特种设备超声波二级开卷考试题库及答案

特种设备超声波二级开卷考试题库及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.超声波探伤中，产生超声波的条件是：A.任何介质受到外力作用均可产生超声波B.任何弹性介质受到外力作用均可产生超声波C.任何材料受到外力作用均可产生超声波D.任何固体受到外力作用均可产生超声波答案：B2.在超声波探伤中，用来表示缺陷大小的量是：A.缺陷回波幅度B.缺陷指示长度C.缺陷的当量尺寸D.以上都是答案：D3.超声波在介质中传播时，遇到声阻抗不同的异质界面时，会发生：A.只发生反射B.只发生折射C.发生反射和折射D.发生衍射答案：C4.纵波、横波和表面波，在相同介质中传播时，速度的关系是：A.纵波>横波>表面波B.横波>纵波>表面波C.表面波>横波>纵波D.纵波>表面波>横波答案：A5.对频率为2.5MHz的探头，其波长在钢中（纵波声速5900m/s）约为：A.2.36mmB.1.28mmC.2.95mmD.0.59mm答案：A（计算：λ=6.超声场中，声压与声强的关系是：A.声强与声压成正比B.声强与声压的平方成正比C.声强与声压成反比D.声强与声压的平方成反比答案：B7.在直接接触法纵波探伤中，为获得最佳声能传输，要求探头与工件表面之间：A.有一层极薄的气隙B.紧密接触，中间填充耦合剂C.保持干燥D.有规则的间隙答案：B8.描述规则反射体回波高度与距离关系的曲线称为：A.AVG曲线B.DAC曲线C.灵敏度曲线D.以上都不是答案：B（DAC：距离-幅度补偿曲线）9.K值表示斜探头的：A.折射角B.折射角的正切值C.入射角D.入射角的正切值答案：B10.钢板水浸法探伤时，通常采用：A.纵波垂直入射B.横波折射C.表面波D.兰姆波答案：A11.在CSK-IA试块上测定斜探头的入射点，是利用：A.R50圆弧面B.R100圆弧面C.1.5mm横通孔D.φ50mm圆孔答案：B12.当量法适用于评定：A.大于声束截面的缺陷B.点状缺陷C.线状缺陷D.任何形状的缺陷答案：B13.锻件探伤中，由非缺陷引起的草状回波（林状回波）通常是由于：A.工件表面粗糙B.材料晶粒粗大C.耦合剂过多D.探头频率过低答案：B14.焊缝探伤中，探测与探测面平行的缺陷，最有效的波型是：A.纵波B.横波C.表面波D.板波答案：B15.超声波检测中，“幻象波”产生的主要原因是：A.材料内部粗晶B.仪器灵敏度太高C.多次反射D.工件形状不规则答案：C16.按照JB/T4730.3-2005标准，承压设备钢板超声检测质量分级主要依据：A.缺陷波高和指示长度B.缺陷位置C.缺陷性质D.以上都是答案：A17.对比试块的主要作用是：A.校验仪器和探头的性能B.确定检测灵敏度C.评价缺陷大小D.以上都是答案：D18.脉冲反射法超声波检测，通常使用：A.连续波B.调频波C.脉冲波D.以上都可以答案：C19.超声波检测中，近场区长度与探头晶片直径和波长有关，其关系式为：A.NB.NC.ND.N答案：A20.超声波在传播过程中，其声压（或声强）随距离增加而减弱的现像称为：A.反射B.折射C.扩散衰减D.散射衰减答案：C二、多项选择题（每题2分，共20分。全部选对得2分，选对但不全得1分，有选错或不选得0分）1.影响超声波在介质中传播速度的因素有：A.介质密度B.介质弹性模量C.超声波频率D.超声波波型答案：A,B,D2.超声波检测中，常见的耦合剂有：A.水B.机油C.甘油D.浆糊答案：A,B,C,D3.超声波斜入射到异质界面时，会产生哪些现象？A.反射纵波B.反射横波C.折射纵波D.折射横波答案：A,B,C,D（根据入射角和两种介质的声速决定具体产生哪些波型）4.以下哪些是超声波检测的优点？A.穿透能力强，可检测大厚度工件B.灵敏度高，可检测微小缺陷C.能对缺陷进行精确定位和定量D.检测结果受操作人员主观影响小答案：A,B,C5.在焊缝超声波检测中，以下哪些是常见的非缺陷反射？A.咬边反射B.焊瘤反射C.错边反射D.弧坑反射答案：A,C,D6.锻件超声波检测中，可能出现的缺陷类型包括：A.白点B.夹杂C.缩孔残余D.裂纹答案：A,B,C,D7.按照《特种设备无损检测人员考核规则》，超声波检测人员的资格等级分为：A.I级（初级）B.II级（中级）C.III级（高级）D.特级答案：A,B,C8.影响缺陷回波幅度的主要因素有：A.缺陷本身的反射特性（如形状、取向、表面状态）B.缺陷的尺寸C.缺陷的埋藏深度D.仪器和探头的性能答案：A,B,C,D9.以下试块中，属于标准试块的有：A.CSK-IA试块B.CSK-IIA试块C.CSK-IIIA试块D.自行加工制作的对比试块答案：A,B,C10.超声波检测报告通常应包含的内容有：A.委托单位、工件信息B.检测设备、检测条件C.检测结果、缺陷评定D.检测结论、检测人员和日期答案：A,B,C,D三、填空题（每空1分，共20分）1.超声波是指频率高于__________Hz的机械波。答案：200002.描述声场特征的重要物理量有声压、__________和声阻抗。答案：声强3.超声波垂直入射到单一平界面时，声压反射率和透射率之和等于__________。答案：1（+=4.第一临界角是指入射纵波折射角等于__________时的纵波入射角。答案：90°5.超声波检测系统的主要组成部分包括：超声波探伤仪、__________和试块。答案：探头6.按照波型分类，探头可分为__________探头、横波探头、表面波探头等。答案：纵波7.斜探头的标称折射角（或K值）应在__________试块上进行测定。答案：CSK-IA8.在仪器和探头性能测定中，水平线性误差表示扫描线显示的距离与反射体实际距离成__________关系的程度。答案：正比9.锻件检测中，当缺陷位于__________区时，缺陷定量误差较大。答案：近场10.按照JB/T4730.3-2005标准，钢板超声检测时，相邻间距小于__________mm的多个缺陷可作为单个缺陷处理，其指示长度为各缺陷长度之和加上间距。答案：10011.焊缝检测中，为检测横向裂纹，常采用__________扫查方式。答案：平行或斜平行12.管材水浸法探伤中，为了产生纯横波，要求水层厚度调节满足使超声波在水中的传播时间__________超声波在管材中的传播时间。答案：大于13.超声波检测中，信噪比是指__________信号幅度与噪声信号幅度之比。答案：缺陷14.在利用CSK-IIIA试块测定探头K值和前沿长度时，需要找到反射波最高的__________孔的回波。答案：横通15.DAC曲线板上有三个不同深度的__________孔。答案：横通16.超声波检测中，当量法通常采用与__________反射体进行比较来评定缺陷尺寸。答案：平底孔17.在锻件检测中，底波明显__________或消失，是存在严重缺陷或材料衰减过大的重要特征。答案：下降18.超声波检测记录应至少保存__________年。答案：719.按照安全技术规范要求，特种设备超声波检测人员必须持有相应__________资格证书。答案：无损检测20.超声波在铝中的纵波声速约为__________m/s。答案：6300（常用值范围6200-6400）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述超声波检测中“迟到波”的形成原因及识别方法。答案：形成原因：迟到波是由于超声波在工件侧壁产生反射或波型转换后，经过较长路径才被探头接收到的回波。例如，在板材或矩形锻件检测中，纵波经底面反射后，又在侧壁发生反射，最终被探头接收，其声程大于一次底波声程。识别方法：（1）根据声程判断：迟到波的声程总是大于直接底波的声程，且通常是底波声程的简单几何倍数关系（如1.3倍、1.67倍等，取决于工件截面形状）。（2）根据水平距离判断：在仪器扫描线上，迟到波对应的水平距离（缺陷位置）不在探头下方，而在探头前方或侧方。（3）移动探头观察：当探头移动时，迟到波会快速移动或消失，而真正的缺陷波变化规律不同。（4）通过计算验证：根据工件几何尺寸和声速，可以计算出可能出现的迟到波位置，与实际回波位置对比。2.简述在焊缝超声波检测中，如何利用CSK-IIIA试块绘制距离-波幅曲线（DAC曲线）。答案：（1）准备工作：将斜探头置于CSK-IIIA试块上，对准深度分别为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm（或标准要求的其他深度）的φ1×6横通孔。（2）调节仪器：找到各深度横通孔的最高回波，并调至满幅度的80%（或规定高度）。（3）标记点：在仪器荧光屏上（或记录纸上），依次标记下各深度横通孔回波前沿所对应的水平距离（或声程）和波幅高度点。（4）连接曲线：用平滑曲线连接各标记点，该曲线即为该探头-仪器组合的DAC基准线。（5）制作评定线、定量线、判废线：根据所执行标准（如JB/T4730.3）的规定，在基准线下方分别绘制评定线、定量线和判废线。例如，判废线、定量线、评定线分别比基准线提高0dB、-6dB、-10dB（不同标准规定不同）。（6）验证：通常需要用另一深度的横通孔（如深度15mm或25mm）来验证曲线的准确性。3.什么是“当量尺寸法”？它在实际应用中有什么局限性？答案：当量尺寸法是指在超声波检测中，将缺陷的回波幅度与相同探测条件下、规则形状和特定取向的人工反射体（如平底孔、横通孔）的回波幅度进行比较，当两者回波幅度相等时，用该人工反射体的尺寸来表示缺陷的“当量尺寸”。局限性：（1）只适用于点状缺陷或尺寸小于声束截面的缺陷。对于大于声束截面的缺陷，其回波幅度与尺寸不再呈简单关系。（2）缺陷的实际形状、表面粗糙度、内含物性质等与规则人工反射体不同，导致反射特性差异，造成当量评定误差。（3）缺陷的取向对回波幅度影响极大。当缺陷面与声束轴线不垂直时，回波幅度显著下降，用当量法评定的结果会严重偏小。（4）当缺陷位于近场区时，声场复杂，回波幅度与距离的关系不稳定，当量法误差大。（5）当量尺寸并非缺陷的真实尺寸，而是一个“相当于”某人工反射体大小的相对量，不能直接用于断裂力学评价。4.在特种设备超声波检测中，对检测人员和检测环境有哪些基本安全要求？答案：对检测人员的要求：（1）必须经过专业培训，按《特种设备无损检测人员考核规则》考核合格，取得相应项目和级别的资格证书，并在有效期内从事对应工作。（2）应了解并遵守被检设备所属单位的安全规章制度，进入特定区域（如压力容器内部、高空、辐射区等）前，必须办理相关作业票证，采取安全措施。（3）检测前应了解工件结构、材质、可能存在的危险因素（如高温、高压、有毒、窒息、触电等风险），并采取有效防护。（4）高空作业时必须系好安全带，容器内作业必须有专人监护并保证通风良好。（5）使用仪器前检查电源线、探头线绝缘是否良好，防止触电。对检测环境的要求：（1）检测区域应有足够的照明和空间，便于安全操作。（2）检测时，应确保周围环境不影响检测结果的准确性，如强电磁场、剧烈振动等应避免。（3）在易燃易爆环境进行检测时，必须使用防爆型超声波探伤仪，并遵守防火防爆规定。（4）雨雪、大风等恶劣天气影响检测安全和质量时，应停止户外高空或露天检测作业。（5）检测现场应设置必要的安全警示标志，防止无关人员进入。五、计算题（每题5分，共10分）1.用2.5P20Z（2.5MHz，φ20mm直探头）探测钢制工件（纵波声速=5900（1）该探头在钢中的近场区长度N。（2）在远场区，距离探头表面200mm处，φ3平底孔与φ2平底孔的回波分贝差Δd答案：（1）计算波长λ和近场区长度N：λN（2）计算回波分贝差：在远场区，平底孔回波声压公式为P∝，其中为平底孔直径，x为距离。回波幅度比：分贝差：Δ因此，φ3平底孔回波比φ2平底孔回波高约7dB。2.用K2（折射角=）斜探头检测厚度T=30mm的钢板对接焊缝。已知探头前沿长度=15mm。计算探测该焊缝根部（即焊缝底面）时，缺陷水平距离L答案：已知：tan=一次波探测根部时，声束需从工件上表面传播至下表面。横波声程S=但通常我们使用简化公式计算水平距离和深度：对于一次波，缺陷深度d=缺陷距探测面的垂直距离。对于根部，d缺陷水平距离L=这是缺陷距探头入射点的水平距离。缺陷距探头前沿的水平距离为L=答案：缺陷水平距离（距入射点）L=60mm，深度六、综合应用题（每题10分，共10分）1.某在用压力容器，材质为16MnR，名义厚度为40mm，采用射线检测发现环焊缝中有一段长约80mm的条形缺陷显示。为确定该缺陷的性质、精确尺寸和埋藏深度，现决定采用超声波检测进行复验。请详细阐述：（1）检测前应做哪些准备工作？（包括设备、探头、试块、标准选择等）（2）拟采用的检测方法、扫查方式及原因。（3）如何对缺陷进行定位、定量和定性分析？（4）根据JB/T4730.3-2005标准，该焊缝质量等级如何评定？（假设缺陷波高位于III区，指示长度经测定为85mm）答案：（1）检测前准备工作：a.设备与探头选择：选用数字式或模拟式A型脉冲反射超声波探伤仪，其性能指标应符合JB/T4730.3要求。根据工件厚度（40mm）和预期缺陷（条形缺陷，可能与探测面有一定角度），选择K2或K2.5的斜探头（常用频率2.5MHz或5MHz），以保证足够的穿透力和分辨力。同时准备一个直探头用于测定母材衰减或检测可能存在的分层。b.试块准备：准备CSK-IA试块用于测定斜探头的入射点、折射角（K值）和前沿长度。准备CSK-IIIA试块或与该工件厚度、曲率、材质相近的对比试块，用于绘制距离-波幅曲线（DAC曲线）和设定灵敏度。c.标准与规程：确定采用JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：超声检测》作为检测和评定的依据。编制或使用成熟的超声检测工艺卡。d.工件准备：清理焊缝两侧至少150mm范围内的飞溅、锈蚀、油污及不规则形状，露出金属光泽，以保证良好的声耦合。了解焊缝坡口形式、焊接工艺等。e.仪器校准：在CSK-IA和CSK-IIIA试块上校准仪器水平线性、垂直线性，测定探头参数，并绘制DAC曲线。（2）检测方法与扫查方式：a.主要方法：采用横波斜探头脉冲反射法。因为横波对与探测面垂直或成一定角度的面状缺陷（如裂纹、未熔合）灵敏度高，且适合检测焊缝中的缺陷。b.扫查方式：锯齿形扫查：探头垂直于焊缝中心线，前后移动并作10°~15°左右转动，确保声束覆盖整个焊缝截面。这是发现缺陷的主要扫查方式。平行扫查或斜平行扫查：在锯齿形扫查发现缺陷后，为精确测定缺陷长度和判断缺陷方向，可沿焊缝方向平行移动探头进行扫查。对于怀疑的横向缺陷，应进行平行或斜平行扫查。环绕扫查：发现缺陷后，围绕缺陷位置移动探头，观察回波动态变化，有助于定性。（3）缺陷分析：a.定位：根据仪器扫描线比例（按水平或深度调节），直接读出缺陷回波前沿对应的水平距离L和深度d（或声程S）。利用已知的探头K值和前沿长度，可计算出缺陷在焊缝中的具体位