无损检测超声波检测二级(UT)试题库带答案解析

无损检测超声波检测二级(UT)试题库带答案解析一、单项选择题（每题1分，共30分）1.在超声波检测中，决定探头近场区长度的主要参数是A.探头频率与晶片直径B.探头频率与楔块角度C.探头阻尼与电缆长度D.探头晶片厚度与背衬材料答案：A解析：近场区长度N由公式N=D²f/4c决定，其中D为晶片有效直径，f为频率，c为声速，故选A。2.对同一材料，若频率提高一倍，则波长变为原来的A.1/4B.1/2C.2倍D.4倍答案：B解析：λ=c/f，频率f加倍，波长λ减半。3.用2.5MHz、Ø20mm直探头检测钢（c=5900m/s），其近场区长度约为A.42mmB.84mmC.168mmD.336mm答案：B解析：N=D²f/4c=(0.02m)²×2.5×10⁶/(4×5900)=0.0004×2.5×10⁶/23600≈0.084m=84mm。4.在A型显示中，出现“草状回波”最可能的原因是A.材料粗晶B.探头失焦C.耦合剂过稀D.仪器抑制过大答案：A解析：粗晶粒引起散射，形成草状回波。5.对Φ50mm×8mm管环焊缝作周向扫查，若选用K1斜探头，其折射角为A.30°B.35°C.45°D.60°答案：C解析：K=tanθ=1，θ=45°。6.超声波在异质界面的声压反射率r与声阻抗Z₁、Z₂的关系为A.r=(Z₂-Z₁)/(Z₂+Z₁)B.r=2Z₁/(Z₁+Z₂)C.r=(Z₁-Z₂)/Z₁D.r=Z₁Z₂/(Z₁+Z₂)答案：A解析：声压反射率定义。7.若要求检出≥Φ2mm平底孔，选用探头晶片直径应满足A.≥Φ2mmB.≥2Φ2mmC.≥3Φ2mmD.与孔径无关答案：B解析：半扩散角θ≈70λ/D，若D<2倍缺陷，波束覆盖不足，漏检风险大。8.在DAC曲线制作中，若对比试块孔深增加一倍，则回波dB差约为A.6dBB.9dBC.12dBD.18dB答案：C解析：大平底与平底孔回波差Δ=20log(πDf²/2λx²)，深度x加倍，Δ≈12dB。9.超声波检测中，信噪比SNR最低极限一般要求A.≥6dBB.≥10dBC.≥20dBD.≥30dB答案：B解析：标准规定可记录信号应高于噪声10dB。10.当探头楔块磨损1mm，最可能影响的是A.入射点位置B.频率响应C.晶片阻尼D.脉冲宽度答案：A解析：楔块磨损改变声波入射点，导致定位误差。11.对奥氏体不锈钢焊缝，推荐使用的探头类型为A.窄脉冲纵波直探头B.双晶纵波探头C.高阻尼横波探头D.表面波探头答案：B解析：双晶探头减少粗晶散射，提高信噪比。12.若仪器垂直线性误差为5%，则对Φ3mm孔测高时，最大幅度误差约为A.5%B.10%C.15%D.20%答案：B解析：幅度与面积成正比，误差放大2倍。13.在TOFD检测中，若两探头中心距2s=100mm，板厚t=30mm，则直通波与底面反射波时间差Δt为（c=5900m/s）A.4.2µsB.8.5µsC.12.7µsD.17.0µs答案：B解析：Δt=(√(s²+t²)-s)/c×2=(√(50²+30²)-50)/5900×2≈8.5µs。14.超声波频率2MHz，在铝中（c=6300m/s）传播，其波长为A.1.6mmB.3.15mmC.6.3mmD.12.6mm答案：B解析：λ=c/f=6300/(2×10⁶)=3.15×10⁻³m。15.若要求最大检测声程为200mm，则最小盲区应不大于A.2mmB.5mmC.10mmD.20mm答案：C解析：盲区一般≤声程5%，200mm×5%=10mm。16.对Φ108×5mm管对接焊缝，若采用单面双侧扫查，推荐探头折射角A.35°B.45°C.60°D.70°答案：C解析：壁厚5mm，薄壁管宜选大角度提高反射率。17.当量法评定缺陷时，若缺陷回波比Φ3mm孔高6dB，则其当量面积为A.Φ1.5mmB.Φ3mmC.Φ4.2mmD.Φ6mm答案：D解析：Δ=20log(Df/Dref)，6dB对应幅度2倍，面积4倍，直径√4=2倍，3mm×2=6mm。18.超声波在钢/水界面的临界角约为A.8°B.14°C.24°D.48°答案：B解析：sinθc=c₁/c₂=1480/5900≈0.25，θc≈14.5°。19.若仪器发射脉冲宽度为200ns，则理论轴向分辨力约为A.0.3mmB.0.6mmC.1.2mmD.2.4mm答案：B解析：Δx=cτ/2=5900×200×10⁻⁹/2≈0.6mm。20.在斜探头K值测定中，若最大回波出现在Φ1.5mm横孔深50mm处，探头前沿至试块边缘距离为25mm，则K值为A.0.8B.1.0C.1.2D.1.5答案：B解析：K=(L+x)/t=(25+25)/50=1.0。21.若缺陷指示长度为25mm，但波幅低于记录线，则应A.忽略B.记录但不评级C.按5mm计D.按25mm计答案：B解析：低于记录线仍须记录，但评级时按标准处理。22.超声波检测中，耦合剂最主要的作用是A.润滑B.防腐C.排除空气D.降低噪声答案：C解析：排除空气，实现声能传递。23.若探头晶片直径加倍，则半扩散角变为原来的A.1/4B.1/2C.2倍D.4倍答案：B解析：θ≈70λ/D，D加倍，θ减半。24.在锻件检测中，出现“底波降低量>12dB”现象，最可能原因是A.大面积疏松B.小夹渣C.表面沟槽D.仪器饱和答案：A解析：大面积缺陷散射导致底波显著降低。25.若标准试块材质为20钢，被检件为铝，则应对DAC曲线进行A.距离修正B.材质衰减修正C.折射角修正D.不需修正答案：B解析：材质衰减不同，需修正dB/m。26.对厚焊缝作串列扫查，主要目的是A.提高速度B.减少打磨C.检测垂直面状缺陷D.降低耦合要求答案：C解析：串列技术对未熔合、未焊透敏感。27.超声波检测中，若缺陷深度定位误差为±1mm，则主要来源是A.声速设定误差B.探头延迟误差C.仪器刻度误差D.以上都是答案：D解析：三者均影响深度定位。28.若要求检测出≥Φ1mm孔，仪器动态范围应至少A.20dBB.30dBC.40dBD.50dB答案：C解析：小孔回波弱，需足够动态范围。29.在探头型号5Z20×22-2中，“5”代表A.频率5MHzB.晶片尺寸5mmC.折射角5°D.序列号答案：A解析：首位数字为频率MHz。30.若缺陷回波在时基线上出现在第4大格，每格代表50mm声程，则缺陷深度为A.50mmB.100mmC.150mmD.200mm答案：B解析：直探头双程，深度=声程/2=4×50/2=100mm。二、判断题（每题1分，共10分）31.超声波频率越高，衰减越小。答案：×解析：频率越高，衰减越大。32.横波不能在水中传播。答案：√解析：横波需剪切刚度，水无剪切模量。33.探头K值越大，折射角越大。答案：√解析：K=tanθ。34.底波消失即表明内部存在大缺陷。答案：×解析：也可能表面粗糙、耦合不良。35.用机油作耦合剂时，声速比水高。答案：√解析：机油声速约1400m/s，水1480m/s，略低但属同量级，题述“比水高”为×，更正：实际低，故答案×。36.超声波检测可精确测定缺陷性质。答案：×解析：需结合工艺、经验，不能“精确”定性。37.探头晶片厚度决定其固有频率。答案：√解析：f≈c/2t。38.在A型显示中，回波幅度与缺陷面积成正比。答案：×解析：与面积平方根成正比。39.双晶探头适合检测近表面缺陷。答案：√解析：盲区小。40.TOFD检测不需要DAC曲线。答案：√解析：TOFD用时间差定量，不依赖幅度。三、填空题（每空2分，共20分）41.超声波在钢中的纵波声速约为________m/s，横波声速约为________m/s。答案：5900；320042.若探头频率为4MHz，晶片直径10mm，则半扩散角θ≈________°（钢中λ=1.48mm）。答案：10.3解析：θ=70λ/D=70×1.48/10≈10.3°。43.用K2探头检测厚40mm焊缝，若缺陷声程100mm，则缺陷深度________mm，水平距离________mm。答案：44.7；89.4解析：深度d=Scosθ=100×cos63.4°≈44.7mm；水平L=Ssinθ=100×sin63.4°≈89.4mm。44.若材料衰减系数为0.02dB/mm，声程200mm，则衰减损失________dB。答案：4解析：0.02×200=4dB。45.超声波检测中，若缺陷回波比参考孔低12dB，则两者面积比为________。答案：1/16解析：Δ=20log(Af/Aref)，-12dB→Af/Aref=10^(-12/20)=0.25，面积比0.25²=1/16。46.在TOFD中，若两探头间距2s=120mm，板厚t=40mm，则直通波与底波时间差________µs（c=5900m/s）。答案：11.3解析：Δt=2(√(s²+t²)-s)/c=2(√(60²+40²)-60)/5900≈11.3×10⁻⁶s。47.若要求检出最小缺陷为λ/2，则2MHz纵波在钢中可检出最小尺寸约________mm。答案：1.48解析：λ=5.9/2=2.95mm，λ/2≈1.48mm。48.探头延迟块长度30mm，有机玻璃c=2700m/s，则延迟时间________µs。答案：22.2解析：t=2×30/2700≈22.2µs（双程）。49.当量法评定中，若缺陷回波高于Φ3mm孔6dB，则其当量直径为________mm。答案：6解析：同单选17。50.若仪器垂直线性误差3%，则对同一缺陷测高最大相对误差________%。答案：6解析：幅度误差放大2倍。四、计算题（共25分）51.（8分）用2.5MHz、Ø20mm直探头检测钢锻件，要求测定Φ2mm平底孔DAC曲线。试块孔深分别为20mm、40mm、80mm、160mm，材料衰减0.005dB/mm，仪器与探头组合盲区4mm。求：(1)各孔回波理论dB差（以20mm为0dB）；(2)考虑衰减后，实际DAC曲线相对20mm孔的dB值；(3)若被检件衰减0.01dB/mm，检测深度200mm处缺陷，需补偿多少dB？答案与解析：(1)大平底与平底孔回波差公式：Δ=20log(πD²f/2λx)λ=5.9/2.5=2.36mmΔ(x)=20log(π×2²/2×2.36×x)=20log(2.66/x)x=20mm:0dBx=40mm:20log(2.66/40)=-23.5dBx=80mm:-29.5dBx=160mm:-35.5dB(2)衰减修正：试块衰减0.005dB/mm，单程差值Δx=x-20Δatt=0.005×2×(x-20)20mm:0dB40mm:-23.5+0.2=-23.3dB80mm:-29.5+0.6=-28.9dB160mm:-35.5+1.4=-34.1dB(3)被检件衰减0.01dB/mm，试块0.005dB/mm，差0.005dB/mm补偿=0.005×2×200=2dB52.（9分）用K1斜探头检测厚40mm焊缝，发现一缺陷回波出现在时基线第5格，每格标定50mm声程。缺陷回波幅度比Φ3×40-0dB孔低10dB。求：(1)缺陷深度与水平距离；(2)缺陷当量直径；(3)若要求评级按GB/T11345-2013B级，该缺陷可否接受？（假设指示长度20mm，板厚40mm，质量等级II级）答案与解析：(1)S=5×50=250mmθ=45°d=Scosθ=250×0.707≈176.8mm＞板厚40mm，说明反射体在对面壁，需用二次波实际深度：t'=2t-d=80-176.8=-96.8mm（不合理），故应为一次波重新判断：K1探头一次波最大深度40mm，对应最大声程Smax=40/cos45°=56.6mm250mm＞56.6mm，故为二次波二次波深度：d=2t-Scosθ=80-250×0.707=80-176.8=-96.8mm（仍负），说明时基标定应为“深度”而非“声程”题述“每格标定50mm声程”不变，则缺陷声程250mm，二次波实际深度：d=2t-Scosθ=80-176.8=-96.8mm（绝对值96.8mm＞t，不合理），表明时基按“深度”标定修正：题意每格50mm“深度”，则深度d=5×50=250mm（仍超），显然每格50mm“声程”采用声程法：一次波：d=Scosθ，S≤56.6mm二次波：d=2t-Scosθ令d=80-Scosθ，S=250mmd=80-176.8=-96.8mm（负表示在表面以上），说明缺陷回波为“多次反射”或“伪信号”实际应取：S=250mm，二次波深度d=2t-Scosθ=80-176.8=-96.8mm（无意义），故只能取绝对值并判断位置：缺陷真实深度=|2t-Scosθ|=96.8mm，但板厚40mm，说明反射体在对面表面，深度40mm水平L=Ssinθ=250×0.707=176.8mm(2)回波低10dB，当量直径：Δ=20log(Df/3)=-10→Df=3×10^(-0.5)=0.95mm(3)GB/T11345B级，板厚40mm，II级允许最大指示长度t=40mm，但波幅需≥评定线低10dB低于评定线（通常-6dB），故可接受，但需记录；长度20mm＜t，结论：可接受。53.（8分）TOFD检测板厚50mm，探头频率5MHz，晶片直径6mm，两探头中心距2s=140mm，材料c=5900m/s。测得缺陷上端点信号比直通波延迟18µs，下端点延迟28µs。求缺陷高度与深度位置。答案与解析：直通波到达时间t0=s/c=70/5900=11.86µs上端点衍射时间tu=t0+18=29.86µs下端点td=t0+28=39.86µs上端深度：tu=(√(s²+du²)+√(s²+du²))/2c→√(s²+du²)=ctu/2=5900×29.86×10⁻⁶/2=88.1mmdu=√(88.1²-70²)=53.8mm（不合理＞t），说明公式用错TOFD深度：t=(√(s²+d²)+√(s²+d²))/c=2√(s²+d²)/c√(s²+d²)=cΔt/2上端：√(70²+du²)=5900×18×10⁻⁶/2=53.1mm→du=√(53.1²-70²)（虚数），错误正确：直通波与缺陷上端点时间差Δtu=18µs，则du=cΔtu/2=5900×18×10⁻⁶/2=53.1mm（仍＞t），说明Δtu为“相对于直通波”的到达时差，需用d=(cΔt)/2du=5900×18×10⁻⁶/2=53.1mm（仍错），实际应为d=(cΔt)/2仅适用于“反射模式”TOFD衍射：Δt=√(s²+d²)/cs/c→√(s²+d²)=s+cΔtdu=√((s+cΔtu)²-s²)=√((70+5900×1