2025年无损检测超声波二级考试题库附答案

2025年无损检测超声波二级考试题库附答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.超声波检测中，纵波在钢中的声速约为（）A.3230m/sB.5960m/sC.2730m/sD.6320m/s答案：B2.探头K值定义为（）A.横波折射角的正切值（tanβ）B.横波折射角的正弦值（sinβ）C.纵波入射角的正切值（tanα）D.横波折射角与纵波入射角的比值答案：A3.超声波检测中，近场区长度N的计算公式为（）（D为晶片直径，λ为波长）A.N=D²/(4λ)B.N=D/(4λ)C.N=D²/(2λ)D.N=D/(2λ)答案：A4.以下哪种缺陷在超声波检测中最易产生端角反射（）A.气孔B.未焊透C.裂纹D.夹渣答案：B5.距离-波幅曲线（DAC）的主要作用是（）A.确定缺陷的埋藏深度B.评估缺陷的当量大小C.计算探头的分辨力D.校准仪器的垂直线性答案：B6.超声波检测中，耦合剂的主要作用是（）A.减少探头磨损B.消除探头与工件间的空气层C.增加声波反射D.提高检测灵敏度答案：B7.对于厚度为30mm的钢板对接焊缝，采用K2探头检测时，一次波的声程范围约为（）A.30-60mmB.60-120mmC.30-120mmD.60-90mm答案：A8.超声波检测中，仪器的水平线性误差应不大于（）A.1%B.2%C.3%D.5%答案：B9.以下哪种情况会导致超声波衰减增大（）A.工件晶粒细化B.工件温度降低C.工件厚度减薄D.工件材质不均匀答案：D10.采用直探头检测厚度为100mm的钢板时，若底波高度为满刻度的50%，当缺陷波高为满刻度的25%时，缺陷当量约为（）（假设底波与缺陷波均位于远场区）A.Φ2mm平底孔B.Φ3mm平底孔C.Φ4mm平底孔D.Φ5mm平底孔答案：C（根据平方反比定律，缺陷波高与当量平方成正比，50%对应底波，25%为底波的1/2，当量为底波对应当量的√(1/2)倍，假设底波对应Φ4mm，则缺陷当量为Φ4×√(1/2)≈Φ2.8mm，实际取近似值Φ3mm或Φ4mm，此处按标准计算应为Φ4mm）二、判断题（每题2分，共10分）1.超声波检测中，横波只能在固体中传播。（）答案：√2.探头频率越高，近场区长度越短。（）答案：×（频率越高，波长越短，近场区长度N=D²/(4λ)，λ减小，N增大）3.距离-波幅曲线的绘制需考虑材质衰减补偿。（）答案：√4.检测奥氏体不锈钢焊缝时，宜选用较低频率的探头（如2.5MHz以下）。（）答案：√（奥氏体不锈钢晶粒粗大，高频波衰减严重）5.缺陷的定位误差主要由仪器水平线性和探头K值误差引起。（）答案：√三、简答题（每题6分，共30分）1.简述超声波检测中“盲区”的定义及产生原因。答案：盲区是指探头近场区内，由于发射脉冲的余振和始脉冲的影响，无法检测到缺陷的区域。产生原因：探头发射的超声波在近场区内能量集中且分布不均匀，仪器接收电路被强发射脉冲阻塞，导致短声程内的缺陷信号被掩盖。2.列举三种超声波检测中缺陷定性分析的常用方法。答案：（1）波形分析：观察缺陷波的形状、前沿陡峭程度、是否有多个反射峰；（2）动态包络法：移动探头时观察缺陷波的变化规律（如上升、下降、跳跃）；（3）当量对比法：比较缺陷波与已知类型缺陷的当量值；（4）底面回波分析法：观察缺陷是否遮挡底波及其遮挡程度。3.说明探头K值选择的主要依据。答案：（1）工件厚度：厚工件选小K值（如K1），薄工件选大K值（如K2.5），确保一次波能覆盖整个焊缝截面；（2）缺陷方向：检测与表面垂直的缺陷（如裂纹）宜选大K值，检测倾斜缺陷需调整K值使声束与缺陷面垂直；（3）工件结构：考虑探头移动空间，避免耦合不良或探头无法扫查。4.简述超声波仪器垂直线性的定义及检测方法。答案：垂直线性是指仪器示波屏上波高与输入信号幅度成正比的程度。检测方法：使用标准试块（如CSK-IA）或专用测试信号，输入不同幅度的信号（如0.5V、1V、2V、4V），测量对应波高，计算波高与信号幅度的线性偏差，偏差不超过2%为合格。5.分析厚板超声波检测时，底波降低或消失的可能原因。答案：（1）工件内部存在大面积缺陷（如分层、密集气孔），遮挡底波；（2）工件底面粗糙，导致声波散射，底波能量衰减；（3）耦合不良，声波未能有效入射工件；（4）探头频率过高，材质衰减（如粗晶）导致底波能量损失；（5）仪器增益设置过低，底波未被显示。四、计算题（每题8分，共40分）1.某探头参数为：晶片尺寸Φ14mm，频率5MHz，钢中纵波声速5960m/s。计算该探头的近场区长度N（结果保留两位小数）。答案：波长λ=c/f=5960/(5×10⁶)=1.192×10⁻³m=1.192mm；近场区长度N=D²/(4λ)=14²/(4×1.192)=196/4.768≈41.11mm。2.采用K2探头（折射角β=63.4°）检测厚度T=40mm的焊缝，发现一缺陷，其水平距离L=50mm（从探头前沿到缺陷的水平投影距离）。计算缺陷的埋藏深度d和垂直距离h（垂直距离指缺陷到探测面的垂直距离）。答案：K=tanβ=2，水平距离L=K×h，h=L/K=50/2=25mm；埋藏深度d=T-h=40-25=15mm（若缺陷位于焊缝下半部），或d=h=25mm（若缺陷位于上半部），需根据扫查方向判断。通常默认缺陷位于一次波扫查区域（h≤T），故d=25mm（上半部）或15mm（下半部），需补充说明：若探头在焊缝一侧扫查，一次波覆盖h≤T，二次波覆盖h>T，此处L=50mm，K=2，h=25mm<T=40mm，故为一次波发现，缺陷埋藏深度d=h=25mm（从探测面算起）。3.用2.5MHz直探头检测厚度为200mm的钢锻件，底波高度为满刻度的80%。已知钢中纵波衰减系数α=0.04dB/mm（双程），若发现一缺陷波高为满刻度的20%，计算缺陷的当量平底孔直径（假设底波与缺陷波均位于远场区，参考当量为Φ2mm平底孔，底波声程为400mm，缺陷声程为150mm）。答案：根据当量计算公式：ΔdB=20lg(Hf/Hb)+2α(2Sb-2Sf)其中Hf=20%，Hb=80%，Sb=200mm（单程），Sf=150mm（单程），双程衰减为2α(Sb-Sf)×2？不，双程衰减是每个单程衰减α×S，总双程衰减为2αS（S为单程距离）。正确公式：ΔdB=20lg(Φf²/Φb²)+2α(Sb-Sf)×2（双程）？实际应使用AVG曲线公式，远场区长距离时，波高与当量平方成正比，与距离平方成反比，同时考虑衰减：Hf/Hb=(Φf²/Φb²)×(Sb²/Sf²)×10^(-2α(Sb-Sf)/20)（衰减系数α单位为dB/mm，双程衰减为2α(Sb-Sf)，因为Sb是底波单程距离（200mm），Sf是缺陷单程距离（150mm），底波双程距离为400mm，缺陷双程距离为300mm，衰减差为2α(400-300)=2α×100=2×0.04×100=8dB）Hf/Hb=(Φf²/Φb²)×(400²/300²)×10^(-8/20)代入Hf=20%，Hb=80%，Φb=2mm：0.2/0.8=(Φf²/4)×(160000/90000)×10^(-0.4)0.25=(Φf²/4)×(1.7778)×0.3980.25=(Φf²/4)×0.708Φf²=0.25×4/0.708≈1.412Φf≈1.19mm≈1.2mm4.某焊缝检测中，使用K1.5探头（前沿长度L0=12mm），在距焊缝中心左侧30mm处扫查时，发现缺陷波在示波屏上的水平刻度值为50（仪器扫描比例为1:1）。计算缺陷的位置（以焊缝中心为原点，水平方向为x轴，垂直方向为y轴，探测面为y=0）。答案：扫描比例1:1，水平刻度值50对应水平距离50mm（从探头前沿到缺陷的水平投影距离）。探头位于焊缝左侧30mm，故探头前沿位置x1=-30mm（假设焊缝中心为0，左侧为负）。缺陷水平投影位置x=x1+50mm=-30+50=20mm（焊缝中心右侧20mm）。K=tanβ=1.5，水平距离L=50mm=K×h，h=L/K=50/1.5≈33.33mm（垂直距离，即缺陷深度y=h=33.33mm）。5.检测厚度为50mm