=arcsin(1/2)=30°，K=tan30°≈0.58，取≥1.0可保证余量。3.当量法测定缺陷大小时，若对比试块平底孔直径增加一倍，回波高度增加A.6dBB.9dBC.12dBD.15dB答案：C解析：平底孔回波声压与面积成正比，面积增4倍，声压增12dB。4.在超声相控阵扇扫中，若阵元中心间距0.5mm，频率5MHz，钢材中最大无栅瓣偏转角约为A.15°B.25°C.35°D.45°答案：B解析：sinθmax=λ/2d，λ=1.18mm，θmax≈arcsin(1.18/1)=arcsin(1.18)无解，实际取0.8倍，约25°。5.采用双晶探头检测近表面裂纹，最佳隔声层厚度应满足A.λ/4B.λ/2C.λD.2λ答案：A解析：隔声层λ/4可消除发射-接收串扰，提高近表面分辨率。6.在TOFD检测中，若两探头中心距2s=100mm，板厚t=40mm，钢材中纵波速5.9km/s，则侧向波与底面波时间差约为A.6.8μsB.8.5μsC.10.2μsD.12.7μs答案：B解析：Δt=(√(s²+t²)–s)/c=(√(50²+40²)–50)/5.9≈8.5μs。7.超声检测时，若耦合剂声阻抗从1.5MRayl增至2.5MRayl，探头与钢界面声压透射率变化约为A.增加2%B.增加5%C.减少2%D.减少5%答案：B解析：钢Z=45MRayl，原T=4×1.5×45/(1.5+45)²≈0.123，新T≈0.129，增幅约5%。8.对奥氏体不锈钢焊缝进行超声检测，优先推荐的波形是A.纵波B.横波C.表面波D.爬波答案：D解析：爬波对粗晶材料穿透力强，衰减较小，可减小结构噪声。9.在超声C扫描成像中，决定横向分辨力的主要参数是A.脉冲宽度B.探头直径C.扫描步距D.重复频率答案：C解析：步距小于声束直径一半时可避免空间混叠，直接决定横向分辨力。10.若缺陷回波前沿与底面回波前沿重合，则缺陷埋藏深度等于A.工件厚度B.工件厚度的一半C.声程的一半D.声程答案：A解析：二者时间相同，声程相同，故缺陷位于底面，即深度=厚度。11.超声探伤仪发射脉冲电压从200V升至400V，若其余条件不变，回波高度增加A.3dBB.6dBC.9dBD.12dB答案：B解析：发射电压加倍，声压加倍，回波高度增加6dB。12.采用半波高度法测定裂纹高度时，若探头移动距离为12mm，则裂纹自身高度约为A.6mmB.9mmC.12mmD.18mm答案：A解析：半波高度法测得投影长度，裂纹高度=投影长度×cosθ，横波45°时≈0.7，但经验取1/2，即6mm。13.在超声自动检测系统中，编码器每毫米输出200脉冲，若扫描速度为0.5m/s，则仪器采样频率至少应为A.50HzB.100HzC.200HzD.400Hz答案：B解析：1mm对应200脉冲，0.5m/s=500mm/s，需100kHz脉冲，但采样频率只需记录特征，通常取100Hz即可。14.若探头楔块磨损导致入射角减小，则K值将A.增大B.减小C.不变D.先增后减答案：A解析：入射角减小，折射角减小，但K=tanθ，θ减小，K减小，题意“楔块磨损”实际使入射点下移，有效入射角增大，K增大。15.在超声检测中，若材料声速降低5%，则相同深度缺陷回波时间A.增加5%B.减少5%C.增加10%D.减少10%答案：A解析：t=2s/v，v减小5%，t增加5%。16.超声探伤仪垂直线性误差合格指标一般不大于A.2%B.5%C.8%D.10%答案：B解析：NB/T47013.3规定垂直线性误差≤5%。17.采用二次波检测厚度60mm焊缝，若要求声束中心交于1/2板厚，则探头K值应选择A.1.0B.1.5C.2.0D.2.5答案：C解析：二次波声程≈2t，交点深度30mm，几何关系得K≈2.0。18.在超声相控阵检测中，若增加阵元数量而孔径不变，则A.偏转角范围增大B.聚焦能力增强C.栅瓣抑制变差D.帧频降低答案：B解析：阵元增多，间距减小，可更好控制波前，聚焦性能提升。19.对复合材料蜂窝结构进行超声检测，最佳方法是A.穿透法B.共振法C.反射法D.爬波法答案：A解析：蜂窝结构胶接缺陷对声能衰减敏感，穿透法可快速判别胶接质量。20.若缺陷回波比底面回波低20dB，则缺陷面积约为底面面积的A.1%B.5%C.10%D.20%答案：A解析：回波高度与面积成正比，-20dB对应面积比1%。21.在超声检测中，若使用高温耦合剂，其最高工作温度一般不超过A.100°CB.200°CC.350°CD.500°C答案：C解析：市售高温耦合剂以硅酸盐为主，长期耐温约350°C。22.超声探伤仪发射脉冲宽度增加，将导致A.纵向分辨力提高B.纵向分辨力降低C.横向分辨力提高D.灵敏度降低答案：B解析：脉冲宽度增大，时域占宽增加，纵向分辨力下降。23.在超声检测中，若出现“草状回波”，最可能原因是A.探头不匹配B.材料粗晶C.耦合不良D.仪器增益过低答案：B解析：草状回波为晶粒散射噪声，常见于粗晶材料。24.采用超声TOFD检测时，若缺陷尖端衍射信号与侧向波相位相反，则缺陷性质倾向于A.气孔B.夹渣C.未熔合D.裂纹答案：D解析：裂纹尖端衍射信号相位与侧向波相反，为TOFD判裂重要依据。25.在超声C扫描中，若出现“拉道”现象，最可能原因是A.探头磨损B.编码器打滑C.耦合剂流失D.增益过高答案：B解析：编码器打滑导致位置脉冲丢失，图像出现水平条纹即“拉道”。26.超声探伤仪的“抑制”功能主要用来A.降低电噪声B.提高增益C.扩展动态范围D.改善垂直线性答案：A解析：抑制可切除低幅噪声，但会缩小动态范围。27.若探头扩散角减小，则A.声束指向性变差B.近场长度增加C.远场覆盖增大D.横向分辨力降低答案：B解析：扩散角与晶片直径成反比，扩散角减小，直径增大，近场长度N=D²/4λ增加。28.在超声检测中，若缺陷位于近场区内，当量法测定结果A.偏大B.偏小C.不变D.无法确定答案：D解析：近场区声压剧烈起伏，当量法失效。29.采用超声相控阵检测，若需实现±30°扇扫且避免栅瓣，阵元间距最大可取A.0.4λB.0.6λC.0.8λD.1.0λ答案：A解析：d≤0.5λ可完全抑制栅瓣，工程取0.4λ留余量。30.在超声检测中，若出现“幽灵回波”，最可能原因是A.材料各向异性B.多次反射C.探头串音D.仪器发射抖动答案：B解析：幽灵回波为多次反射伪像，常见于薄板检测。二、判断题（每题1分，共20分）31.超声检测中，声速随温度升高而降低。答案：√解析：温度升高，弹性模量下降，声速减小。32.采用K1探头检测50mm焊缝，一次波最大可测深度为50mm。答案：×解析：一次波最大深度受声程限制，K1探头一次波最大深度≈t，但需考虑几何盲区。33.超声TOFD检测不需要对比试块即可定量缺陷高度。答案：√解析：TOFD利用衍射时差，可直接计算高度。34.超声探伤仪的“深度补偿”功能可消除材料衰减影响。答案：√解析：DAC/TCG曲线可实现深度补偿。35.在超声检测中，横波不能在水中传播。答案：√解析：横波需剪切刚度，水无剪切模量。36.超声相控阵探头阵元损坏20%仍可正常检测。答案：×解析：阵元损坏导致波束畸变，需更换。37.超声检测时，耦合层厚度为λ/2时透声效果最佳。答案：×解析：耦合层应越薄越好，λ/2仅对驻波特殊情形。38.超声C扫描图像中，颜色越深表示回波幅度越大。答案：√解析：常规调色板以深色示高幅。39.超声检测中，探头频率越高，穿透能力越强。答案：×解析：频率越高，衰减越大，穿透力下降。40.超声检测可用于测定材料弹性模量。答案：√解析：通过声速与密度可计算弹性模量。41.超声探伤仪的“发射阻尼”越大，脉冲宽度越窄。答案：√解析：阻尼大，振铃抑制快，脉冲窄。42.在超声检测中，缺陷取向与声束垂直时回波最高。答案：√解析：垂直入射反射最强。43.超声TOFD检测中，侧向波相位与底面波相同。答案：√解析：均为纵波反射，相位一致。44.超声检测时，探头楔块磨损会导致K值减小。答案：×解析：磨损使入射点上移，有效入射角增大，K值增大。45.超声相控阵检测可实现电子扫描无需机械移动。答案：√解析：电子偏转与聚焦为相控阵核心优势。46.超声检测中，材料泊松比可通过纵波与横波声速计算。答案：√解析：公式σ=(1–2(vt/vl)²)/(2–2(vt/vl)²)。47.超声检测时，若增益增加6dB，回波高度升高一倍。答案：√解析：6dB对应幅值比2倍。48.超声C扫描分辨率与探头直径无关。答案：×解析：分辨率受声束宽度限制，与直径直接相关。49.超声检测中，若出现“三角回波”，可能为变型波。答案：√解析：横-纵波转换可产生三角路径。50.超声探伤仪的“带宽”越宽，信噪比越高。答案：×解析：带宽越宽，噪声增大，信噪比下降。三、填空题（每空2分，共30分）51.超声检测中，常用耦合剂甘油在20°C时的声阻抗约为________MRayl。答案：2.4解析：甘油Z≈2.4MRayl。52.采用2.5MHz直探头检测铝件，铝中纵波声速6.3km/s，则波长为________mm。答案：2.52解析：λ=v/f=6.3/2.5=2.52mm。53.超声TOFD检测时，若两探头中心距100mm，板厚50mm，则侧向波与底面波时间差为________μs。答案：8.5解析：同第6题。54.超声探伤仪垂直线性误差定义为最大偏差与满幅高度之比的________。答案：百分数解析：标准定义。55.超声相控阵探头若阵元数为64，激活孔径32mm，则阵元间距为________mm。答案：0.5解析：d=32/(64–1)≈0.5mm。56.超声检测中，若缺陷回波高度为满幅80%，增益减小6dB后，回波高度为________%。答案：40解析：-6dB对应幅值减半。57.采用K2探头检测60mm焊缝，一次波最大水平距离为________mm。答案：120解析：L=K·t=2×60=120mm。58.超声C扫描图像中，若扫描步距0.5mm，图像尺寸200×200mm，则像素数为________。答案：160000解析：(200/0.5)²=400²=160000。59.超声检测时，若材料衰减系数0.02dB/mm，声程200mm，则衰减损失为________dB。答案：4解析：0.02×200=4dB。60.超声探伤仪发射脉冲电压典型值为________V。答案：200–400解析：常见仪器200–400V。61.超声检测中，若探头直径10mm，频率5MHz，钢中横波声速3.2km/s，则近场长度N=________mm。答案：42解析：N=D²f/4v=10²×5/(4×3.2)=50/12.8≈42mm。62.超声TOFD检测中，缺陷尖端衍射信号相位与侧向波相位________。答案：相反解析：裂纹尖端衍射相位反转。63.超声检测时，若出现“草状回波”，应优先降低________。答案：频率解析：降低频率可减小晶粒散射。64.超声相控阵扇扫中，若偏转角30°，则最大可聚焦深度受________限制。答案：孔径解析：聚焦深度与孔径平方成正比。65.超声检测中，若缺陷自身高度为2mm，TOFD测得时差3.2μs，则纵波速为________km/s。答案：5.9解析：v=2h/t=4/3.2×1000=5.9km/s。四、计算题（每题10分，共30分）66.用2.5MHz、Ø20mm直探头检测钢件，钢中纵波声速5.9km/s，衰减系数0.005dB/mm。求：(1)波长；(2)近场长度；(3)声程300mm时的衰减损失；(4)若缺陷位于200mm深，回波比底面回波低26dB，求缺陷平底孔当量直径。解：(1)λ=v/f=5.9×10³/2.5×10⁶=2.36mm(2)N=D²/4λ=20²/(4×2.36)=400/9.44≈42.4mm(3)衰减=0.005×300=1.5dB(4)设平底孔直径φ，则Δ=20lg(φ/φref)+40lg(s/sref)+2α(s–sref)取φref=2mm，sref=200mm，s=200mm，α=0.005dB/mm则26=20lg(φ/2)+0+2×0.005×0→φ=2×10^(26/20)=2×10^1.3≈40mm答案：(1)2.36mm；(2)42.4mm；(3)1.5dB；(4)40mm67.采用K1.5斜探头检测厚度40mm焊缝，探头前沿距离15mm，发现一缺陷回波位于水平刻度60mm，深度刻度30mm。求：(1)缺陷水平距离；(2)缺陷埋藏深度；(3)缺陷距焊缝中心线偏移；(4)是否位于一次波范围。解：(1)水平距离=60–15=45mm(2)深度=30mm(3)偏移=45–1.5×30=45–45=0mm，即位于中心线(4)一次波最大深度=40mm，30<40，故为一次波答案：(1)45mm；(2)30mm；(3)0mm；(4)是68.超声TOFD检测，两探头中心距2s=120mm，板厚t=50mm，钢中纵波速5.9km/s，发现缺陷尖端衍射信号比侧向波延迟4.5μs。求缺陷自身高度。解：Δt=2h√(1+(s/t)²)/v4.5×10⁻⁶=2h√(1+(60/50)²)/5900h=4.5×10⁻⁶×5900/(2×√(1+1.44))=0.02655/(2×1.56)≈8.5mm答案：8.5mm五、综合应用题（每题15分，共30分）69.某石化公司需对φ219×20mm16MnR钢环焊缝进行100%超声检测，执行NB/T47013.3—2025，验收等级Ⅱ。现有设备：2.5P13×13K2、5P8×12K3、2.5P20×20K1探头；试块：CSK-ⅠA、CSK-ⅢA、RB-3。请给出检测工艺卡要点：探头选择、扫描面、扫查方式、灵敏度设定、缺陷记录与评级方法。答案：探头选择：厚度20mm，优先选2.5P13×13K2，兼顾穿透与分辨；若需更高分辨，可选5P8×12K3，但需验证衰减。