2025年探伤工(三级)超声波检测标准试题(附答案)

2025年探伤工(三级)超声波检测标准试题(附答案)一、填空题（每题2分，共20分）1.根据GB/T11345-2023《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》，B级检测时，横向缺陷检测应采用（K1或K1.5）探头，扫查方式为（平行扫查或斜平行扫查）。2.超声波检测中，探头的“前沿长度”是指（探头入射点至探头前端面的距离），其测量应使用（CSK-ⅠA试块）上的R100圆弧面或专用校准工具。3.当检测奥氏体不锈钢焊缝时，因材料晶粒粗大导致超声波衰减严重，应优先选择（低频率（2MHz以下）、大晶片）探头，并采用（纵波斜探头或双晶探头）技术减少噪声干扰。4.距离-波幅曲线（DAC）的组成包括（评定线（EL）、定量线（QL）、判废线（RL）），其中（判废线）以上区域的缺陷应直接判定为不合格。5.超声检测中，耦合剂的主要作用是（排除探头与工件间的空气，实现声能有效传递），高温工件检测时应选用（高温耦合剂（如石墨浆、高温黄油））。6.对于厚度为30mm的钢焊缝，采用K2探头（折射角63.4°）检测，其一次波声程覆盖的深度范围为（15mm～30mm），二次波覆盖的深度范围为（0mm～15mm）。7.按JB/T10061-2022《A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件》，仪器的垂直线性误差应不大于（5%），水平线性误差应不大于（1%）。8.检测铝合金板材时，若发现底波明显降低且伴有林状回波，可能的原因是（材料内部存在密集气孔或疏松），此时应（降低检测频率或采用纵波双晶探头）改善检测效果。9.超声检测报告中应至少包含（检测对象信息、仪器探头参数、检测标准、缺陷位置及评定结果）等关键内容，以确保可追溯性。10.当检测厚度为120mm的锻件时，为避免近场区影响，应选择（焦距大于等于3倍近场长度）的聚焦探头，或采用（多次反射法）提高检测灵敏度。二、单项选择题（每题2分，共30分）1.以下哪种探头最适合检测厚度8mm的薄壁钢管环焊缝？（C）A.2.5MHzΦ20直探头B.5MHzK2斜探头C.5MHz双晶斜探头D.1MHz聚焦斜探头解析：薄壁工件近表面缺陷检测需减少近场区影响，双晶探头通过延迟块分离发射与接收晶片，可有效检测近表面区域。2.GB/T11345-2023中规定，C级检测时，横向缺陷检测的扫查速度应不大于（B）A.100mm/sB.50mm/sC.150mm/sD.200mm/s解析：C级检测为最高检测等级，要求更严格的扫查速度以保证缺陷检出率。3.超声波在钢中的纵波声速约为5900m/s，横波声速约为3230m/s，当使用K1探头（折射角45°）检测时，其入射角度约为（A）A.27.6°B.35.5°C.45°D.52.4°解析：根据斯涅尔定律，sinα（入射角）/sinβ（折射角）=C纵（钢）/C纵（楔块），楔块一般为有机玻璃（C纵≈2730m/s），故α=arcsin（2730×sin45°/5900）≈27.6°。4.以下哪种情况会导致超声波检测灵敏度降低？（D）A.提高仪器增益B.减小探头晶片尺寸C.使用高频探头D.工件表面粗糙度Ra＞12.5μm解析：表面粗糙会导致声能散射，耦合效果下降，灵敏度降低。5.检测某焊缝时，发现一缺陷回波位于DAC曲线定量线（QL）上5dB，根据GB/T11345-2023，该缺陷的评定结果为（B）A.合格B.需记录但不一定不合格C.直接判废D.需扩大检测范围解析：定量线以上、判废线以下的缺陷需记录尺寸和位置，根据长度或指示长度评定是否合格。6.以下关于TOFD检测的描述，错误的是（C）A.主要用于检测缺陷的高度B.对平面型缺陷敏感C.检测结果受工件表面粗糙度影响小D.需使用两个对称放置的斜探头解析：TOFD检测依赖底面回波和缺陷端点衍射波，表面粗糙度会影响耦合，进而影响信号质量。7.校准超声波探伤仪时，若时基线扫描比例为1:1（声程），检测厚度40mm的工件，一次波扫查时，时基线满刻度应至少调节为（B）A.40mmB.80mmC.120mmD.160mm解析：一次波声程为2δ（δ为工件厚度），40mm厚度的声程为80mm，满刻度需覆盖最大声程。8.检测钛合金焊缝时，因钛的声阻抗与钢差异较大（钛：4.5×10^6Rayl，钢：4.6×10^6Rayl），以下调整措施错误的是（D）A.重新校准DAC曲线B.调整探头角度C.增加耦合剂厚度D.提高检测频率至10MHz解析：钛合金晶粒较细时可使用高频，但10MHz可能导致衰减过大，需根据材料状态选择。9.某缺陷在显示屏上的水平刻度为60mm（时基比例1:1，声程），探头K值为2，工件厚度为30mm，该缺陷的水平距离为（A）A.60mmB.30mmC.45mmD.75mm解析：水平距离=声程×sinβ，K=tanβ=2（β=63.4°），sinβ≈0.894，声程60mm时水平距离≈60×0.894≈53.6mm（但此处时基比例为声程1:1，水平距离=K×深度，若缺陷位于一次波区，深度d=声程×cosβ=60×0.447≈26.8mm，水平距离=K×d=2×26.8≈53.6mm，选项可能简化为60mm，需确认题目设定）。10.以下哪种缺陷的回波特征最接近“波幅低、前沿平缓、后沿降速慢”？（B）A.裂纹B.气孔C.未焊透D.夹渣解析：气孔为体积型缺陷，回波较圆钝，波幅较低；裂纹为平面型，回波尖锐；未焊透波幅高且稳定；夹渣回波不规则。11.GB/T29712-2023《焊缝无损检测超声检测验收等级》中，Ⅰ级验收要求缺陷的最大指示长度不超过（A）A.1/3δ（δ为工件厚度）B.1/2δC.2/3δD.δ解析：Ⅰ级为严格等级，缺陷长度限制更严。12.检测厚度100mm的钢板时，若底波高度仅为满刻度的10%（已校准），可能的原因是（C）A.仪器增益不足B.探头频率过低C.钢板内部存在分层D.耦合剂过多解析：分层会导致底波衰减，出现多次底波降低或消失。13.以下关于超声波检测灵敏度余量的描述，正确的是（D）A.灵敏度余量越大，检测能力越弱B.仅与探头频率有关C.应不小于12dB（按JB/T10061-2022）D.是仪器-探头系统能够检测最小缺陷的能力指标解析：灵敏度余量≥40dB（JB/T10061-2022要求），反映系统检测小缺陷的能力。14.检测奥氏体不锈钢焊缝时，为减少柱状晶引起的声束畸变，应采用（A）A.纵波斜探头（L斜探头）B.横波斜探头（S斜探头）C.直探头D.表面波探头解析：奥氏体不锈钢柱状晶对横波散射严重，纵波受影响较小。15.某缺陷的当量为Φ3mm×20mm（长横孔），根据GB/T11345-2023，当工件厚度为50mm时，该缺陷的指示长度为25mm，其评定等级为（B）A.Ⅰ级B.Ⅱ级C.Ⅲ级D.Ⅳ级解析：需结合标准中长度和当量的双控要求，具体需查表，假设当量和长度均符合Ⅱ级条件。三、判断题（每题1分，共10分）1.超声波检测中，近场区（N）内的缺陷定位误差较大，因此检测时应避免在近场区扫查。（√）2.检测曲面工件时，探头楔块应加工成与工件曲率匹配的形状，以减少耦合损失。（√）3.DAC曲线制作时，只需使用对比试块中的3个不同深度的人工反射体。（×）解析：GB/T11345要求至少5个点，覆盖检测范围。4.横波检测时，工件中的横波是由纵波在界面折射产生的，因此入射角度需大于第一临界角。（×）解析：横波折射需入射角大于第一临界角、小于第二临界角。5.检测焊缝时，若发现缺陷回波在荧光屏上左右移动，波幅变化不大，可能为裂纹。（×）解析：裂纹回波随探头移动波幅变化明显，固定波幅可能为气孔或夹渣。6.仪器的动态范围越大，越能清晰显示不同波幅的缺陷信号。（√）7.检测高温工件（＞150℃）时，可使用普通机油作为耦合剂。（×）解析：高温下机油会汽化，需用高温耦合剂。8.对于厚度小于8mm的工件，应采用二次波扫查以覆盖整个厚度。（×）解析：薄壁工件近场区影响大，应使用双晶探头或小角度纵波。9.超声检测报告中，缺陷位置应标注为“距焊缝左端100mm，深度5mm”，无需记录探头位置。（×）解析：需记录相对于工件的具体位置，如焊缝编号、探头扫查方向等。10.当检测灵敏度校准后，若更换同型号探头，无需重新校准仪器。（×）解析：探头性能可能存在差异，需重新校准。四、简答题（每题6分，共30分）1.简述GB/T11345-2023中检测等级A、B、C的主要区别。答：A等级为基本检测，仅要求单面单侧扫查，对横向缺陷不做特殊检测；B等级为标准检测，要求单面双侧扫查（或双面单侧），增加横向缺陷检测；C等级为严格检测，要求更密集的扫查覆盖率（如平行扫查、斜平行扫查），使用更高频率探头，对坡口面、层间未熔合等危险缺陷重点检测，且横向缺陷检测长度不小于100%焊缝长度。2.如何利用CSK-ⅢA试块校准横波探头的距离-波幅曲线（DAC）？答：步骤如下：①选择CSK-ⅢA试块（厚度δ=20mm，人工缺陷为Φ1×6短横孔，深度分别为10、20、30、40、50mm）；②将探头对准试块上不同深度的短横孔，调节仪器增益使各孔回波达到基准高度（如80%满刻度）；③记录各深度对应的增益值，绘制曲线；④根据标准要求添加评定线（如QL=DAC-10dB）、判废线（如RL=DAC+2dB）；⑤验证曲线的平直度（任意两点间偏差≤6dB）。3.分析超声波检测中“草状波”（林状回波）产生的原因及解决措施。答：原因：①材料晶粒粗大（如奥氏体钢、铸件），导致声束散射；②材料内部存在密集小缺陷（如疏松、微气孔）；③探头频率过高，散射加剧；④仪器增益过大，放大噪声。解决措施：①降低检测频率（如2MHz以下）；②使用大晶片探头（减少散射影响）；③采用纵波检测（纵波散射比横波小）；④调整仪器参数（降低增益、开启滤波）；⑤对比试块验证（确认是否为材料噪声）。4.说明超声检测中“缺陷定性”的主要依据及常用方法。答：主要依据：缺陷回波特征（波幅、形状、动态包络）、缺陷位置（焊缝区域、热影响区）、工件工艺（焊接方法、热处理状态）、标准经验（典型缺陷波形库）。常用方法：①波形分析法（裂纹波尖锐陡峭，气孔波圆钝，夹渣波多峰）；②动态扫查法（移动探头观察波幅变化，裂纹波幅变化大，气孔波幅稳定）；③端点衍射法（TOFD检测缺陷高度）；④结合其他检测方法（如射线检测辅助验证）。5.简述超声波探伤仪“水平线性”和“垂直线性”的定义及检测方法。答：水平线性（时基线性）：仪器荧光屏上时基线刻度与实际声程的线性程度。检测方法：使用CSK-ⅠA试块的R100圆弧面，调节仪器使一次回波（50mm）和二次回波（100mm）分别位于刻度50和100，测量实际刻度与理论值的偏差，误差=（实际偏差/满刻度）×100%≤1%（JB/T10061-2022）。垂直线性（幅度线性）：仪器输出信号幅度与输入信号幅度的线性程度。检测方法：使用衰减器逐次衰减6dB，记录回波高度，计算各点高度与初始高度的比值，误差=（最大偏差/满刻度）×100%≤5%。五、计算题（每题8分，共24分）1.用2.5MHzK2探头（前沿长度L0=12mm）检测厚度δ=40mm的钢焊缝，时基线扫描比例为1:1（声程）。某缺陷回波位于时基线65mm处，求该缺陷的水平距离、深度及在焊缝中的位置（以焊缝中心为0点，探头位于焊缝左侧）。解：①声程S=65mm；②折射角β=arctanK=arctan2≈63.43°；③深度d=S×cosβ=65×cos63.43°≈65×0.447≈29.06mm；④水平距离l=S×sinβ=65×sin63.43°≈65×0.894≈58.11mm；⑤缺陷相对于焊缝中心的位置：探头前沿L0=12mm，假设探头中心距焊缝左侧边缘为L1（通常L1=10mm），则缺陷水平位置=L1+L0+l≈10+12+58.11=80.11mm（焊缝中心在40mm位置，故缺陷位于焊缝右侧40.11mm处）。2.某锻件厚度δ=150mm，使用2.5MHzΦ20直探头检测（钢中纵波声速C=5900m/s），求该探头的近场长度N及远场中距离探头100mm处的波束直径D。解：①近场长度N=（D²×f）/(4C)=（20²×2.5×10^6）/(4×5900×10^3)≈(1000×10^6)/(23.6×10^6)≈42.37mm；②远场波束直径D=（1.22×C×L）/(D×f)=（1.22×5900×100）/(20×2.5×10^6)≈(719800)/(50×10^6)≈0.0144m=14.4mm（或用公式D=D0×√(L/N)，当L＞N时，D=Φ×√(L/N)=20×√(100/42.37)≈20×1.53≈30.6mm，此处可能存在公式差异，需确认：近场公式N=D²/(4λ)，λ=C/f=5900/2.5×10^6=2.36mm，故N=20²/(4×2.36)=400/9.44≈42.37mm；远场波束扩散角θ=arcsin(1.22λ/D)=arcsin(1.22×2.36/20)≈arcsin(0.144)≈8.27°，波束直径D=2×L×tanθ=2×100×tan8.27°≈2×100×0.145≈29mm）。3.检测某焊缝时，DAC曲线的定量线（QL）为Φ3×40（深度40mm），一缺陷回波比QL高8dB，工件厚度δ=50mm，求该缺陷的当量（以Φ3短横孔为基准）。解：根据DAC曲线，波幅差ΔdB=10lg（(Φx/Φ0)²×(S0/Sx)），假设缺陷与基准孔深度相同（Sx=S0=40mm），则ΔdB=20lg(Φx/Φ0)，Φx=Φ0×10^(ΔdB/20)=3×10^(8/20)=3×10^0.4≈3×2.51≈7.53mm；若深度不同（如缺陷深度Sx=30mm），则需考虑距离补偿，ΔdB=20lg(Φx/Φ0)+10lg(S0/Sx)，8=20lg(Φx/3)+10lg(40/30)，10lg(40/30)=1.25dB，故20lg(Φx/3)=8-1.25=6.75，lg(Φx/3)=0.3375，Φx=3×10^0.3375≈3×2.18≈6.54mm（具体需根据实际深度计算，此处假设深度相同，当量约为Φ7.5mm短横孔）。六、案例分析题（每题13分，共26分）案例1：某石化企业一台直径2000mm、壁厚30mm的Q345R钢制压力容器环焊缝（X型坡口，余高≤3mm），采用埋弧焊焊接，要求按JB/T4730-2023《承压设备无损检测》进行超声检测（B级）。检测参数：探头5MHzK2（前沿12mm），仪器HS610E（水平线性0.8%，垂直线性3%），耦合剂为甘油，DAC曲线按CSK-ⅢA试块制作（评定线EL=DAC-14dB，定量线QL=DAC-8dB，判废线RL=DAC+2dB）。检测时，在焊缝12点位置发现一缺陷，回波位于时基线50mm（声程），波幅为QL+6dB，缺陷指示长度15mm（按6dB法测量）。问题：（1）计算该缺陷的深度和水平位置（以焊缝中心为0点，探头位于焊缝左侧，探头中心距焊缝边缘10mm）；（2）根据JB/T4730-2023，评定该缺陷的等级；（3）提出后续处理建议。答案：（1）深度计算：声程S=50mm，K=2（β=63.43°），深度d=S×cosβ=50×0.447≈22.35mm（工件厚度30mm，位于一次波区）；水平距离l=S×sinβ=50×0.894≈44.7mm；缺陷水平位置=探头中心距边缘10mm+前沿12mm+水平距离44.7mm=66.7mm（焊缝中心在15mm位置，故缺陷位于焊缝中心右侧51.7mm处，即焊缝右侧区域）。（2）等级评定：JB/T4730-2023中，B级检测对壁厚30mm的焊缝，缺陷等级判定需同时满足波幅和长度：-波幅：QL+6dB=DAC-8+6=DAC-2dB，低于判废线（DAC+2dB），高于定量线；-长度：指示长度15mm，壁厚δ=30mm，15mm≤δ/3（10mm）？不，δ/3=10mm，15mm＞10mm；但需查表，B级Ⅲ级允许长度≤2/3δ（20mm），15mm≤20mm，故评定为Ⅲ级。（3）处理建议：该缺陷为Ⅲ级，按标准允许存在，但需记录其位置、尺寸和波幅；建议结合射线检测（RT）验证缺陷性质（如为裂纹则需返修）；若为未熔合或夹渣，需评估其对设备安全的影响，必要时进行局部返修。案例2：某风力发电机主轴（42CrMo钢，直径350mm，长度5m