2025无损检测技术资格人员考试无损检测超声波三级考试试题及答案

2025无损检测技术资格人员考试无损检测超声波三级考试试题及答案一、判断题（共20题，每题1分，共20分。正确填“√”，错误填“×”）1.采用横波斜探头对厚度40mm的钢制对接焊缝进行检测时，若探头折射角为60°，采用一次反射法检测时，探头入射点距焊缝中心线的理论水平距离约为69.3mm。2.压电复合材料超声探头相比传统锆钛酸铅（PZT）陶瓷探头，具有带宽更宽、机电耦合系数高、近表面盲区小的特点，适用于薄壁工件、高衰减复合材料的检测。3.依据GB/T33639-2023《无损检测超声检测衍射时差法（TOFD）》，检测厚度100mm的钢制对接焊缝时，可采用单组探头非平行扫查，保证声束与工件法线夹角处于40°~70°范围内即可覆盖全壁厚。4.超声波在金属介质中传播时，散射衰减系数与频率的平方成正比的规律适用于所有晶粒度等级的钢材。5.相控阵超声扇形扫查时，若聚焦深度设置为30mm，则深度20mm与40mm位置的声束直径相同，缺陷定量误差无显著差异。6.依据JB/T9214-2022《无损检测A型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法》，用于薄壁工件检测的超声探头，其始脉冲占宽应不大于1.0mm钢中纵波当量。7.采用横波斜探头检测曲面工件时，当工件曲率半径R≤W²/4（W为探头接触面宽度），直接采用平面试块校准灵敏度将导致声束扩散，检测灵敏度偏低。8.超声检测时，探头的近场长度与晶片直径的平方成正比，与声波波长成反比，因此高频率、大晶片探头的近场长度更长，近场区内声压分布复杂，缺陷定量误差更大。9.依据NB/T47013.3-2024《承压设备无损检测第3部分：超声检测》，对接焊接接头B级检测时，若受现场条件限制只能进行单面单侧扫查，应在原有灵敏度基础上提高4dB，并对检测区域的根部缺陷采用其他无损检测方法补充检测。10.超声波倾斜入射到异质界面时，当入射角达到第二临界角时，会在第二介质中产生表面波。11.采用6dB法测量缺陷指示长度时，当缺陷回波高度刚好降到评定线高度时，可直接以探头移动的距离作为缺陷指示长度，无需进行灵敏度修正。12.TOFD检测中，直通波的传播时间始终短于底面反射波的传播时间，且直通波的相位与底面反射波相位相反。13.锻件超声检测中，若出现林状回波，通常说明锻件内部存在粗大晶粒或密集的非金属夹杂物，声波散射严重。14.依据GB/T11345-2023《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》，检测等级C级适用于承受动载、高风险的重要焊缝，检测时应采用直射法与一次反射法结合的扫查方式，且需对焊缝余高进行磨平处理。15.超声检测校准过程中，若仪器垂直线性误差为8%，则缺陷回波高度的定量误差可控制在2dB以内，不影响评定结果。16.横波斜探头的前沿长度是指探头入射点至探头前端面的水平距离，检测前应在CSK-ⅠA试块上进行实测，不得直接采用探头标称值进行缺陷定位。17.焊缝中的未熔合缺陷属于面状缺陷，其回波特征通常表现为波幅高、波形尖锐，探头转动时回波快速消失，且当声束入射方向与缺陷面垂直时回波幅度达到最大。18.超声检测耦合剂的声阻抗越高，耦合透声效果越好，因此在粗糙工件表面检测时，应优先选用声阻抗与工件差异大的耦合剂，减少耦合损失。19.采用端点衍射波法测量裂纹自身高度时，若能清晰识别裂纹上下端点的衍射回波，其测量精度不受裂纹倾斜角度的影响，测量误差可控制在±1mm以内。20.依据NB/T47013.3-2024，采用相控阵超声检测承压设备焊接接头时，扇形扫查的角度覆盖范围应不小于30°，有效声束覆盖区域的角度偏差不应超过±2°。判断题参考答案：1.√；2.√；3.×（GB/T33639-2023规定，厚度大于50mm的焊缝TOFD检测应分层分区，保证每个分区声束与法线夹角为35°~70°，100mm厚焊缝至少分2个检测区）；4.×（瑞利散射衰减与频率四次方成正比，粗大晶粒引起的漫散射衰减与频率一次方成正比，并非统一为平方关系）；5.×（聚焦深度处声束直径最小，偏离焦点位置声束扩散，定量误差随离焦距离增大而升高）；6.√；7.√；8.√；9.√；10.√；11.×（当缺陷回波最大高度低于定量线时，不得采用6dB法测量长度，应将灵敏度提高至定量线后测量）；12.√；13.√；14.√；15.×（标准要求超声仪器垂直线性误差不应大于5%，误差达8%时定量误差将超过3dB，影响评定）；16.√；17.√；18.×（耦合剂声阻抗越接近工件，声压透射率越高，耦合损失越小）；19.√；20.√。二、单项选择题（共20题，每题1.5分，共30分。每题只有1个正确答案）1.依据NB/T47013.3-2024，对厚度60mm的承压设备Q355R钢制对接焊缝进行B级横波接触法检测，最适宜的探头标称频率为（）。A.1MHzB.2.5MHzC.5MHzD.10MHz2.采用2.5MHz直探头检测钢锻件，时基线按声程1:10校准（水平刻度1格对应钢中10mm声程），已知检测灵敏度为Φ2mm平底孔基准，某缺陷回波比基准灵敏度高12dB，同深度位置下该缺陷的平底孔当量直径最接近（）。A.Φ4mmB.Φ6mmC.Φ8mmD.Φ10mm3.某横波斜探头标称K值为2，楔块材料为有机玻璃（纵波声速2730m/s），钢中横波声速3230m/s，钢中纵波声速5900m/s，当探头用于铝制工件（横波声速3100m/s）检测时，实际K值最接近（）。A.1.8B.2.0C.2.2D.2.44.超声检测中，当工件内部缺陷的反射声压相当于直径2mm的人工横孔反射声压时，该缺陷的当量表示为（）。A.Φ2mm平底孔当量B.Φ2mm横孔当量C.2mm长切槽当量D.2dB当量5.依据NB/T47013.3-2024，B级检测对接焊缝时，距离-波幅曲线的三个区域划分中，定量线与判废线之间的区域为（）。A.Ⅰ区B.Ⅱ区C.Ⅲ区D.不合格区6.采用TOFD检测厚度50mm的对接焊缝，探头中心间距设置为80mm，已知钢中横波声速3230m/s，纵波声速5900m/s，则焊缝中部（25mm深度位置）的声束折射角最接近（）。A.45°B.58°C.65°D.70°7.当超声波垂直入射到钢/空气界面时，界面的声压反射率最接近（）。A.0%B.50%C.99%D.100%8.相控阵超声检测中，通过控制不同阵元的激发延迟时间实现声束偏转与聚焦的核心原理是（）。A.惠更斯原理B.波的叠加原理C.斯涅尔折射定律D.压电效应9.检测厚度12mm的薄壁不锈钢对接焊缝，为减少声束扩散、提高分辨率，最适宜的探头参数为（）。A.1MHz、13×13mm晶片、K2.5B.2.5MHz、6×6mm晶片、K3C.5MHz、6×6mm晶片、K2.5D.5MHz、20×20mm晶片、K110.某斜探头在CSK-ⅠA试块上测得R100圆弧面的最高回波对应水平刻度为5格（声程1:20校准），探头入射点对应水平刻度为1格，则该探头的前沿长度为（）。A.10mmB.20mmC.30mmD.40mm11.依据GB/T11345-2023，验收等级2级的对接焊缝，单个面状缺陷的最大指示长度不应超过壁厚的（），且最大不超过25mm。A.1/4B.1/3C.1/2D.2/312.超声检测中，下列哪种补偿量不需要在检测灵敏度设置时计入（）。A.表面耦合损失补偿B.材质衰减补偿C.曲面接触补偿D.探头楔块衰减补偿13.焊缝检测中，当声束入射方向与未焊透缺陷的延伸方向平行时，最可能出现的情况是（）。A.回波幅度达到最大B.回波幅度显著降低甚至无法检出C.回波出现多次反射D.回波宽度明显变宽14.采用A型脉冲反射式探伤仪检测时，仪器的阻塞效应会导致（）。A.近表面缺陷检出能力下降B.远场缺陷定量误差增大C.时基线线性变差D.垂直线性误差增大15.已知钢中纵波声速5900m/s，2.5MHz纵波直探头的半扩散角（第一零值角）约为（）（晶片直径20mm）。A.3.4°B.6.8°C.10.2°D.13.6°16.依据NB/T47013.3-2024，检测过程中每隔（）应对距离-波幅曲线进行校验，若校验点回波幅度偏差超过4dB，应重新校准灵敏度并对已检区域进行复检。A.2hB.4hC.6hD.8h17.下列缺陷类型中，不属于焊缝面状危害性缺陷的是（）。A.裂纹B.未熔合C.未焊透D.条状夹渣18.TOFD检测中，缺陷位于上表面附近时，缺陷的上尖端衍射波容易被（）覆盖，导致漏检。A.底面反射波B.直通波C.变型波D.侧壁反射波19.采用一次反射法检测对接焊缝，探头折射角为45°，板厚20mm，则探头入射点到焊缝中心线的理论水平距离为（）。A.20mmB.40mmC.60mmD.80mm20.相控阵超声检测中，下列哪个参数不影响聚焦深度的计算精度（）。A.阵元中心间距B.声波在工件中的传播速度C.探头楔块的声程D.耦合剂的牌号单项选择题参考答案：1.B（30~120mm厚度的钢焊缝常规横波检测优先选用2.5MHz探头，平衡分辨率与穿透能力）；2.A（同深度下平底孔回波差Δ=40lg(Φ1/Φ2)，12dB对应当量直径加倍）；3.A（根据折射定律，铝中横波声速低于钢，折射角减小，K值降低）；4.B；5.B；6.B（中心间距S=80mm，深度h=25mm，tanβ=(S/2)/h=40/25=1.6，β=arctan1.6≈58°）；7.D（钢与空气的声阻抗差接近100%，声压反射率趋近于100%）；8.A；9.C（薄壁检测需高频率、小晶片、大K值探头，减少盲区，保证根部覆盖）；10.B（R100圆弧的声程为100mm，对应刻度5格，入射点在1格位置，前沿长度对应刻度差1格，即20mm）；11.B；12.D（探头楔块衰减已包含在探头性能测试结果中，不需要额外补偿）；13.B（面状缺陷回波具有明显方向性，声束与缺陷面平行时反射声压极低）；14.A（阻塞效应是指仪器接收强回波后放大器暂时饱和，导致近表面小信号无法识别，盲区增大）；15.B（半扩散角θ0=arcsin(1.22λ/D)，λ=2.36mm，D=20mm，θ≈6.8°）；16.B；17.D；18.B；19.A（一次反射法下入射点至焊缝中心线水平距离为K·t=1×20mm=20mm，声束最低点恰好覆盖焊缝根部中心位置）；20.D。三、多项选择题（共10题，每题2分，共20分。多选、少选、错选均不得分）1.依据NB/T47013.3-2024，下列关于对接焊缝B级检测距离-波幅曲线的说法，正确的有（）。A.DAC曲线应包含评定线、定量线、判废线三个灵敏度等级B.评定线至定量线区间为Ⅰ区，该区域的缺陷仅需记录波幅，不评定长度C.定量线至判废线区间为Ⅱ区，该区域的缺陷需测量指示长度并进行分级D.回波幅度超过判废线的缺陷一律评为Ⅳ级不合格2.下列措施中，能够有效减小超声检测近表面盲区的有（）。A.采用高频率、小晶片探头B.采用带阻尼的窄脉冲探头C.提高仪器的发射脉冲电压D.对检测面进行打磨，降低表面粗糙度3.下列关于TOFD检测的说法，正确的有（）。A.TOFD检测利用缺陷端点的衍射波信号进行缺陷定位与定量，缺陷定位精度不受声束角度影响B.TOFD检测的直通波位于时基线最前端，底面反射波位于时基线后端，两者相位相差180°C.厚度小于12mm的薄壁焊缝TOFD检测时，直通波宽度较大，容易掩盖近表面缺陷D.TOFD检测对缺陷的定性能力优于常规脉冲反射法超声检测，可准确区分裂纹与夹渣4.超声检测中，缺陷自身高度的测量方法包括（）。A.端点衍射波法B.6dB端点法C.端部最大回波法D.距离-波幅曲线法5.依据GB/T11345-2023，下列关于超声检测等级的说法，正确的有（）。A.A级为最低检测等级，适用于外观质量良好、风险较低的非承载焊缝B.B级为中级检测等级，检测时应至少在焊缝一侧进行两种折射角探头的扫查C.C级为最高检测等级，检测时应磨平焊缝余高，采用直射法、一次反射法及斜平行扫查D.所有检测等级均要求进行横向缺陷的检测6.下列回波特征中，属于焊缝气孔类体积型缺陷的有（）。A.回波波幅低、波形圆滑，单峰特征明显B.探头转动时回波很快消失，环绕扫查时各方向回波高度差异不大C.回波宽度大，呈多峰锯齿状D.单个气孔回波尖锐，波幅高低与气孔尺寸正相关7.超声检测工艺文件中，应明确的参数包括（）。A.探头型号（频率、晶片尺寸、折射角）B.试块型号、灵敏度校准方式C.扫查方式、扫查速度、扫查覆盖要求D.缺陷评定与质量分级准则8.下列关于相控阵超声检测的说法，正确的有（）。A.相控阵探头的阵元数量越多，声束聚焦效果越好，扫查角度范围越大B.相控阵扇形扫查可在探头不移动的情况下实现一定角度范围内的声束覆盖C.相控阵检测的灵敏度校准可采用与常规超声相同的对比试块D.相控阵检测无法检测奥氏体不锈钢等粗晶材料焊缝9.锻件超声检测中，可能引起非缺陷回波的因素有（）。A.锻件的外形轮廓引起的轮廓反射波B.工件内部的粗大晶粒引起的林状回波C.探头楔块的延迟回波D.耦合剂中的气泡引起的杂乱回波10.依据NB/T47013.3-2024，下列缺陷中，无论波幅高低、长度大小，一经发现即判定为不合格的有（）。A.裂纹B.未熔合C.未焊透D.深度超过2mm的咬边多项选择题参考答案：1.ABC（回波超过判废线的缺陷需进行定性，若为体积型缺陷需按长度评级，并非一律Ⅳ级）；2.ABD（提高发射脉冲电压会增宽始脉冲，增大盲区）；3.ABC（TOFD检测对缺陷定性能力不足，难以区分裂纹与平面型夹渣）；4.ABC；5.ABC（A级检测可不进行横向缺陷检测）；6.ABD（多峰锯齿状回波是密集夹渣或裂纹的特征）；7.ABCD；8.ABC（相控阵可通过采用低频探头、聚焦法则优化实现粗晶材料检测）；9.ABCD；10.ABC（咬边为表面缺陷，需通过表面检测确认，超声检测发现的咬边回波需按实际深度评级，并非一律不合格）。四、工艺编制题（共10分）某炼化项目常压压力容器筒体纵缝，材质Q355R，板厚t=46mm，焊缝宽度30mm，余高2mm，筒体内径1600mm，焊缝两侧各20mm范围内余高已打磨平整，无扫查空间限制，检测时机为焊后36h，要求按NB/T47013.3-2024B级进行检测，验收等级为Ⅱ级。请列出该焊缝超声检测的核心工艺参数要点。参考答案：核心工艺要点包括：①探头选型：选用2.5MHz、13×13mm晶片的横波斜探头2只，K值分别为K1（折射角45°）和K2（折射角63.4°），其中K2探头用于保证根部声束覆盖，K1探头用于焊缝中上部区域检测，另配备1只5MHz、6×6mm的K2.5探头用于近表面缺陷补充检测。②试块选择：采用CSK-ⅠA试块进行探头入射点、前沿长度、K值、时基线校准；采用CSK-ⅡA试块制作距离-波幅曲线，因筒体内径800mm，远大于探头接触面宽度对应的临界曲率半径（W²/4≈42mm），无需曲面对比试块。③检测面制备：清除焊缝两侧飞溅、氧化皮、锈蚀，表面粗糙度Ra≤6.3μm，单侧探头移动区宽度不小于1.25Kt=1.25×2×46=115mm（从焊缝边缘起算），总检测宽度不小于260mm。④灵敏度校准：时基线按声程1:1校准，最大覆盖声程不小于200mm；DAC曲线以Φ2mm横孔为基准，评定线为Φ2-12dB，定量线为Φ2-6dB，判废线为Φ2+2dB，附加2dB表面耦合补偿，检测灵敏度不低于评定线；检测前测试仪器水平线性误差≤1%，垂直线性误差≤5%，探头远场分辨率≥20dB。⑤扫查要求：采用锯齿形扫查，扫查速度≤150mm/s，相邻扫查轨迹重叠宽度≥15%晶片宽度；在焊缝两侧分别采用两种K值探头进行垂直焊缝方向的扫查，辅以10°~15°斜平行扫查检测横向缺陷，对异常回波位置采用前后、左右、转角、环绕四种扫查方式进行特征识别；每4h校验一次灵敏度，偏差超过2dB及时修正，超过4dB重新校准并复检已检区域。⑥缺陷评定：回波位于Ⅱ区的缺陷采用6dB法测量指示长度，单个缺陷长度≤15mm，任意414mm（9t）长度范围内缺陷累计长度≤25mm，且无裂纹、未熔合、未焊透等面状缺陷时评为Ⅱ级；回波位于Ⅲ区的面状缺陷直接评为Ⅳ级。五、计算题（共10分）采用2.5P60Z直探头检测厚度400mm的钢制锻件，已知钢中纵波声速cL=5900m/s，实测探头在钢中的近场长度N=373mm，材质双程衰减系数α=0.005dB/mm，检测时以工件完好区底面回波为基准调节灵敏度，要求检出能力不低于Φ2mm平底孔。计算：（1）不考虑材质衰减时，深度200mm处Φ2mm平底孔回波与400mm处大平底面回波的声压差；（2）考虑双程材质衰减时，要检出深度200mm处的Φ2mm平底孔，需在底波基准上提高多少dB增益？（3）若在深度300mm处发现一缺陷，回波比200mm处Φ2mm平底孔基准回波高12dB（不考虑声程差引起的扩散与衰减差异），求该缺陷的平底孔当量直径。参考答案：首先计算纵波波长λ=cL/f=5.9×10^6mm/s÷2.5×10^6Hz=2.36mm。（1）大平底面回波声压公式为PB=P0Fs/(λxB)，平底孔回波声压公式为Pf=P0FsFf/(λ²xf²)，其中Fs为晶片面积，Ff=πΦ²/4为平底孔面积，xB=400mm，xf=200mm，Φ=2mm。声压差Δ1=20lg(PB/Pf)=20lg(4λxf²/(πΦ²xB))=20lg(4×2.36×200²/(3.14×2²×400))≈37.5dB，即不考虑衰减时底波比200mm处Φ2平底孔回波高37.5dB。（2）底波双程声程800mm，衰减量4dB；200mm处平底孔双程声程400mm，衰减量2dB，衰减差为2dB，因此需提高的增益为37.5dB-2dB=35.5dB。（3）不考虑声程差异时，波幅差满足Δ=40lg(Φx/Φ0)=12dB，解得Φx=Φ0×10^(12/40)=2×2=4mm，即缺陷当量为Φ4mm平底孔。六、案例分析题（共10分）某水电站压力钢管环缝，材质Q355B，壁厚36mm，管径2200mm，焊后采用2.5P13×13K2斜探头按NB/T470