(2025年)超声波探伤试题附答案

(2025年)超声波探伤试题附答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.超声波探伤中，横波主要用于检测（）A.板材分层缺陷B.锻件中心缩孔C.焊缝中的面状缺陷D.铸件中的气孔2.某钢工件中纵波声速为5960m/s，频率2.5MHz，其波长约为（）A.2.38mmB.1.19mmC.0.48mmD.3.57mm3.下列耦合剂中，声阻抗最大的是（）A.水B.甘油C.机油D.化学浆糊4.超声波在介质中传播时，与衰减无关的因素是（）A.介质晶粒大小B.探头频率C.缺陷形状D.传播距离5.DAC曲线（距离-波幅曲线）的主要作用是（）A.确定缺陷埋藏深度B.评定缺陷当量大小C.测量探头折射角D.计算声程补偿值6.用K2斜探头（折射角63.4°）探测厚度20mm的钢板对接焊缝，缺陷声程100mm时，其水平距离为（）A.40mmB.89.4mmC.60mmD.98.0mm7.超声波探伤的近场区长度与（）成正比A.探头直径平方B.探头直径C.波长D.频率平方8.钢/空气界面的声压反射率约为（）（钢的声阻抗45×10⁶kg/(m²·s)，空气声阻抗0.0004×10⁶kg/(m²·s)）A.99.9%B.90%C.50%D.10%9.调整探伤灵敏度时，若实际检测温度比校准温度高15℃，则需（）A.提高灵敏度B.降低灵敏度C.无需调整D.重新校准探头10.根据JB/T4730-2019标准，钢制承压设备对接焊缝超声波探伤中，评定等级为Ⅰ级的焊缝，单个缺陷的最大反射波幅应不超过（）A.DAC+0dBB.DAC-6dBC.DAC+10dBD.DAC-10dB二、填空题（每空1分，共20分）1.超声波按波型分类，主要有纵波、横波、表面波和______。2.纵波在固体介质中的声速计算公式为C₁=√(E/ρ(1-σ)/(1+σ)(1-2σ))，其中E为______，σ为泊松比。3.斜探头的K值定义为横波折射角的______，K2探头对应的折射角约为______。4.AVG曲线中的A代表距离，V代表______，G代表______。5.超声波的衰减包括扩散衰减、______和______。6.探伤仪的盲区是指______到______之间无法检测的区域。7.横波探伤时，为避免产生表面波，入射角度应控制在______和______之间（以钢/有机玻璃界面为例）。8.缺陷当量计算常用的方法有______、______和端点峰值法。9.JB/T4730-2019标准中，钢板超声波探伤分为______个质量等级，其中Ⅰ级要求最高。10.聚焦探头通过______或______实现声束聚焦，可提高探伤分辨率。三、判断题（每题1分，共10分）1.横波只能在固体中传播，不能在液体和气体中传播。（）2.超声波近场区中，声压分布不均匀，缺陷定位误差较大。（）3.耦合剂的声阻抗应远大于工件声阻抗，以减少声能损失。（）4.DAC曲线是距离-波幅-当量曲线的简称，用于缺陷当量评定。（）5.薄板（厚度＜6mm）超声波探伤宜采用横波斜探头。（）6.缺陷反射波高仅与缺陷面积有关，与缺陷取向无关。（）7.JB/T4730-2019中，Ⅰ级焊缝允许存在当量为Φ3mm的单个缺陷。（）8.探伤仪的盲区大小主要与始脉冲宽度和抑制功能有关。（）9.横波斜探头的K值是折射角的正弦值。（）10.超声波在介质中的衰减系数α（dB/mm）=20lg(e^(α'x))/x，其中α'为衰减系数（Np/mm）。（）四、简答题（每题8分，共40分）1.简述超声波探伤的基本原理。2.说明直探头与斜探头的主要区别及适用场景。3.影响超声波耦合效果的主要因素有哪些？4.绘制DAC曲线时需经历哪些主要步骤？其在实际探伤中的作用是什么？5.厚板（厚度＞60mm）与薄板（厚度＜6mm）超声波探伤的主要区别有哪些？五、计算题（每题10分，共30分）1.已知某铝合金工件的弹性模量E=70GPa，密度ρ=2700kg/m³，泊松比σ=0.33，计算其纵波声速（结果保留两位小数）。2.用K2斜探头（折射角63.4°）探测厚度T=30mm的钢板对接焊缝，荧光屏水平刻度按声程1:1调节。探伤时发现一缺陷，其波峰出现在刻度80处，求该缺陷的深度和水平距离（结果保留整数）。3.某工件探伤时，校准灵敏度用Φ2mm×200mm标准试块（声程200mm），波高80%；实际检测中，某缺陷声程为150mm，波高50%。若材质衰减系数α=0.02dB/mm（双面），试计算该缺陷的当量（以Φ2mm为基准，DAC曲线按距离平方反比规律补偿）。答案一、单项选择题1.C2.A3.B4.C5.B6.B7.A8.A9.A10.B二、填空题1.板波（兰姆波）2.弹性模量3.正切值；63.4°4.波幅；缺陷当量5.散射衰减；吸收衰减6.探测面；缺陷最小可检深度7.第一临界角（约27.6°）；第二临界角（约57.7°）8.当量试块比较法；AVG曲线法9.三10.曲面晶片；声透镜三、判断题1.√2.√3.×4.√5.×6.×7.×8.√9.×10.√四、简答题1.超声波探伤基本原理：利用高频超声波（通常0.5-10MHz）在介质中传播时的声阻抗差异，当遇到缺陷（如裂纹、气孔）或异质界面时，部分声能会反射形成回波。通过探伤仪接收并显示回波的时间、幅度和位置，可判断缺陷的存在、位置、大小及性质。2.直探头与斜探头区别及适用场景：直探头采用纵波（垂直入射），主要用于检测与探测面平行的缺陷（如板材分层、锻件疏松）；斜探头通过楔块产生横波（倾斜入射），用于检测与探测面成一定角度的缺陷（如焊缝中的未熔合、裂纹）。直探头声束垂直，结构简单；斜探头需考虑折射角和K值，适用于复杂几何形状工件。3.影响耦合效果的因素：①耦合剂的声阻抗（需接近工件，减少界面反射）；②耦合层厚度（越薄越好，避免形成多次反射）；③工件表面粗糙度（Ra≤6.3μm为宜，否则声能散射增加）；④耦合压力（适当压力可减少空气间隙）；⑤工件表面形状（曲面需匹配耦合剂厚度或使用专用探头）。4.DAC曲线绘制步骤：①选择与被检工件材质、表面状态一致的对比试块（如CSK-ⅡA）；②在试块上选取不同深度的人工反射体（如Φ3mm横孔）；③分别探测各反射体，记录声程与对应的波幅；④将各点波幅连线，形成距离-波幅基准曲线。作用：用于缺陷当量评定，通过比较缺陷波幅与DAC曲线的相对位置，确定缺陷是否超标。5.厚板与薄板探伤区别：①探头选择：厚板用低频（1-2.5MHz）直探头，减少衰减；薄板用高频（5-10MHz）直探头，提高分辨率。②扫描方式：厚板需分层扫查（如1/4、1/2厚度）；薄板采用全面积扫查，避免漏检。③缺陷定位：厚板需考虑近场区影响；薄板需注意多次底波（如“叠加波”）干扰。④灵敏度调整：厚板用底波法或试块法；薄板常用多次底波比较法（如第一次底波与第二次底波幅度比）。五、计算题1.纵波声速公式：C₁=√[E(1-σ)/ρ(1+σ)(1-2σ)]代入数据：E=70×10⁹Pa，σ=0.33，ρ=2700kg/m³分母：(1+0.33)(1-2×0.33)=1.33×0.34=0.4522分子：70×10⁹×(1-0.33)=70×10⁹×0.67=46.9×10⁹C₁=√(46.9×10⁹/(2700×0.4522))=√(46.9×10⁹/1220.94)=√(38.42×10⁶)≈6200.00m/s2.声程L=80mm（按1:1调节），K=2（tanβ=2），β为折射角水平距离S=L×cos(90°-β)=L×sinβ=L×(K/√(1+K²))=80×(2/√5)=80×0.894≈71.5mm≈72mm深度d=L×cosβ=L×(1/√(1+K²))=80×(1/√5)=80×0.447≈35.8mm≈36mm（但工件厚度T=30mm，实际深度应为T-(d-T)？不，横波探伤深度指缺陷到探测面的垂直距离，当d＞T时，缺陷位于焊缝另一侧，深度应为2T-d=60-36=24mm。需修正：实际深度d'=T-(d-T)=2T-d=60-36=24mm。因此正确深度为24mm，水平距离72mm。3.灵敏度补偿公式：ΔdB=20lg(L1/L2)+2α(L1-L2)基准试块L1=200mm，缺