超声波检测考试题库及答案

超声波检测考试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在超声波检测中，决定声波在材料中传播速度的主要因素是A.探头频率  B.材料密度与弹性模量  C.耦合剂种类  D.仪器重复频率答案：B解析：声速c=，其中E为弹性模量，ρ2.当纵波由钢垂直入射到水界面时，反射系数最接近A.0.05  B.0.5  C.0.94  D.1.0答案：C解析：反射系数R=||，钢Z≈46×kg·m·s，水3.对同一缺陷，若将探头频率从2MHz提高到4MHz，则波束扩散角约A.增大一倍  B.减小一半  C.不变  D.增大四倍答案：B解析：半扩散角sinθ=1.22λ/4.在锻件检测中，出现“草状回波”最可能的原因是A.探头磨损  B.材料晶粒粗大  C.耦合剂过稀  D.仪器增益过低答案：B解析：晶粒粗大产生散射信号，形成草状回波。5.对厚度30mm的焊缝，采用二次波法，若要求声束覆盖整个截面，则探头K值（折射角正切）最小为A.1  B.1.5  C.2  D.2.5答案：C解析：二次波跨距S=2Ttanβ6.超声探伤仪中“抑制”旋钮的功能是A.降低电噪声  B.提高垂直线性  C.抑制低幅度杂波  D.增大发射电压答案：C解析：抑制电路削掉小幅噪声，提高信噪比，但会损失垂直线性。7.若缺陷回波比底面回波低26dB，则两者声压比为A.10:1  B.20:1  C.1:20  D.1:10答案：C解析：Δd8.在TOFD技术中，两探头中心距100mm，板厚40mm，若要求衍射信号与侧向波时间差≥5µs，则纵波速度最小为A.3200m/s  B.5900m/s  C.6200m/s  D.6500m/s答案：B解析：时间差Δt=≥9.超声相控阵中“电子聚焦”依靠A.改变晶片几何曲率  B.调节各晶片激励延迟  C.更换楔块  D.提高脉冲电压答案：B解析：延迟法则控制波阵面曲率，实现动态聚焦。10.对直径2mm平底孔，当量法评定缺陷时，若测得回波高度与3mm孔相同，则该缺陷相当于A.2mm  B.3mm  C.4mm  D.无法确定答案：B解析：当量法直接以对比试块相同回波尺寸的孔作为当量直径。11.在钢板水浸检测中，出现“水/钢”界面多次回波，其时间间隔为A.2T/  B.2T/答案：A解析：水中往返时间2T12.若探头标称频率为5MHz，实测回波频谱主峰4.2MHz，则最可能原因是A.电缆过长  B.探头磨损  C.激励脉冲过宽  D.被检件声速高答案：C解析：宽脉冲激励导致频谱下移，电缆、磨损主要影响灵敏度而非中心频率。13.在自动检测中，编码器主要作用是A.触发报警  B.记录探头位置  C.调节增益  D.产生闸门答案：B解析：编码器输出位置脉冲，与A扫数据同步存储。14.对厚度6mm薄板，为减少界面盲区和多次回波叠加，宜选用A.窄脉冲高频聚焦探头  B.大角度斜探头  C.双晶直探头  D.低频直探头答案：C解析：双晶片结构缩短盲区，适合薄板。15.当量曲线法（DGS）中，“G”代表A.增益  B.距离  C.尺寸  D.材料衰减答案：B解析：DGS即Distance-Gain-Size，G为增益修正。二、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）16.超声横波不能在液体中传播。  √17.探头阻尼增加会提高回波分辨率但降低灵敏度。  √18.在远场区，声压与距离平方成反比。  ×（球面波声压与距离成反比）19.当量法可给出缺陷真实尺寸。  ×（仅给出相当于标准孔的反射能力）20.相控阵扇扫角度越大，栅瓣越易出现。  √21.超声频率越高，穿透能力越强。  ×（高频衰减大，穿透力下降）22.在TOFD中，缺陷深度通过衍射信号时间差计算。  √23.采用多次底波法可消除耦合波动影响。  √24.超声波长与频率成反比。  √25.斜探头楔块磨损会导致折射角增大。  ×（磨损使折射角减小）三、填空题（每空2分，共20分）26.钢中纵波速度约为______m/s，横波速度约为______m/s。答案：5900；320027.若探头晶片直径10mm，频率5MHz，则纵波在钢中近场长度N=答案：42.428.当量法评定缺陷时，若回波高度比3mm平底孔高12dB，则该缺陷相当于______mm平底孔。答案：6解析：回波高12dB即声压高4倍，平底孔反射声压与面积成正比，面积4倍则直径2倍。29.在焊缝检测中，为避免漏检，探头扫查速度应满足v≤，其中d答案：声束有效宽度30.超声相控阵中，延迟增量Δτ=，其中答案：晶片间距31.对厚度20mm板，采用单探头法，若要求盲区≤2mm，则脉冲宽度应≤______µs（钢中纵波）。答案：0.68解析：盲区δ=≤232.若缺陷回波比底波低20dB，两者声压比为______。答案：1:1033.在TOFD中，两探头间距2s，板厚T，缺陷深度d的公式为d=·，其中答案：衍射波；侧向波34.超声波在界面发生波型转换的条件是______。答案：入射角不为零且第二介质可支持横波35.探头K值1.5，折射角β=答案：56.3四、计算题（共30分）36.（8分）用2.5MHz、Ø20mm直探头检测钢锻件，测得一次底波高度80%满屏，缺陷回波40%，已知材料衰减0.02dB/mm，求缺陷比底面浅30mm时的当量平底孔直径。解：1.声程差Δx=302.回波差ΔV3.总差Δ=4.平底孔反射声压与面积成正比，面积比=2.295.设当量孔直径ϕ，则=2.29答案：3.0mm37.（10分）用K2斜探头检测20mm厚焊缝，探头前沿10mm，发现一缺陷回波出现在声程80mm处，求缺陷水平距离与深度。解：折射角β=水平距离L=深度d=80cos答案：水平距61.7mm，深度4.2mm38.（12分）在TOFD检测中，板厚50mm，探头中心距2s=140mm，测得侧向波与底面反射波时间差31.2µs，纵波速度5900m/s。现发现一缺陷衍射信号比侧向波晚14.5µs，求缺陷深度。解：1.验证已知参数：理论时间差Δ=2.缺陷衍射时间差Δt深度公式：d=答案：42.8mm五、简答题（共30分）39.（10分）说明超声探伤中“分贝”概念及其在缺陷评定中的优势。答案：分贝定义为=20（1）人耳对声音强度呈对数响应，分贝符合感知规律；（2）大范围比值用较小数字表示，如100:1仅40dB；（3）乘法运算变加法，增益、衰减可简单加减；（4）仪器放大器、衰减器按分贝刻度，操作直观；（5）标准规定灵敏度调节、缺陷当量评定均以分贝差为基础，统一量化。40.（10分）列举影响缺陷定位精度的五个主要因素并给出控制措施。答案：（1）声速误差：实测材料声速，校准仪器；（2）探头折射角偏差：使用标准试块测定K值，磨损后及时更换；（3）脉冲宽度导致时间分辨率低：选窄脉冲、高频探头；（4）耦合层厚度变化：保持耦合均匀，采用双晶探头或水浸法；（5）仪器扫描线性误差：用阶梯试块校准时基线性，误差≤1%。41.（10分）比较常规超声与相控阵超声在焊缝检测中的异同。答案：相同点：均利用高频超声反射原理；均需耦合剂；均可给出缺陷位置、长度；均受声速、衰减影响。差异：（1）探头：常规单晶或双晶固定角度；相控阵多晶片，电子扫查；（2）扫查方式：常规需机械移动探头；相控阵可电子线扫+扇扫，速度高；（3）成像：常规仅A扫；相控阵可实时B、C、D扫及扇扫成像；（4）灵活性：常规更换探头才能变角度；相控阵软件可瞬间切换0°–70°；（5）成本：相控阵仪器与探头价格高，需复杂数据处理；（6）记录：相控阵可存原始A扫+位置信息，便于复验；（7）标准：常规有成熟GB/T11345等；相控阵需补充ISO13588等规范。六、综合应用题（共30分）42.（15分）某石化厂要求对φ600mm×25mm反应器环焊缝实施100%超声检测，材料为15CrMoR，焊后热处理状态，允许最大缺陷当量φ2mm×40mm长条状。现有设备：2.5MHzK1、K2斜探头，5MHz双晶直探头，TOFD一对5MHz探头，编码器扫查架。请制定检测工艺卡要点（含探头选择、扫查方式、灵敏度设定、验收准则、记录级别）。答案：（1）探头选择：①单面双侧K1+K2斜探头，覆盖根部与填充区；②5MHz双晶直探头补充根部盲区；③TOFD作记录级，定量测高。（2）扫查方式：①锯齿形手工+编码器记录；②扫查速度≤150mm/s，重叠≥10%；③横向缺陷补充K1探头平行焊缝扫查。（3）灵敏度：①斜探头：φ2mm×40mm长孔试块，波高80%，再增益14dB作为扫查灵敏度；②直探头：φ5mm平底孔，80%+6dB；③TOFD：侧向波高度40%–80%，增益使噪声<5%。（4）验收：按NB/T47013.3–2015Ⅰ级，任何缺陷当量≥φ2mm或长度>40mm拒收；TOFD测高>2mm需返修。（5）记录：A扫+位置编码，TOFD图像存储，出具B扫拼图，缺陷坐标误差≤2mm。43.（15分）某电厂汽轮机叶片根部在役检查，空间狭窄，可接触长度仅30mm，材料1Cr12Mo，表面曲率R=15mm，需检出≥1mm深裂纹。请设计专用探头与工艺，并给出验证方案。答案：（1）探头设计：①采用5MHz相控阵小楔块，32晶片，间距0.5mm，总宽16mm；②楔块曲率R15mm，与工件吻合，减少耦合损失；③楔块角设计35°–70°可变，电子扫查覆盖根部。（2）工艺：①水膜耦合，0.1m