无损检测超声波检测二级试题库(UT)(含答案)

无损检测超声波检测二级试题库(UT)(含答案)一、选择题1.超声波在介质中传播时，遇到小于波长的缺陷，超声波将产生（）A.反射B.折射C.绕射D.干涉答案：C解析：当超声波遇到小于波长的缺陷时，会发生绕射现象，继续向前传播。反射是遇到尺寸较大的缺陷时发生；折射是在不同介质界面处发生；干涉是两列或多列波相遇时产生的现象。2.超声波探伤仪中，时基线的扫描速度调节旋钮主要用于（）A.调节探伤灵敏度B.调节扫描时间C.调节脉冲重复频率D.调节增益答案：B解析：时基线的扫描速度调节旋钮是用来调节扫描时间的，它决定了荧光屏上水平刻度与实际声程的对应关系。调节探伤灵敏度通常通过增益旋钮；脉冲重复频率有专门的调节装置；增益调节主要改变信号的幅度。3.超声波探伤中，采用试块的目的是（）A.确定探伤灵敏度B.评估缺陷大小C.校准仪器D.以上都是答案：D解析：试块在超声波探伤中有多种用途。可以通过试块确定探伤灵敏度，根据试块上已知缺陷的反射情况来调整仪器的增益等参数；能用于评估缺陷大小，通过与试块上标准缺陷的反射波对比；还可以校准仪器的时基线、声速等参数。4.超声波垂直入射到异质界面时，反射波和透射波的声压与（）有关A.界面两侧介质的声阻抗B.超声波的频率C.超声波的波长D.以上都不对答案：A解析：根据声压反射率和透射率公式，反射波和透射波的声压与界面两侧介质的声阻抗有关。声阻抗是介质的密度与声速的乘积，不同介质声阻抗不同，反射和透射情况也不同。频率和波长主要影响超声波在介质中的传播特性，但不是决定反射波和透射波声压的直接因素。5.以下哪种探伤方法对检测内部缺陷最有效（）A.磁粉探伤B.渗透探伤C.超声波探伤D.射线探伤答案：C解析：磁粉探伤主要用于检测铁磁性材料表面和近表面缺陷；渗透探伤用于检测非多孔性金属材料表面开口缺陷；射线探伤对体积型缺陷检测效果较好，但对一些微小缺陷和内部较深位置的缺陷检测不如超声波探伤。超声波探伤能够深入材料内部，检测内部缺陷，具有较高的灵敏度和穿透能力。6.超声波探伤中，当缺陷的取向与超声波传播方向（）时，缺陷回波最高。A.平行B.垂直C.成45°角D.成60°角答案：B解析：当缺陷的取向与超声波传播方向垂直时，超声波能够最大程度地被缺陷反射回来，从而得到最高的缺陷回波。平行时反射波可能很弱甚至检测不到；成45°角或60°角时，反射波强度介于平行和垂直之间。7.超声波探伤仪的垂直线性是指（）A.仪器荧光屏上显示的信号幅度与输入信号幅度成正比的程度B.仪器荧光屏上时基线的线性程度C.仪器的灵敏度与检测深度的线性关系D.以上都不对答案：A解析：垂直线性是指仪器荧光屏上显示的信号幅度与输入信号幅度成正比的程度。良好的垂直线性能够准确反映缺陷信号的大小。时基线的线性程度是水平线性的概念；灵敏度与检测深度的关系不是垂直线性所描述的内容。8.用直探头检测厚度为200mm的钢板，发现一个缺陷回波在荧光屏上的水平刻度为100mm，已知时基线扫描速度为2mm/mm，则缺陷的深度为（）A.50mmB.100mmC.200mmD.400mm答案：B解析：根据时基线扫描速度和缺陷回波在荧光屏上的水平刻度，可计算缺陷深度。缺陷深度=水平刻度×扫描速度=100mm×2mm/mm=200mm，但这里是往返声程，所以实际缺陷深度为200mm÷2=100mm。9.超声波在钢中的纵波声速约为（）A.3230m/sB.5900m/sC.6250m/sD.1480m/s答案：B解析：超声波在钢中的纵波声速约为5900m/s，这是一个常见的声学参数。3230m/s一般是某些有机玻璃中的声速；6250m/s不是钢中常见的声速；1480m/s是水中的声速。10.以下哪种情况会导致超声波探伤时出现杂波（）A.工件表面不平整B.耦合剂涂抹不均匀C.仪器增益过高D.以上都是答案：D解析：工件表面不平整会使超声波产生散射，导致杂波出现；耦合剂涂抹不均匀会影响超声波的传播，产生反射和散射，形成杂波；仪器增益过高会将一些微小的噪声信号放大，也会出现杂波。二、判断题1.超声波探伤只能检测金属材料。（×）解析：超声波探伤不仅可以检测金属材料，还可以检测一些非金属材料，如塑料、陶瓷等，只要材料具有一定的声学特性，能够传播超声波即可。2.超声波探伤中，缺陷的当量大小就是缺陷的实际大小。（×）解析：缺陷的当量大小是指与实际缺陷回波高度相同的标准反射体的尺寸，它并不一定等于缺陷的实际大小，只是一种相对的衡量方式。3.提高超声波的频率可以提高探伤的灵敏度，但会降低穿透能力。（√）解析：频率越高，超声波的波长越短，对小缺陷的探测能力越强，即灵敏度提高。但频率高时，超声波在介质中传播时衰减也大，穿透能力会降低。4.超声波探伤仪的水平线性误差不超过±2%。（√）解析：这是超声波探伤仪的一个重要性能指标，水平线性误差不超过±2%才能保证时基线的准确性，从而准确测量缺陷的位置。5.用斜探头探伤时，只要缺陷的反射波幅度达到一定值，就可以确定缺陷的大小。（×）解析：仅根据缺陷反射波幅度不能准确确定缺陷的大小，还需要考虑缺陷的形状、取向、位置等因素，通常需要结合其他方法进行综合判断。6.超声波探伤中，耦合剂的作用是消除探头与工件表面之间的空气间隙，使超声波能够顺利传入工件。（√）解析：空气对超声波的传播有很大的阻碍作用，耦合剂可以填充探头与工件表面之间的空隙，减少超声波的反射损失，保证超声波能够有效地传入工件。7.探伤前对工件表面进行打磨处理，主要是为了提高探伤的灵敏度。（√）解析：工件表面粗糙会使超声波产生散射，降低探伤灵敏度。打磨处理可以使表面平整，减少散射，提高探伤灵敏度。8.超声波探伤中，当缺陷位于近场区时，缺陷回波的幅度会受到近场区特性的影响，不能准确反映缺陷的真实情况。（√）解析：近场区存在声压分布不均匀的现象，缺陷回波幅度可能会出现波动，不能准确反映缺陷的真实大小和性质，需要采取相应的方法进行修正。9.超声波探伤仪的动态范围越大，说明仪器能够检测的缺陷信号幅度范围越宽。（√）解析：动态范围是指探伤仪能够正常工作的最大信号幅度与最小信号幅度之比，动态范围越大，仪器能够检测到的信号幅度范围越宽，对不同大小的缺陷都能较好地检测。10.用双晶探头探伤时，两个晶片一个发射超声波，一个接收超声波，这样可以提高探伤的灵敏度。（√）解析：双晶探头的两个晶片分工合作，减少了发射脉冲的干扰，提高了对近表面缺陷的检测灵敏度。三、简答题1.简述超声波探伤的基本原理。答：超声波探伤是利用超声波在材料中传播时，遇到缺陷会产生反射波的原理来检测材料内部缺陷。当超声波从探头发射进入工件后，在均匀的材料中以一定的速度和方向传播。如果遇到缺陷，超声波会在缺陷界面处发生反射，反射波返回探头，被探头接收并转换成电信号，在探伤仪的荧光屏上显示出来。通过分析反射波的幅度、位置等信息，可以判断缺陷的存在、位置、大小和性质等。2.试块在超声波探伤中有哪些作用？答：试块在超声波探伤中的作用主要有以下几点：（1）校准仪器：利用试块可以校准探伤仪的时基线、声速、灵敏度等参数，确保仪器的准确性和可靠性。（2）确定探伤灵敏度：通过在试块上找到已知缺陷的反射波，调整仪器的增益等参数，使反射波达到规定的幅度，从而确定探伤灵敏度。（3）评估缺陷大小：将工件中缺陷的反射波与试块上标准缺陷的反射波进行对比，根据对比结果评估缺陷的大小。（4）检验探伤方法和人员技能：使用试块可以检验探伤方法的有效性和探伤人员的操作技能水平。3.影响超声波探伤灵敏度的因素有哪些？答：影响超声波探伤灵敏度的因素主要有以下几个方面：（1）仪器的性能：包括仪器的增益、分辨率、动态范围等。增益越高，探伤灵敏度越高；分辨率高能够更好地区分相邻的缺陷；动态范围宽可以检测到不同大小的缺陷。（2）探头的特性：探头的频率、晶片尺寸、指向性等都会影响探伤灵敏度。频率越高，对小缺陷的检测灵敏度越高；晶片尺寸合适可以提高检测效率和灵敏度；指向性好能够更准确地检测缺陷。（3）耦合条件：耦合剂的种类、涂抹厚度等会影响超声波的传播，耦合良好可以减少超声波的反射损失，提高探伤灵敏度。（4）工件的材质和表面状态：工件的材质密度、声速等会影响超声波的传播；表面粗糙会使超声波产生散射，降低探伤灵敏度。（5）缺陷的性质：缺陷的大小、形状、取向等会影响反射波的幅度，从而影响探伤灵敏度。4.简述超声波探伤中缺陷定位的方法。答：超声波探伤中缺陷定位的方法主要有以下几种：（1）声程定位法：根据超声波在工件中传播的声程来确定缺陷的位置。通过测量缺陷反射波在荧光屏上的水平刻度，结合时基线的扫描速度，计算出缺陷的声程，再根据工件的几何形状和超声波的传播路径，确定缺陷的位置。（2）深度定位法：对于垂直探伤，可直接根据反射波在荧光屏上的水平刻度和时基线扫描速度计算缺陷的深度。对于斜探头探伤，需要根据折射角和几何关系计算缺陷的深度和水平位置。（3）相对定位法：通过比较不同探头或不同检测位置的反射波情况，确定缺陷的相对位置。例如，使用多个探头从不同方向检测，根据反射波的先后顺序和幅度变化来确定缺陷的大致位置。5.如何提高超声波探伤的可靠性？答：提高超声波探伤的可靠性可以从以下几个方面入手：（1）选择合适的探伤设备和探头：根据工件的材质、形状、尺寸和检测要求，选择性能良好、适合的探伤仪和探头，确保能够准确检测到缺陷。（2）正确操作仪器：严格按照操作规程进行仪器的校准、调试和使用，保证仪器的各项参数设置正确，避免因操作不当导致检测结果不准确。（3）保证耦合质量：选择合适的耦合剂，并正确涂抹，确保探头与工件表面之间有良好的耦合，减少超声波的反射损失。（4）进行多角度检测：采用多个探头或从不同方向进行检测，避免因缺陷的取向问题而漏检。（5）定期对仪器和探头进行校准和维护：定期检查仪器和探头的性能，及时进行校准和维修，确保设备的准确性和可靠性。（6）加强人员培训：提高探伤人员的专业技能和操作水平，使其能够准确识别和判断缺陷信号，正确分析检测结果。四、计算题1.用直探头检测厚度为150mm的钢板，已知超声波在钢板中的纵波声速为5900m/s，探伤仪时基线扫描速度为2mm/mm。当发现一个缺陷回波在荧光屏上的水平刻度为120mm时，求缺陷的深度。解：根据公式：缺陷深度=水平刻度×扫描速度÷2（因为是往返声程）已知水平刻度为120mm，扫描速度为2mm/mm则缺陷深度=120mm×2mm/mm÷2=120mm答：缺陷的深度为120mm。2.已知超声波在某材料中的纵波声速为5800m/s，探伤仪的时基线扫描速度为1.5mm/mm，当缺陷回波在荧光屏上的水平刻度为80mm时，求缺陷的深度。解：同样根据缺陷深度=水平刻度×扫描速度÷2水平刻度为80mm，扫描速度为1.5mm/mm则缺陷深度=80mm×1.5mm/mm÷2=60mm答：缺陷的深度为60mm。3.用斜探头探伤，已知探头的折射角为45°，探伤仪时基线扫描速度为2mm/mm，缺陷回波在荧光屏上的水平刻度为150mm，求缺陷的深度和水平距离。解：（1）先求声程声程=水平刻度×扫描速度=150mm×2mm/mm=300mm（2）求缺陷深度根据三角函数关系，缺陷深度h=声程×sin45°=300mm×sin45°≈300mm×0.707=212.1mm（3）求缺陷水平距离缺陷水平距离L=声程×cos45°=300mm×cos45°≈300mm×0.707=212.1mm答：缺陷的深度约为212.1mm，水平距离约为212.1mm。五、综合分析题1.在对某压力容器进行超声波探伤时，发现一个缺陷回波，回波幅度较高且波形尖锐。请分析该缺陷可能的性质，并说明进一步的检测和处理方法。答：（1）缺陷可能的性质回波幅度较高且波形尖锐，可能是体积型缺陷，如气孔、夹渣等。气孔通常是圆形或椭圆形的，内部为气体，对超声波的反射较强，所以回波幅度高；夹渣是金属中夹杂的杂质，其声阻抗与周围金属不同，也会产生较强的反射波，波形尖锐。也有可能是裂纹，裂纹是面状缺陷，当超声波垂直入射到裂纹表面时，会产生强烈的反射，回波幅度高且波形尖锐。（2）进一步的检测方法采用多角度检测：使用多个探头从不同方向对缺陷进行检测，观察缺陷回波的变化情况，以更准确地确定缺陷的形状和位置。结合其他探伤方法：如采用射线探伤，射线探伤可以更直观地显示缺陷的形状和大小，与超声波探伤结果相互补充，提高对缺陷的判断准确性。进行金相分析：如果条件允许，可以从工件上取样进行金相分析，直接观察缺陷的微观结构，确定缺陷的性质。（3）处理方法如果缺陷较小且不影响压力容器的安全性能，可以采取监控措施，定期进行探伤检测，观察