(2025年)(完整版)无损检测超声波检测二级(UT)试题库带答案

(2025年)(完整版)无损检测超声波检测二级(UT)试题库带答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.超声波在钢中的纵波声速约为5900m/s，频率2.5MHz时，其波长为（）A.2.36mmB.1.18mmC.0.59mmD.4.72mm答案：A（λ=c/f=5900×10³mm/s÷2.5×10⁶Hz=2.36mm）2.声阻抗Z的定义是（）A.声压与质点振动速度的比值B.声强与声压的比值C.声速与介质密度的乘积D.介质密度与质点振动速度的乘积答案：C（Z=ρc，ρ为密度，c为声速）3.横波探头的K值（K=tanβ）表示（）A.折射角β的正切值B.入射角与折射角的比值C.探头前沿长度与晶片尺寸的比值D.横波声速与纵波声速的比值答案：A（K值定义为横波折射角β的正切值）4.检测中耦合剂的主要作用是（）A.增加工件表面润滑B.排除探头与工件间的空气，减少声能损失C.提高超声波频率D.降低工件表面粗糙度答案：B（耦合剂填充界面间隙，减少空气层导致的声能反射损失）5.采用DAC曲线（距离-波幅曲线）评定缺陷时，若某缺陷回波高度位于Φ2×40DAC线+6dB，则其当量（）A.大于Φ2×40B.等于Φ2×40C.小于Φ2×40D.无法确定答案：A（回波高度高于DAC线时，当量大于基准反射体）6.超声波检测中，底面多次回波法可用于（）A.检测表面缺陷B.评估材料衰减C.提高横向分辨率D.消除近场干扰答案：B（通过比较底波衰减程度判断材料衰减系数）7.对于厚度20mm的钢板，采用2.5MHz、Φ14mm直探头检测，其近场长度N为（）（钢中纵波声速5900m/s）A.12.3mmB.24.6mmC.36.9mmD.49.2mm答案：B（N=D²f/(4c)=14²×2.5×10⁶/(4×5900×10³)=24.6mm）8.横波检测焊缝时，若工件厚度为30mm，一般选择K值为（）A.0.5B.1.0C.2.0D.3.0答案：C（厚30mm焊缝通常选K1.5~2.0，保证声束覆盖整个截面）9.以下哪种情况会导致超声波衰减增大？（）A.提高探头频率B.降低探头频率C.减小晶片尺寸D.增加检测距离答案：A（频率越高，散射和吸收衰减越显著）10.检测奥氏体不锈钢焊缝时，不宜使用高频率探头的主要原因是（）A.声速变化大B.晶粒粗大导致散射衰减严重C.表面粗糙度高D.横波无法传播答案：B（奥氏体不锈钢晶粒粗大，高频波散射衰减剧烈，信噪比降低）11.用单斜探头检测焊缝，探头前沿长度为12mm，K=2.0，缺陷水平距离（从探头入射点算起）为50mm，则缺陷深度为（）A.25mmB.38mmC.50mmD.62mm答案：A（水平距离L=K×d，d=L/K=50/2=25mm）12.超声波检测中，“盲区”是指（）A.近场区域B.探头无法覆盖的区域C.始脉冲宽度覆盖的区域D.底面回波之后的区域答案：C（盲区由仪器阻塞时间和始脉冲宽度决定，无法检测近表面缺陷）13.制作DAC曲线时，若使用Φ2×20mm横孔试块，其反射波高随距离增加而（）A.线性降低B.按距离平方反比降低C.按距离一次方降低D.基本不变答案：B（横孔反射波幅与距离平方成反比，与孔径平方成正比）14.检测厚度为50mm的锻件，发现一缺陷回波比Φ3mm平底孔回波高12dB，则该缺陷当量为（）A.Φ6mmB.Φ4mmC.Φ2mmD.Φ1.5mm答案：A（平底孔当量公式：ΔdB=20lg(d1/d2)，12dB=20lg(d1/3)→d1=3×10^(12/20)=6mm）15.以下哪种探头适用于检测薄壁管（壁厚3mm）？（）A.2.5MHz、Φ20mm直探头B.5MHz、小晶片斜探头C.1MHz、大晶片直探头D.0.5MHz、聚焦探头答案：B（薄壁管需高频率、小晶片提高分辨率，斜探头避免迟到波干扰）16.超声波检测中，“声束扩散角”主要与（）有关A.探头频率和晶片尺寸B.工件材质和温度C.耦合剂厚度D.仪器增益答案：A（扩散角θ≈70λ/D=70c/(fD)，与频率f、晶片直径D相关）17.检测中发现缺陷回波动态波形不稳定，可能的原因是（）A.缺陷为平面型（如裂纹）B.缺陷为点状（如气孔）C.耦合剂过多D.仪器灵敏度过低答案：A（平面型缺陷方向性强，探头移动时回波高度变化大）18.对于板厚40mm的对接焊缝，按JB/T4730标准，Ⅱ级合格要求单个缺陷指示长度不超过（）A.1/3板厚（最小10mm）B.1/2板厚（最小15mm）C.20mmD.30mm答案：A（JB/T4730规定，Ⅱ级单个缺陷长度≤t/3，最小10mm，最大30mm）19.超声波垂直入射到异质界面时，若Z1＞Z2（Z1为入射介质声阻抗，Z2为第二介质），则声压反射率r为（）A.正值B.负值C.零D.无法确定答案：B（r=(Z1-Z2)/(Z1+Z2)，Z1＞Z2时r为正，但声压反射波相位反转，表现为负值）20.检测过程中，若发现底波明显降低甚至消失，可能的原因是（）A.工件底部有缺陷B.耦合剂不足C.探头频率过高D.以上都是答案：D（底波降低可能因底部缺陷、耦合不良或材质衰减过大）二、判断题（每题1分，共10分）1.超声波的频率越高，检测灵敏度越高，但穿透能力越弱。（）答案：√（高频波波长小，对小缺陷敏感，但衰减大，穿透深度小）2.横波只能在固体中传播，纵波可在固体、液体、气体中传播。（）答案：√（横波需要剪切应力，流体无剪切模量，无法传播横波）3.探头的前沿长度是指晶片中心到探头前端面的距离。（）答案：×（前沿长度是入射点到探头前端面的距离，入射点位于晶片中心前方）4.DAC曲线制作完成后，可直接用于不同厚度工件的缺陷评定。（）答案：×（DAC曲线与工件厚度相关，需按实际检测厚度制作或修正）5.检测中若发现缺陷回波位于Ⅱ区（定量线与判废线之间），应记录其位置和长度。（）答案：√（Ⅱ区缺陷需定量评定，可能需要返修）6.材质衰减系数的计算公式为α=(B1-Bn)/(2(n-1)x)，其中B1为第一次底波高度，Bn为第n次底波高度，x为工件厚度。（）答案：√（通过底波衰减计算衰减系数，考虑扩散衰减后剩余为材质衰减）7.斜探头K值的测试应在CSK-ⅠA试块上进行。（）答案：×（K值测试通常用CSK-ⅡA或CSK-ⅢA试块，CSK-ⅠA用于测前沿和入射点）8.检测奥氏体不锈钢时，使用横波比纵波更易发现缺陷。（）答案：×（奥氏体不锈钢晶粒粗大，横波散射比纵波更严重，通常用纵波或低频横波）9.薄板（厚度＜6mm）检测时，宜采用窄脉冲、高频率探头以提高分辨率。（）答案：√（薄板需区分表面波和底波，窄脉冲、高频探头可减小盲区和重叠）10.缺陷的指示长度是指探头移动过程中，回波高度≥评定线的探头移动距离。（）答案：√（指示长度通常用6dB法或端点6dB法测量）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述声压反射率与声阻抗的关系。答案：声压反射率r=(Z1-Z2)/(Z1+Z2)，其中Z1、Z2为界面两侧介质的声阻抗。当Z1=Z2时，r=0（无反射）；Z1≠Z2时，r≠0，反射波幅随Z差异增大而增大。若Z1＞Z2，反射波相位反转（波峰变波谷）；Z1＜Z2时相位不变。2.横波检测焊缝时，如何选择探头K值？答案：选择K值需考虑：①工件厚度：厚工件选小K值（如K1），保证声束覆盖；薄工件选大K值（如K2），避免声束打穿底面；②缺陷方向：主要检测垂直焊缝的裂纹时，K值应使声束与缺陷面垂直（θ≈45°~70°）；③检测灵敏度：大K值探头近场长度小，有利于近表面检测；④扫查空间：空间受限时光选择小K值探头。3.距离-波幅曲线（DAC）的作用是什么？如何制作？答案：作用：①确定不同距离处缺陷的当量大小；②作为缺陷评定的基准（如评定线、定量线、判废线）；③控制检测灵敏度一致性。制作步骤：①选择与工件材质、表面状态相近的对比试块（如CSK-ⅢA）；②在试块上加工不同距离的标准反射体（如Φ1×6横孔）；③将各反射体回波调至基准高度（如80%屏高），记录对应的距离和波幅；④连接各点形成DAC曲线，并按标准添加评定线（如DAC-10dB）、定量线（DAC-5dB）、判废线（DAC+5dB）。4.影响超声波衰减的主要因素有哪些？答案：①扩散衰减：由声束扩散导致，与距离平方成反比（球面波）或距离一次方（柱面波）；②散射衰减：介质中晶粒、杂质等引起的声束散射，与频率四次方成正比（瑞利散射）；③吸收衰减：介质质点内摩擦将声能转化为热能，与频率成正比。实际检测中，材质衰减（散射+吸收）是主要因素，扩散衰减可通过距离补偿修正。5.简述超声波检测中“缺陷定位”的主要方法及适用场景。答案：①时基线法（水平定位）：利用仪器时基线刻度，根据声程或水平距离定位，适用于直探头（纵波）和斜探头（横波）检测；②三角定位法：通过两个不同角度探头检测，计算缺陷空间坐标，适用于复杂形状工件；③端点衍射法（TOFD）：利用缺陷端点的衍射波时差定位，适用于精确测量缺陷高度；④深度定位：斜探头检测时，通过K值计算缺陷深度（d=L/K），直探头检测时直接由声程计算（d=t×c/2）。四、计算题（每题6分，共30分）1.用2.5MHz直探头检测厚度为80mm的钢锻件（纵波声速5900m/s），发现一缺陷回波位于时基线第5格（每格代表20mm声程），试计算缺陷深度。答案：时基线每格20mm声程，第5格声程=5×20=100mm。直探头检测时，声程=2×深度（一次底波），但缺陷可能在一次声程内。若仪器按钢中纵波声速校准，缺陷深度d=声程/2=100/2=50mm（假设声程未超过工件厚度2倍）。2.横波探头K=2.0，前沿长度L0=15mm，检测厚度为30mm的焊缝，发现缺陷回波在时基线上的水平刻度为65mm（刻度起点为探头前端面），求缺陷的水平距离（从焊缝中心算起）和深度。答案：水平刻度65mm为从探头前端面到缺陷的水平距离，实际水平距离（从入射点算起）=65mm-L0=65-15=50mm。缺陷深度d=水平距离/K=50/2=25mm。焊缝中心位于工件中心（厚度30mm，中心深度15mm），缺陷相对于焊缝中心的水平偏移=50mm-（探头至焊缝中心的水平距离）。若探头置于焊缝一侧，入射点到焊缝中心的水平距离=（工件厚度/2）×K=15×2=30mm，故缺陷水平偏移=50-30=20mm（偏离中心20mm）。3.制作DAC曲线时，使用Φ2×40mm横孔试块（距离40mm），将其回波调至80%屏高。若另一缺陷位于距离60mm处，回波高度为50%屏高，求该缺陷的当量（Φx×60mm）。答案：横孔当量公式：ΔdB=20lg[(x/2)²×(40/60)²]（波幅与孔径平方成正比，与距离平方成反比）。已知40mm处Φ2横波高80%，60mm处缺陷波高50%，波幅比=50/80=0.625，对应ΔdB=20lg0.625≈-4dB。代入公式：-4=20lg[(x²×40²)/(2²×60²)]→lg[(x²×1600)/(4×3600)]=-0.2→(x²×1600)/(14400)=10^-0.2≈0.63→x²=(0.63×14400)/1600≈5.67→x≈2.38mm，当量约为Φ2.4×60mm。4.检测某工件时，基准灵敏度为Φ2×20dB（距离20mm），现发现一缺陷在距离40mm处，回波比基准灵敏度高6dB，求该缺陷的当量（假设横孔反射规律）。答案：横孔波幅与距离平方成反比，与孔径平方成正比。基准灵敏度为Φ2×20mm，距离40mm处Φ2横孔的波幅比20mm处低20lg(40/20)²=20lg4=12dB。缺陷在40mm处回波比基准高6dB，即比40mm处Φ2横孔高6dB+12dB=18dB。根据当量公式：18dB=20lg(d/2)²→9dB=20lg(d/2)→d/2=10^(9/20)=10^0.45≈2.82→