无损检测超声波检测二级试题库(UT)带答案

无损检测超声波检测二级试题库(UT)带答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.超声波检测中，决定超声波在介质中传播速度的主要因素是（）。A.频率B.波长C.介质的弹性模量和密度D.声压答案：C解析：超声波在介质中的纵波声速=或=，横波声速=，其中E为杨氏模量，ν为泊松比，ρ为密度，K为体积模量，G为剪切模量。因此，声速主要取决于介质的弹性常数和密度。2.在钢中，同一频率的超声波，波长最短的波型是（）。A.纵波B.横波C.表面波D.板波答案：B解析：在钢中，横波声速约为3230m/s，纵波声速约为5920m/s。根据公式λ=3.超声波检测中，产生和接收超声波常用的换能器原理是（）。A.电磁感应B.磁致伸缩效应C.压电效应D.光电效应答案：C解析：绝大多数超声波探头利用压电晶片的逆压电效应产生超声波，利用正压电效应接收超声波回波。4.斜探头入射点是指（）。A.探头晶片的前沿中心B.探头楔块斜面的中心点C.超声波束轴线与探头楔块底面的交点D.超声波进入被检工件时，声束中心线与检测面的交点答案：D解析：入射点是斜探头声束入射到被检工件表面的位置，是探头前沿和声束轴线共同决定的，是进行缺陷定位计算的重要基准。5.用K2斜探头（tgβ=2）检测厚度为40mm的钢板焊缝，在荧光屏上出现一缺陷回波，水平刻度为60mm。此缺陷距检测面的垂直深度约为（）。A.15mmB.30mmC.40mmD.60mm答案：B解析：缺陷垂直深度d=6.超声波检测中，“盲区”是指（）。A.近场区B.声束扩散角以外的区域C.从检测面到能够发现缺陷的最小距离D.仪器和探头组合后灵敏度最低的区域答案：C解析：盲区是指在一定探伤灵敏度下，从检测面到最近可检出缺陷的距离。它主要受发射脉冲宽度、放大器恢复时间等因素影响。7.直径20mm、频率5MHz的直探头在钢中的近场区长度约为（）。(钢中纵波声速取5900m/s)A.16.9mmB.33.9mmC.42.4mmD.84.9mm答案：C解析：近场区长度N==。其中D为晶片直径（20mm），f为频率（5×10⁶Hz），c为声速（5900m/s）。计算：N=≈=8.超声波从声阻抗Z1的介质垂直入射到声阻抗Z2的介质，当满足（）条件时，声压透射率最大。A.Z1>Z2B.Z1<Z2C.Z1=Z2D.Z1>>Z2答案：C解析：垂直入射时，声压透射率T=。当=9.用对比试块（如CSK-IA）调节仪器时量程和扫描比例，是为了（）。A.确定检测灵敏度B.评估缺陷大小C.对缺陷进行准确定位D.测量材料声速答案：C解析：调节时基扫描线（量程和扫描比例）的目的是使荧光屏上的水平刻度值与实际声程（或深度、水平距离）成确定的比例关系，从而实现对缺陷位置的准确标定。10.锻件检测中，与入射声束垂直的扁平缺陷最可能产生的缺陷回波特征是（）。A.波幅高，有一定延伸长度B.波幅低，指示长度短C.出现多个相关峰值，波幅随探头移动变化剧烈D.无底面回波，但缺陷波不明显答案：C解析：与声束垂直的扁平缺陷（如裂纹、未熔合）反射面规则，反射强，但因其有一定取向，探头稍移动，波幅即发生剧烈变化（游动或跳动），这是其典型特征。11.超声波检测中，分辨力是指（）。A.能够发现最小缺陷的能力B.区分相邻两个缺陷的能力C.区分缺陷波与杂波的能力D.区分不同深度缺陷的能力答案：B解析：分辨力通常指轴向（纵向）分辨力，即区分声束方向上两个相邻缺陷的能力。也有横向分辨力，指区分声束横向相邻缺陷的能力。12.在焊缝横波检测中，选择探头K值大小的主要考虑因素是（）。A.使声束能扫查到整个焊缝截面B.提高检测速度C.避免产生表面波D.使仪器调节方便答案：A解析：选择K值首先要保证声束能扫查到焊缝的整个检测区域，包括焊缝根部、熔合线等关键部位。通常需通过计算或作图法验证。13.下列哪种材料最不适合采用超声波检测？（）A.低碳钢锻件B.奥氏体不锈钢焊缝C.铝合金板材D.钛合金铸件答案：B解析：奥氏体不锈钢焊缝晶粒粗大且各向异性，超声波在其中传播时衰减严重，声束散射和扭曲，信噪比低，检测困难。14.DAC（距离-波幅曲线）的主要作用是（）。A.测定材料声速B.测量缺陷自身高度C.对不同深度处的缺陷回波进行当量评价D.确定检测盲区答案：C解析：DAC曲线描述了相同尺寸反射体（如横孔）的回波波幅随声程变化的规律。用于对不同深度处的缺陷回波幅度进行比较和当量评定，是设置检测灵敏度判废线、定量线、评定线的基础。15.超声波检测中，“幻象波”产生的原因可能是（）。A.工件内部有粗大晶粒B.仪器重复频率过高C.耦合剂中有气泡D.探头磨损答案：B解析：幻象波（又称鬼影波）是由于仪器重复频率过高，前一次发射的超声波在工件中多次反射的回波尚未接收完，下一次发射脉冲又已开始，导致在时基线上出现固定位置的非缺陷信号。16.用双晶直探头检测薄板时，其优越性主要体现在（）。A.检测速度快B.近表面分辨力好，盲区小C.穿透能力强D.对任意取向缺陷敏感答案：B解析：双晶探头一发一收，抑制了发射脉冲对接收电路的直接干扰，且声场在焦区内能量集中，从而大大减小了盲区，提高了近表面分辨力和检测灵敏度。17.在钢板水浸法检测中，调节水层距离，使钢板表面回波与界面回波（或底面回波）在屏幕上不重叠，这主要是为了（）。A.提高灵敏度B.便于缺陷定位C.避免界面波干扰，识别缺陷波D.测量钢板厚度答案：C解析：水浸法中，水/钢界面回波很强。调节水层距离（即声束在水中传播的时间），使界面波与工件中的缺陷波或底面波在时基线上分开，避免相互干扰，从而能清晰识别缺陷信号。18.对缺陷进行自身高度测定的较准确方法是（）。A.6dB法（半波高度法）B.端点衍射波法C.绝对波高法D.对比试块法答案：B解析：端点衍射波法利用缺陷端部产生的衍射波信号进行测量。衍射波传播时间差对应声程差，通过几何计算可以得到缺陷的自身高度，该方法精度相对较高，尤其对于裂纹类缺陷。19.TOFD（衍射时差法）检测技术的主要优势是（）。A.设备简单便携B.对缺陷取向不敏感，定量精度高C.无需耦合剂D.非常适合表面缺陷检测答案：B解析：TOFD技术利用缺陷端部的衍射波而非反射波进行检测和定量，对缺陷取向不敏感，测量缺陷自身高度精度高，且能提供缺陷的剖面图像。20.按照JB/T4730标准，焊缝超声波检测时，评定线、定量线、判废线的灵敏度关系是（）。A.评定线最高B.定量线最高C.判废线最高D.三者一样高答案：C解析：判废线灵敏度最高，定量线次之，评定线最低。位于评定线以下的缺陷通常不予评价；位于评定线与定量线之间的缺陷按标准定性、定量、定位；位于定量线与判废线之间的缺陷要测长并评级；位于判废线及以上的缺陷原则上判废。二、多项选择题（每题2分，共10分，多选、少选、错选均不得分）1.影响超声波检测灵敏度的主要因素有（）。A.仪器和探头的性能（如发射功率、频带、晶片尺寸）B.耦合状态C.工件材料（如衰减、晶粒度）D.缺陷的取向、形状和大小E.操作者的熟练程度答案：A,B,C,D,E解析：检测灵敏度是发现最小缺陷的能力。仪器探头组合性能是基础；耦合好坏直接影响声能传入；材料衰减决定声能可传播距离；缺陷特性决定其反射率；操作者水平影响参数设置和判断。2.在超声波检测中，可能引起无缺陷部位出现草状回波（林状回波）的原因有（）。A.工件晶粒粗大B.检测频率过高C.工件中存在大量微小散射体（如杂质、细晶界）D.灵敏度调节过高E.耦合剂涂布不均匀答案：A,B,C,D解析：草状回波是材料组织噪声，由材料内部大量微小界面对声波的散射引起。晶粒粗大、频率越高（波长越接近晶粒尺寸）、灵敏度越高，这种噪声显示越明显。耦合剂不均匀主要导致波幅不稳定，不一定产生典型的草状回波。3.斜探头的主要参数包括（）。A.入射点B.前沿长度C.K值（或折射角）D.主声束偏移E.分辨力答案：A,B,C,D,E解析：入射点、前沿长度用于定位；K值（折射角）决定声束方向；主声束偏移（是否偏离理论中心）影响扫查覆盖；分辨力（尤其是双晶斜探头的分辨力）是重要性能指标。这些都是斜探头的关键参数。4.超声波检测报告至少应包括的内容有（）。A.委托单位、被检工件信息（名称、编号、规格、材质等）B.检测设备、探头、试块型号及主要参数C.检测标准、灵敏度、检测范围及覆盖率D.缺陷位置、尺寸、评级及分布示意图E.检测结论、检测人员及资格、检测日期答案：A,B,C,D,E解析：完整的检测报告应具有可追溯性，包含所有与检测过程和结果相关的必要信息，以便复核和评估。5.以下关于板材超声波检测的叙述，正确的有（）。A.主要检测分层、白点等与板面平行的缺陷B.通常采用直探头以垂直声束进行检测C.可采用液浸法提高检测效率和稳定性D.扫查方式主要有全面扫查、列线扫查、边缘扫查等E.对于薄板，常采用双晶直探头或板波法答案：A,B,C,D,E解析：板材主要缺陷平行于表面，宜用直探头；批量检测常用水浸法；扫查方式根据标准和要求选择；薄板检测为克服盲区和多次反射干扰，采用双晶探头或激发板波是有效方法。三、填空题（每空1分，共15分）1.超声波是指频率高于______Hz的机械波。答案：20000（或2×10⁴）2.描述超声波声场特征的重要物理量有声压、声强、声阻抗。声阻抗的定义为介质______与______的乘积。答案：密度，声速（顺序可互换）3.超声波垂直入射到平界面时，声压反射率r与声压透射率t之间的关系为______。答案：r+4.在CSK-IA试块上，利用R100和R50圆弧面调节扫描比例时，分别将回波前沿调至水平刻度“100”和“50”处，此时仪器按______：______比例调节。答案：1：1（或声程1:1）5.焊缝检测中，为发现横向缺陷，通常使探头垂直于焊缝中心线，作______扫查或______扫查。答案：平行，斜平行（或环绕，答出两个常用方式即可）6.当量法评定缺陷大小，常用的基准反射体有______、______和______。答案：平底孔，横孔，大平底（或短横孔，长横孔，球孔等，答出三种常见类型即可）7.超声波检测系统性能包括水平线性、垂直线性、动态范围、______、______等。答案：灵敏度余量，分辨力（或盲区，阻塞等，答出两个关键性能即可）8.按照JB/T4730标准，钢板缺陷的评定方法主要分为______法和______法。答案：缺陷指示长度，缺陷面积（或F等级，面积等级）四、简答题（每题5分，共25分）1.简述超声波检测中产生“迟到波”的原因，并举例说明。答案：迟到波是由于超声波在传播过程中，通过非直接的、更长的路径到达接收探头而产生的回波。其产生原因主要是波型转换和特殊的反射路径。例如：（1）在横波检测中，声束在工件底面发生波型转换，部分横波转换为纵波，该纵波传播至另一底面或侧面时可能再次转换为横波被探头接收，由于纵波声速快于横波，这条路径的总时间可能与直接横波路径的某次反射波时间相近，形成固定位置的假信号。（2）在轴类工件检测中，径向入射的声束可能沿圆周路径传播，形成“三角反射”等，导致在时基线上出现位置固定的非缺陷回波。迟到波通常出现在特定几何形状的工作中，位置固定，可通过计算声程或改变检测面来识别。2.什么是“距离-波幅曲线”（DAC曲线）？简述其在焊缝超声波检测中的应用。答案：距离-波幅曲线（DAC曲线）是在规定的坐标系中，描述特定反射体（如φ2×40横孔）的回波波幅随其至探头距离（声程）变化的关系曲线。应用：（1）设定检测灵敏度：根据标准要求，在DAC曲线基础上，上下偏移一定分贝值，绘制出评定线、定量线和判废线，共同构成检测灵敏度基准。（2）缺陷定量：将发现的缺陷回波最高点与DAC曲线比较，读取其当量大小（如相当于φ2×40横孔±XdB）。（3）缺陷评级：根据缺陷波幅位于哪条线区域（评定线以下、评定线-定量线、定量线-判废线、判废线以上），结合缺陷指示长度，依据标准对缺陷进行等级评定。3.列举并说明影响超声波在材料中衰减的主要因素。答案：超声波在材料中衰减的主要因素包括：（1）扩散衰减：超声波波束随着传播距离增加而扩散，导致单位面积上的声能减小。这是由波束的几何形状决定的，与介质无关。（2）散射衰减：超声波遇到材料中声阻抗不均匀的微小区域（如晶界、第二相粒子、杂质、微小孔隙等）时发生散射，使主声束方向上的声能减少。晶粒越粗大、频率越高，散射衰减越严重。（3）吸收衰减：超声波传播时，由于材料的粘滞性、内摩擦等原因，部分声能不可逆地转化为热能。吸收衰减通常与频率成正比。在金属检测中，散射衰减通常是主要因素，尤其对于粗晶材料。4.简述锻件超声波检测中，常见的缺陷类型及其回波特征。答案：（1）夹杂物（非金属夹杂）：多为单个或多个点状反射，波幅不高但清晰，有一定延伸性的可能呈现连续状，移动探头波幅变化较平缓。（2）缩孔与疏松：多出现在铸锭冒口端或心部。缩孔反射波幅高，密集，有时底波严重下降或消失；疏松表现为密集的、波幅不一的细小回波（草状波丛集），底波有明显衰减。（3）白点：氢致裂纹，多位于锻件心部大截面处。回波清晰、尖锐、波幅高，成群出现，方向性明显（多与锻压方向垂直），移动探头时信号迅速起伏变化。（4）裂纹：多为锻造或热处理裂纹。反射波幅高，有方向性，探头移动时波幅变化剧烈（游动），可能伴有底波降低或消失。（5）晶粒粗大：不是缺陷，但导致严重的草状回波（林状回波），使底波衰减严重，信噪比降低。5.说明在焊缝超声波检测前，为什么要进行“前沿”、“K值”和“主声束偏移”的测定？答案：（1）测定前沿长度：前沿是探头入射点到探头前端的距离。准确测定前沿是缺陷水平定位计算的基础，确保探头位置与缺陷在工件上的水平投影位置对应准确。（2）测定K值（折射角）：K值是探头声束在钢中折射角的正切值。它是缺陷垂直深度和水平距离定位计算的关键参数。探头标称K值可能存在偏差，使用前必须校准，否则会导致定位错误。（3）测定主声束偏移：检查声束轴线是否与探头理论中心线重合。如果存在显著偏移，在按常规方法扫查和定位时，会导致声束覆盖区域偏离预期，可能漏检缺陷或定位失准。这对于要求精确覆盖的焊缝检测尤为重要。五、应用题（计算/分析/综合题，共30分）1.（计算题，10分）用2.5P14Z直探头检测厚度为400mm的钢制锻件（CL=5900m/s）。已知200mm处φ2平底孔回波与锻件底面回波相差10dB。问：（1）该检测系统的材质衰减系数（不计扩散衰减）为多少dB/m？（已知：Δ=（2）若在300mm处发现一缺陷，其回波比锻件底面回波低26dB，求此缺陷的当量平底孔直径。答案：（1）已知：=400mm=0.4m，=200mm=0.2m，波长λ=根据大平底与平底孔回波声压分贝差公式：=代入已知数据：10首先计算对数项：20代入方程：1020.4α答：该材料的衰减系数约为33.85dB/m。（2）已知：=300mm=0.3m，设缺陷当量平底孔直径为。代入公式：2626计算常数部分：2代入：2632.7732.771.6385≈==答：此缺陷的当量平底孔直径约为φ1.76mm。2.（分析题，10分）用K2（β≈63.4°）斜探头检测厚度T=20mm的钢板对接焊缝。按水平1:1调节扫描速度。检测时在荧光屏水平刻度40mm和70mm处各发现一个独立的缺陷波F1和F2。已知探头前沿长度为15mm。（1）画出检测示意图，并计算F1、F2缺陷在焊缝中的位置（深度d和水平距离l，以探头前沿为参考点）。（2）分析这两个缺陷可能属于焊缝中的哪类缺陷？为什么？（3）若要进一步验证F2的性质，可采用哪些扫查方式？观察什么现象？答案：（1）示意图：（略，应显示：工件厚度20mm，焊缝居中，探头在检测面上，声束折射入工件，标出缺陷F1、F2位置，以及深度d、水平距离l、前沿等概念）计算：已知：扫描水平1:1，水平刻度值即为声束入射点至缺陷的水平投影距离。缺陷F1：=深度=缺陷距探头前沿的水平距离=缺陷F2：=深度=水平距离=由于工件厚度只有20mm，计算出的=35mm对于二次波发现的缺陷，其实际深度d==答：F1位置：深度=20mm，水平距离（距探头前沿）=F2位置：深度=5mm，水平距离（距探头前沿）=（2）缺陷类型分析：F1：深度20mm，恰好等于板厚。对于K2探头一次波，声束中心线最大穿透深度约为/KF2：深度5mm，位于焊缝近表面（距检测面5mm）。这是二次波发现的缺陷。可能是近表面的未熔合、裂纹、条状夹渣等。二次波路径长，衰减可能稍大。（3）进一步验证F2性质的扫查方式：前后、左右、转角、环绕扫查：观察缺陷回波波幅的变化规律。如果波幅随转角变化剧烈，移动时信号迅速消失，则可能是面状缺陷（如裂纹、未熔合）；如果变化平缓，则可能是点状或体积状缺陷（如气孔、夹渣）。从焊缝另一侧进行检测：如果F2是面状缺陷且有一定取向，从另一侧检测时，其回波高度可能显著不同甚至消失，这有助于判断其性质。更换不同K值探头检测：用大K值和小K值探头分别检测，观察缺陷回波高度的变化，可以辅助判断缺陷的取向。静态波形分析：观察回波波形，裂纹等尖锐缺陷回波前沿可能较陡峭，根部可能伴有微小衍射波。3.（综合题，10分）某压力容器筒体纵焊缝，材质为Q345R，厚度为28mm，采用X型坡口，双面焊。现要求按JB/T4730.3-2005标准进行超声波检测，质量等级要求为Ⅰ级。（1）请设计一份针对此焊缝的超声波检测工艺卡要点（至少包括：设备器材、探头选择、试块、检测面、扫描范围与灵敏度、验收标准等）。（2）检测中发现一处缺陷：指示长度25mm，波幅位于SL+2dB（SL为评定线）。该缺陷按标准应评为几级？是否合格？答案：（1）超声波检测工艺卡要点：设备器材：数字式或模拟式超声波探伤仪，水平线性误差≤1%，垂直线性误差≤5%。探头：斜探头，频率2.5MHz或5MHz，晶片尺寸根据板厚选择（如10×12mm或9×9mm）。探头K值选择：根据板厚28mm，为有效覆盖整个焊缝截面，可选K2.0和K2.5（或K1.5和K2.0）两种K值探头组合使用，以探测不同取向的缺陷。耦合剂：浆糊或甘油。试块：CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA或CSK-ⅣA试块，用于调节扫描速度、测定探头参数和制作DAC曲线。检测面：焊缝两侧（双面双侧）。检测前，检测面应打磨平整，露出金属光泽，其宽度应满足：P=2KT+50mm≈2×2×28+50=162mm（以K2计），至少保证探头移动区足够。扫描范围与灵敏度：扫描速度调节：在CSK-ⅠA试块上，按水平1:1或深度1:1调节。DAC曲线制作：在CSK-ⅡA或ⅢA试块上，以φ