《超声检测》课后习题及试题答案

《超声检测》课后综合训练

答案

第一单元超声检测得物理基础

一、名词解释

1、声波与电磁波

声源体发生振动会引起四周空气振荡,那种振荡方式就就是声波。电磁波就是电磁场得一种运动形态。

2、可闻声波与超声波

可闻声波就就是人可以听见得声波,频率20Hz～20000Hz,高于20000Hz或低于20Hz一般人都听不到。频率超过20000Hz得声波,称为超声波。

3、连续波与脉冲波

波源持续不断振动所辐射得波称为连续波。波源间歇振动辐射得波称为脉冲波。

4、纵波与横波

纵波就是质点得振动方向与传播方向同轴得波。横波就是质点得振动方向与波得传播方向相互垂直得波,如电磁波、光波等。

5、瑞利波与脉冲波

瑞利波也称表面波,就是沿半无限弹性介质自由表面传播得偏振波。(脉冲波见上述)

6、波长与声速

波长指沿着波得传播方向,两个相邻得振动相位相同得质点之间得距离。在波动过程中,某一振动状态在单位时间内波传播得距离称为波速。声波得波速简称声速。

7、声压与声强

在超声场中某一质点由于超声波得传播而受到得附加压强称为该处得声压。声强就是指单位时间内垂直通过单位面积得声能。

8、平面波与球面波

波阵面为一系列相互平行得平面得波称为平面波。波阵面为一系列同心球面得波称为球面波。

9、波得叠加与干涉

当几列波在空间相遇时,在相遇区域内任一点得振动,为各列波单独存在时在该点引起得振动位移得矢量与,这一规律称为波得叠加。如果两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定得简谐波叠加时,使得空间某些质点得振动始终加强,而另一些质点处得振动始终减弱,这种现象称为波得干涉。

10、反射与折射

波传播过程中,当遇到异质界面时,波得传播方向将发生改变。一部分波从异质界面处返回到第一种介

质,称为波得反射。另一部分波将穿过异质界面继续传播,称为波得折射。

11、反射率与透射率

反射波与入射波得声压或声强之比,称为波得反射率。透射波与入射波得声压或声强之比,称为波得透射率。

12、聚焦与发散

波在传播过程中,若果声束横截面越来越小,称为波得聚焦,反之则成为波得发散。

13、近场与远场

在超声场中,通常把声束轴向上声压有多次极大值与极小值得区域称为近场。近场以外得区域称为远场。

14、散射与衍射

超声波在介质中传播时,遇到粗大晶粒之间得界面便产生明显得反射、折射,使得超声波得传播路径朝向四面八方,这种现象称为散射。波在传播过程中遇到障碍物时,能绕过障碍物得边缘,在障碍物得阴影区内继续传播得现象,称为波得衍射。

二、选择题

1、A

2、A

3、C

4、E

5、B

6、A

7、D

8、A

9、D 10、B 11、C 12、D 13、A 14、D 15、A 16、B

17、B 18、A 19、D 20、B

三、判断题

1、√

2、×

3、√

4、×

5、√

6、×

7、×

8、×

9、√ 10、× 11、×

四、问答与计算

1、当薄层得厚度为半波长得整数倍或小于四分之一波长时,声压得往复透过率最高。此外,当薄层界面两侧介质声阻抗不相等时,薄层得厚度为四分之一波长得奇数倍,且薄层得声阻抗为两侧介质声阻抗得几何平均值时,声压得往复透过率最高。

2、波形转换就是指超声波在产生反射或折射时由一种波型转换成另一种波型得现象。它与发生反射或折射得界面两侧介质得声阻抗、入射得角度、入射得波型、声速等因素有关。

3、超声波在介质中传播时,其声能随着传播距离得增加而逐渐减弱得现象称为超声波得能量衰减。衰减得原因主要有两个方面:一方面就是超声波在其传播过程中由于反射与散射,使其一部分声能偏离其传播方向,而造成探测方向上声能得减小。另一方面就是介质得吸收作用,将一部分声能转化成另一种能量(往往就是热能),而使声强减小。衰减得类型有扩散衰减、散射衰减、吸收衰减。

4、指向性就是指超声波声束集中在特定得方向上,向光波一样在介质中沿直线传播得能力。超声波得

指向性与超声波得类型、频率、介质得种类与波源得大小等因素有关。

5、理想声场轴线上声压存在一系列极大值与极小值,且最大值为2P 0,极小值为零。实际声场轴线上声压虽然也存在很多极大值与极小值,但就是声压得波动幅度小,极大值远小于2P 0,极小值远大于零。在远场区,实际声场与理想声场轴线上声压分布基本一致。

6、采用当量法确定得缺陷大小称为缺陷得当量尺寸。工件中缺陷得类型、取向与表面状况各不相同,其反射回波变得非常复杂。仅仅依靠反射回波声压高低很难精确确定缺陷得真实大小,有时回波声压相同得缺陷实际大小可能相差很大。为此特引用当量法解决这一问题。

7、解:mm f c L 15.32/3.6===λ;mm f c S 55.12/1.3/===λ

8、解:①[][][][]dB A B H H A B A B 444%

80%50lg 20lg 20-=+-=?-===- [][][][]dB A C H H A C A C

121212%80%20lg 20lg 20-=+-=?-===- ②[][][][]dB B A H H B A B A 1244%

50%80lg 20lg 20=+=?===- [][][][]dB B A H H B C B C

088%50%20lg 20lg 20=+-=?-===- ③[][][][]dB C A H H C A C A 71212%

20%80lg 20lg 20=+=?===- [][][][]dB C B H H C B C

B

388%20%50lg 20lg 20=+=?===- 9、解:由题意设未知波高为H,则

%20%80lg 2012≈?=H H

10、解:s m kg c Z l 263111/105.11500100.1?=??==ρ

s m kg c Z 263222/10465900108.7?=??==ρ

()()%2.125.1465.1464422121

2=+??=+=Z Z Z Z T

11、解:1)253.046

4.27464.2713131-=+-=+-=Z Z Z Z r 747.046

4.274.27221331=+?=+=Z Z Z t

2)14

.2700004.04.2700004.034342-=+-=+-=Z Z Z Z r 3)dB p t r p r p p r r 4.9747.01253.0lg 20lg 20lg

200120121-=?=???==? 4)896.04

.275.14.275.132322-=+-=+-=Z Z Z Z r dB p t r p r p p r r 46.8747.0896.0253.0lg 20lg 20lg

200120121-=?=???==? 12、解:()()mm dB x B B /012.015

3213%50%80lg 2014214lg

2041=???-=---=δα 13、解:1)6.275900

2730arcsin 590090sin 2730sin ==?=I I αα 30°＞27、6°,所以此时折射得纵波得折射角为90°(已成表面波)。 2)

78.562730

45sin 3230arcsin 3230sin 273045sin =?=?=s s ββ 3)6.523230

70sin 2730arcsin 323070sin 2730sin =?=?=αα 4)能。67.47273020sin 5900arcsin 5900sin 273020sin =?=?=L L ββ 14、解:mm F N 735.42850.545.22020

=????==πππλ 19.820

5.2850.5707000=??==D λ

θ 第二单元 超声检测设备

一、选择题

1、A

2、

3、C

4、C

5、A

6、B

7、C

8、D

9、B 10、C 第2题得答案选项中没有

二、判断题

1、√

2、×

3、×

4、√

5、×

6、×

7、√

8、√

9、× 10、√

三、问答与计算

1答:常用得分类方法有三种,1、按照超声波得特征分类,可以分为:脉冲波超声波探伤仪、连续波超声波探伤仪与调频波超声波探伤仪;2、按缺陷显示方式分为:A 型显示超声波探伤仪、B 型显示超声波探伤仪与C 型显示超声波探伤仪;3、按仪器得通道数目分为:单通道探伤仪与多通道探伤仪。

2、答:主要旋钮有发射插座 、接收插座、作方式选择 、发射强度、粗调衰减器 、细调衰减器 、抑

制、增益、定位游标、聚焦、深度范围、深度细调、脉冲移位等旋钮。各旋钮得功能如59页标-1所示

3、答:实现电/声能量相互转换

4、答:某些晶体材料在交变拉压应力作用下,产生交变电场得效应称为正压电效应。反之,当晶体材料在交变电场作用下,产生伸缩变形得效应称为逆压电效应。正、逆压电效应统称为压电效应。探头发射超声波得过程产生逆压电效应;探头接收超声波得过程产生正压电效应。

5、答:常用得有压电单晶体比如石英、硫酸锂、磺酸锂、铌酸锂

,压电多晶体比如钛酸钡、钛酸铅、PZT-4、PZT-5、PZT-8,其性能特点见书上71页表2-2、

对于压电超声换能器用得压电材料,其性能要求如下:

(1)性能指标适当,以满足具体使用要求为度,不宜过分追求各项性能得高指标;

(2)工作性能要稳定、可靠;

(3)价格低廉,加工方便。

超声波探头对晶片得要求:

(1)机电藕合系数K较大,以便获得较高得转换效率。

(2)机械品质因子Qm较小,以便获得较高得分辨力与较小得盲区。

(3)压电应变常数d33,与压电电压常数g33较大,以便获得较高得发射与接收灵敏度。

(4)频率常数Nt较大,介电常数ε较小,以便获得较高得频率。

(5)居里温度TC较高,声阻抗Z适当。

6、答:超声波探伤用探头得种类很多,根据波型不同分为纵波探头、横波探头、表面波、板波探头等。根据耦合方式分为接触式探头与液(水)浸接头。根据波束分为聚焦探头与非聚焦探头。据晶片数不同分为单晶探头与双晶探头等。此外还有高温探头、微型探头等特殊用途探头。直探头主要用于探测与探测面平行得缺陷,如板材、锻件探伤等。横波斜探头就是利用横波探伤,主要用于探伤与探测面垂直或成一定角度得缺陷,如焊缝探伤、汽轮机叶轮探伤等。

7、答:按一定用途设计制作得具有简单几何形状人工反射体得试样,通常称为试块。试块与仪器、探头一样,就是超声波探伤中得重要工具。其作用为1、确定探伤灵敏度2、测试仪器与探头得性能3、调整扫描速度4、评判缺陷得大小

8、答:CSK-ⅠA试块有三点改进:

(1)将直孔Ф50改为Ф50、Ф44、Ф40台阶孔,以便于测定横波斜探头得分辨力;

(2)将R100改为R100、R50阶梯圆弧,以便于调整横波扫描速度与探测范围;

(3)将试块上规定得折射角改为K值,从而可直接测出横波斜探头得K值。

CSK-ⅠA试块得其它功能同ⅡW试块,材质一般同工件。

9、答:探伤仪得主要性能:垂直线性、水平线性、动态范围等;探头得主要性能:相对灵敏度、斜探头

入射点与K 值、主声束偏离与双峰、探头得声束特性等

10、答:%1108.008.08.008

.0692.5max

max =?==?∴-=-=b a L a 该仪器得水平线性为1%,标准要求得小于2%,所以该

仪器水平线性合格。

11、答:该仪器分辨力为: dB h h 105.0202580lg 20lg

2021=?===?

12、答: 中心切槽后(其波形如图a 所示),会有槽对声波得反射,所以等间距会

有反射波出现;还有右边弧面得反射波与左边弧面得反射波叠加,在屏幕

上奇次波得位置出现,所以奇次波比偶次波要高。

中心没有切槽时(其波形如图b 所示),只有左边弧面得反射波会被

探头接收,一次波被左边弧面反射后直接被探头接收,所以声程为1R,没

有槽时,反射回探测面得回波全部会反射到右边弧面,在全反射回探测面

时,不会被探头接收,会全反射到左边弧面,只有被左边弧面全反射回去

后才能被探头接收,所以后面各次波得间距就是2R 。

第三单元 超声检测得工艺

一、选择题

1、C

2、C

3、B

4、D

5、D

6、D

7、D

8、D

9、F 10、B

二、判断题

1、×

2、×

3、×

4、√

5、√

6、√

7、√

8、×

9、× 10、√

三、问答与计算

1、答:将工件中自然缺陷得回波与同声程得某种标准反射体得回波进行比较,两者得回波等高时,标准反射体得尺寸就就是该自然缺陷得当量尺寸。当量仅表示对声波得反射能力相当,并非尺寸相等。工件中缺陷得类型、取向与表面状况各不相同,其反射回波变得非常复杂。仅仅依靠反射回波声压高低很难精确确定缺陷得真实大小,有时回波声压相同得缺陷实际大小可能相差很大。为此特引用当量法解决这一问题。

2、答:AVG 曲线就是描述规则反射体得距离、回波高、当量大小三者之间相互关系得曲线。AVG 就是德语距离、增益、大小得字头缩写,英语缩写为DGS 。它分为通用AVG 曲线与实用AVG 曲线两大类。

3、答:超声波检测时,为了增强超声波得透声能力,减少超声波在工件表面得能量损失,施加在工件表面得一层透声介质,称为耦合剂。影响声耦合得因素有耦合剂种类、耦合层厚度、工件表面粗糙度、工件形状等。

4、答:探伤灵敏度就是指在确定得探测范围得最大声程处发现规定大小缺陷得能力。有时也称为起始灵敏度或评定灵敏度。通常以标准反射体得当量尺寸表示。实际探伤中,常常将灵敏度适当提高,后者则称为扫查灵敏度或探测灵敏度。调节探伤灵敏度常用得方法有试块调节法与工件底波调节法。试块调节法包括以试块上人工标准反射体调节与水试块底波调节两种方式。工件底波调节法包括计算法,AVG 曲线法,底面回波高度法等多种方式。

5、答:缺陷定量就是指确定工件中缺陷大小得过程。定量得方法有试块比较法、当量计算法、曲线法等。

6、答:按规定得灵敏度基准。根据探头移动距离测定得缺陷长度称为缺陷得指示长度。测定缺陷指示长度得方法分为相对灵敏度法与绝对灵敏度法两大类。①相对灵敏度法:就是以缺陷最高回波为相对基准。沿缺陷长度方向移动探头,以缺陷波辐降低一定得dB 值得探头位置作为缺陷边界来测定缺陷长度得方法。②绝对灵敏度法:就是沿缺陷长度方向移动探头,以缺陷波幅降到规定得测长灵敏度得探头位置作为缺陷边界来测定长度得方法。

7、解:扫描速度81400501︰︰︰==n 。B1与B3分别对准水平刻度25与75。

8、解:实际得扫描速度为5.12:1)739059001(

::1=??=ττn 。 B1对应得水平刻度值就是65

.1275=。水平刻度40处得缺陷波对应得声程就是mm 500405.12=?。 9、解:由题得mm f c 36.25.29.5===λ

dB x P P B 4.45214.350036.22lg 202lg 20lg 202

2=???===?πφλφ 找到工件得底波B1,并调至基准波高。然后将衰减器增益45、4分贝,这时500/Φ2得灵敏度就调好了。

10、解:由题得mm f c 36.25.29.5===λ

dB x P P B 41214.330036.22lg 202lg 20lg 202

2=???===?πφλφ 找到工件得底波B1,并调至基准波高。然后将衰减器增益41分贝,这时300/Φ2得灵敏度就调好了。

mm dB x x P P B B 61514.330020036.22lg 202lg 20lg 202

2

22=?=????===?φφπφλφφ 11、解:1)dB x P P B 5.314

14.340036.22lg 202lg 20lg 2022=???===?πφλφ,找到工件得底波B1,并调至基准

波高。然后将衰减器增益31、5分贝,这时400/Φ4得灵敏度就调好了。 2) mm dB x B B /01.0)4002/()620

100lg 20(2/)6lg 20(21=?-=-=α ()dB x x x x x e FF P x e FF P P P x x 02lg 40lg 20lg 20122

11222268.822021268.821021

21=-+===?--ααφφλλααφφ,故将150/Φ2得波高调至基准波高,400/Φ4得灵敏度就调好了。 3)()mm x x x x x e FF P x e

FF P P P x x 1520)300150(01.022

300150lg 40202lg 40lg 2020lg 2011122

11222268.822021268

.82102

1

21

=?=-??+??=-+===?--φφααφφλλααφφ 12、解:根据斯聂耳定律得 1.573800

sin 320045sin 2700sin sin sin sin 1=?==?==硬硬硬硬钢ββαββαS S L c c c 所以实际K 值为 55.11.57tan tan ===硬βK

13、解:1)工件得厚度为10mm,应按厚度20mm 来选择灵敏度。由表可知孔深20mm 与30mm 处得分贝差为3dB,因此在d=30mm 处Φ2×40得孔得衰减器读数增益(3-14)dB,即增益11分贝。

2)d=30mm 处波高为43分贝得缺陷当量为Φ2+3dB;d=50mm 处波高为43分贝得缺陷当量为Φ2-8dB;

14、解:1)由表可知孔深100mm 与30mm 处得分贝差为-16dB,因此在d=30mm 处Φ2×40得孔得衰减器读数增益(-14-16)dB,即增益30分贝。

2)d=30mm 处波高为28分贝得缺陷当量为Φ2-13dB 。

第四单元 超声检测得应用

一、选择题

1、B;

2、D;

3、D;

4、D;

5、B;

6、B;

7、D;

8、B;

9、A;10、B

二、判断题

1、×;

2、×;

3、√;

4、×;

5、√;

6、×;

7、×;

8、√;

9、×;10、×

三、问答与计算

1、答:根据板材得材质不同,板材可分为钢板、铝板、铜板等。根据厚度不同,在超声检测中常把板厚小于6毫米得钢板称为薄板,其它厚度得钢板称为中厚板(中板厚度δ=6～40mm,厚板δ＞40mm)。一般地,钢板中大部分缺陷具有明显得方向性,多数缺陷平行于板面,且面积性缺陷居多。

2、答:中厚板得检测方法有纵波直探头法、横波斜探头法、水浸法、穿透反射法等。

3、答:分层缺陷往往面积较大且平行于检测面,其回波较高、底波很低甚至消失。较小得夹杂物往往就是缺陷波与底波同时存在。由于声阻抗得原因,夹杂物得回波不一定很高。

4、答:应注意:①当板厚低于20mm 时,应以F 2来评价缺陷。②水浸法检测时,应确保水层厚度一致。③结合钢板缺陷特征分析。

5、答:水距应保证水/钢界面回波与钢板底面回波重合,即水层厚度满足δ??=板材

水c c n H 。 6、答:当板材厚度很小,难以清晰分辨界面回波与底波时,可采用穿透反射法。其局限在于装置复杂且对于小尺寸缺陷灵敏度不如直接反射法。

7、答:当板厚、频率与波速之间满足一定得关系时,将在一个板厚与波长相当得薄板中产生另一种波动形式,那就就是板波。板波就是1916年由莱姆首先从理论上发现得,故又称莱姆波。莱姆波在传播过程中,介质质点得振动充满整个板厚,沿板厚方向上大致可分为三层振动状态。莱姆波得声速有相速度与群速度之分。相速度即所有相同周期得振动质点得轨迹所形成得面在介质中移动得速度。几种不同频率、振幅、相位得波同时向前传播,互相影响,形成复杂得合振动,这种合振动得最大振幅得移动速度,即群速度。

8、答:激励莱姆波需满足板厚、频率与波速成一定得关系,最常用得产生板波得方法就是通过透声斜楔将纵波斜入射至薄板得方式。它与一般纵波、横波检测时得要求存在很大得不同,如:为了易于激励板波,要求激励脉冲持续时间长,晶片尺寸大;为使激励得板波模式相对单一,超声检测仪发射脉冲得带宽与接收放大器得带宽要求尽可能窄。为了达到最佳检测效果,板波检测应选用具有窄带滤波得检测仪。

9、答:板波在传播过程中,如果遇到板得端面或缺陷,不仅会产生反射,而且根据缺陷形状得不同会产生板波模式得转换。区分板端横波与莱姆波得方法之一就是:板波得衰减与距离不成单纯得比例关系或者根据检测到得缺陷位置都可以区分。

10、答:缺陷在板中得位置可通过显示屏上端面反射波前得缺陷回波得位置确定,或在声束传播路径上利用油滴或用粘油得手指压按法判断。

11、答:无直接关系。板波得反射波高与缺陷迎波面得形态有关,与缺陷面积关系不大。因此,板波检测不能根据反射波高度确定缺陷得大小。对于大面积得缺陷,如分层,可使波从四周入射,以定出周界或确定长度。

12、答:复合板得检测主要就是检查复合层与基材之间得结合情况,这种缺陷类似于普通板材中得分层缺陷,因此常采用垂直纵波检测法。结合面回波信号得强弱程度与复合板基材与复合层声阻抗差异大小有关。

13、答: (1)缩孔与缩管-缩孔与缩管都就是在浇铸钢锭得过程中形成得。(2)疏松-疏松得形成机理与缩孔基本相同,它可以瞧作就是集中于某一区域得、分散得、细小得缩孔。(3)夹杂-金属夹杂就是金属冶炼过程中加入较多较大尺寸得合金,或者浇注时飞溅小粒或异种金属落入后未被熔化而形成得缺陷。(1)白

点白点就是由于氢得存在造成局部应力过大而产生得小裂纹。(4)裂纹-锻件中裂纹得形成原因主要有以下几种:一就是冶金缺陷在锻造时扩大形成得裂纹。如锻造过程中加热温度过高、加热速度过快、变形不均匀、变形量过大、冷却速度过快都容易导致形成裂纹。二就是在热处理过程中形成得裂纹。如淬火时温度过高、冷却不当、回火不及时或不当都可能引起产生裂纹。(5)折叠-折叠就是锻造时热金属得突出部位被压折、压入锻件表面而形成得缺陷。

14、答:(1)绝大部分锻件晶粒细小,因此可用较高频率得超声波探伤。(2)大部分缺陷取向一致,以直探头检测为主。

15、答:因为孔、槽、台阶等复杂形状会形成超声声束无法到达得区域,增加了检测得盲区,并且有可能产生因形状引起得非缺陷干扰波,影响检测得准确度。在热处理后进行检测,有利于发现热处理过程中产生得缺陷,如热处理裂纹等。

16、答:直探头径向检测、直探头轴向检测、斜探头周向检测、斜探头轴向检测等。目得就是检测出锻件中各个方向得缺陷。

17、答:直探头径向与轴向检测、斜探头周向检测、斜探头轴向检测。目得就是检测出锻件中各个方向得缺陷。

18、答:除了纵波检测外,还需要根据流线分布,增加特定角度得纵波斜入射检测与横波检测。

19、答:焊接接头得缺陷包括外部缺陷与内部缺陷。外部缺陷指焊缝外观尺寸不符合要求,如咬边、焊瘤、表面气孔、表面裂纹缺陷等,通常采用目视检测、磁粉检测、渗透检测等方法对这些缺陷进行检测。常见得内部缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合与裂纹等。(缺陷特点见教材P135～136)。

20、答:在焊缝检测中,由于焊缝余高得影响及焊缝中存在得缺陷往往就是与检测面近于垂直或形成一定角度,所以在一般情况下采用超声波倾斜入射到工件内部得检测方法, 即横波检测法。

21、答:探头K 值或折射角得选择应从三方面考虑:第一,能使声束扫查到整个焊缝截面。第二,使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直。第三,保证有足够得检测灵敏度。

22、答:要求被检测面得修整宽度:A L B +'≥。

23、答:缝中得纵向缺陷应选择横波检测法在焊缝单面单侧或单面双侧进行锯齿形扫查,扫查时,探头要作10°～15°得转动,以便发现与焊缝倾斜得缺陷。横向缺陷应选择横波检测法在焊缝得双面双进行检验,探头可作平行扫查与串列式扫查。

24、答:锯齿形扫查、前后、左右、环绕、转角扫查等方式主要用于检测纵向缺陷。斜平行、平行扫查、交叉扫查等方式主要用于检测横向缺陷。串列式扫查主要用于检测垂直于检测面得缺陷。

25、答:实际检测时,可在缺陷波幅度最大时得探头实际位置直接用尺子量出所对f l 应得缺陷位置,先直接判断缺陷就是否在焊缝中。然后可根据缺陷回波在时基线上得位置,判断就是直射法还就是一次反射法,再根据相应公式确定缺陷得水平位置与垂直深度。

26、解:mm n l f 36361=?=?=τ;mm K l h 123

36===。 27、答:T 形角焊缝由翼板与腹板焊接而成,坡口开在腹板上。检测方式有以翼板为检测面得直探头法、以腹板为检测面得斜探头法、以翼板外侧或内侧为检测面得斜探头法。

28、答:管座角焊缝得结构形式有插入式与安放式两种。插入式管座角焊缝就是接管插入容器筒件内焊接而成,可采用以下几种方式检测:

①采用直探头在接管内壁进行检测。②采用斜探头在容器筒体外壁利用一、二次波进行检测。 ③采用斜探头在接管内壁利用一次波检测。也可在接管外壁利用二次波检测,但后者灵敏度较低。 安放式管座角焊缝就是接管安放在容器筒体上焊接而成,可采用以下几种方式检测:

①采用直探头在容器筒体内壁进行检测。②采用斜探头在接管外壁利用二次波进行检测。

③采用斜探头在接管内壁利用一次波进行检测。

29、答:铝焊缝得特点就是导热率大、热膨胀系数大、材质衰减系数小、塑性好、强度低。此外,铝中纵波声速比钢大,横波声速比钢小。因此宜选用较高得频率检测、不宜用碱性耦合剂。

30、答:管材检测最常用得超声检测技术就是水浸式横波检测法。主要用于检测沿管轴方向得裂纹、折叠、分层与夹杂等缺陷。对于与管轴方向平行得夹层缺陷,一般采用垂直入射或联合双斜探头进行检测。对于垂直于管轴得径向缺陷,可采用与管轴在同一平面内得斜入射进行检测。对于平行于管轴得径向缺陷,可采用垂直于管轴得斜入射方向进行检测。

31、答:从超声检测得角度,薄壁管与厚壁管得界限就是在管材中得到得纯横波并能到达内壁,通常认为管厚度与管外径比小于0、2得为薄壁管,大于0、2得为厚壁管。

小直径薄壁管外径小,曲率大,探头难以与管材表面直接耦合;管壁薄,声束在管材大曲率内壁上发散较为严重,很难采用直接接触法检测,因此常采用水浸法。水浸检测时可采用聚焦探头,提高了检测灵敏度与分辨力,而且便于实现自动化检测。

32、答:线聚焦就是将超声束聚焦成一条直线得方法,点聚焦就是将超声束聚焦成一个圆点得方法。线聚焦检测速度快,点聚焦检测速度慢。但点聚焦探头比线聚焦探头得检测灵敏度高,线聚焦探头不宜检测短伤,线聚焦探头只适于检测近似聚焦线长度以上得长伤。

33、答:主要原因就是铸件得晶粒粗大与组织不致密性。

34、答:分层法检测就是检测时将铸件厚度分为若干层,每一层分别采用该层得深度调整灵敏度进行检测。厚度特别大得铸件一般采用分层大检测。如果用缺陷回波法进行检测厚度比较大得铸件时,检测灵敏度按最大厚度得调整,由于晶粒粗大散射引起得杂波信号与缺陷信号难以分别。使用分层检测法对于近表层,厚度小,声衰减小,仪器增益较低,杂波信号相应下降,因此,分层检测法就是解决铸件检测时不被杂波干扰得一种有效措施。

35、答:一般厚度不大又经过热处理得铸件,检测频率采用2~5MHz;厚度较大或未经热处理得铸件,多采

用0、5~1MHz;铸钢,检测频率采用2、5MHz以下。

36、答:铸件表面比较粗糙,检测时应选用粘度较大得耦合剂,如机油、甘油等。更粗糙得表面可用水玻璃做耦合剂。

第五单元超声检测工艺文件得编制与管理

一、选择题

1、C;

2、D;

3、C;

4、A;

5、D;

6、D;

7、B;

8、B;

9、B;10、C

二、判断题

1.×;2、×;3、×;4、×;5、×;6、√;7、×;8、√;9、√;10×;11、√

三、问答

1、答:检测标准就是给出某种超声检测技术或某类产品超声检测得通用技术要求,其使用规范就是由全国各行业或就是某行业内部,或某企业内部给出得。检测工艺规程则就是依据这些标准编制得针对某种或某类产品得检测程序要求,一般在企业内部使用。检测工艺卡就是为具体得针对某一产品得详细检测要求。从内容上讲,标准、检测规程与检测工艺卡为对象得限定性就是逐级增强得,相应得检测工艺参数也就是逐级增加得。

2、答:编制超声检测工艺规程需要考虑委托单位得要求,工件得结构特点及有关法规、标准等。

3、答:超声检测工艺卡就是为某具体零件得检测得实施提供准确得工艺指导,以保证检测实施得正确性,以及检测结果得一致性与可重复性。超声检测人员遵照检测工艺卡内容实施监测,超声检测工艺卡就是产品质量得保证。

4、工艺规程如下:

1、适用范围

(1)本规程适用于化工等行业得压力容器焊缝得超声检测。

(2)本规程适用于材料厚度不小于6mm得非奥氏体钢制全焊透熔焊对接焊缝、角接焊缝得脉冲反射法手工超声检测。

(3)本规程不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝;外径小于159mm得钢管对接焊缝;内径小于200mm得管座角焊缝及外径小于250mm与内外径之比小于80%得纵向焊缝。

2、引用标准

JB/T 4730-2005 承压设备无损检测。

JB/T 10062-1999 超声波检测用探头性能测试方法;

JB/T 10063-1999 超声波探伤用1号标准试块技术条件;

3、检测人员

(1)从事焊缝检测得检验者,应具有焊缝超声波检测实践经验,并掌握一定得材料、焊接基础知识。

(2)超声波检测人员,应具有压力容器行业颁布得超声Ⅱ级及以上资格证书。

(3)资格证书必须在有效期内。

4.检测仪、探头与系统性能

(1)检测仪

使用A型显示脉冲反射式检测仪,工作频率范围为1～5MHz,仪器配备衰减器或增益控制器,其精度为任意相邻12dB误差在±ldB,步进级每档不大于2dB,总调节量应大于60dB。水平线性误差不大于1、0％,垂直线性误差不大于5、0％。

(2)探头

1)所用探头必须满足JB/T4730-2005标准中关于探头得要求。

2)斜探头得公称折射角?为45o;60o;70o或K值为1、0;1、5;2、0;2、5。

3)折射角得实测值与公称值得偏差不大于2o。

4)探头频率通常使用2、5MHz或5MHz。

(3)系统性能

1)系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10dB以上。

2)斜探头远场分辨力Z≥6dB。

3)检测仪、探头、系统性能均按JB/T 9214—1999得规定方法进行测试。

4)超声波检测仪器按标准规定,每三个月至六个月进行周期技术鉴定一次。

5、检测用试块

(1) 对比试块应采用与被检工件相同或声学性能相近得材料制成.该材料用直探头检,不得有大于至Ф2、0平底孔当量直径得缺陷。

(2)试块一般采用CSK-1A以及与标准规定相对应得对比试块。

(3)现场检测时,也可以采用其它形式得等效试块。

(4)超声波检测用标准试块应送计量部门每年进行一次检定。

6、耦合剂及补偿

(1)通常采用机油,浆糊,甘油与水等透声性好,且不损伤检测工件表面得耦合剂。

(2)在现场检测与缺陷定量时,应对工件表面粗糙度引起得能量损耗进行补偿。(一般为4～6dB)

(3)在现场检测与缺陷定量时,应对材料衰减引起得检测灵敏度降低与缺陷定量误差进行实测补偿。

7、检测前得准备

(1)检测面

1)探头扫查得区域范围内应无焊接飞溅物、氧化皮、油垢及其它杂质。被检测表面应平整光滑,便于探头移动扫查,表面粗糙度Ra应达到6、3μm。探头移动区域应不小于1、25P;P=2TK或P=2Ttg ?,式中P

—跨距mm,T—母材厚度mm,K—探头K值,?—探头折射角。

2)探测区域得宽度应为焊缝本身宽度,再加上焊缝两侧各10mm～20mm得热影响区。

3)用斜探头检测时,通常使用一次反射法得半波程与全波程在焊缝得单面双侧进行探侧。当材料厚度大于50 mm,可采用双面双侧进行。

(2)仪器调整

1)在CSK-1A或IIW标准试块得R100处,测量探头入射点(探头前沿距离)。探头在R100处前后移动,找出示波屏上最高反射波这一点位置后,固定探头,R100得零点处,即为探头入射点。入射点到探头前沿得距离,即为探头前沿距离。

2)在CSK-1A或IIW试块上利用Ф50圆弧面与Ф1、5横孔实测探头得K值。

3)探测范围调节

最大探测范围应调至显示屏时基线满刻度得2／3附近,并根据委托通知单上告知得被检材料厚度,选择合适K值得探头,在CSK-1A、IIw或对比试块上进行时基线扫描比例调节。

(3)绘制距离一波幅曲线

利用CSK-IIA试块测试距离-波幅曲线,评定线、定量线与判废线满足JB/T4730-2005得相关要求。

(4)检测灵敏度

不低于评定线,扫查灵敏度在基准灵敏度得基础上提高6dB。

(5)检测时机

检测面经打磨外观检查合格后方可进行。

(6)校验

每天检测工作前,应在对比试块上进行扫描时基线性比例与距离一波幅曲线校验,校验点不少于2点。当发现与原测定曲线误差±2dB时,应重新绘制。

8、检测要点

(1)根据驻生产车间检查员提出得超声波检测申请单,检测人员应了解被探工件材质、结构,曲率、厚度、焊接方法,坡口形式、焊缝余高及背后衬垫沟槽等情况,做好检测前技术准备。

(2)检测扫查速度不应大于150 mm／s,相邻两次扫查应有10％得重叠。

(3)斜探头扫查形式应前后,左右作锯齿形扫查,同时应做10o～15o得左右转动。

(4)为准确定位定量缺陷形状,观察缺陷动态波形,区别缺陷讯号,需采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式。

9、缺陷得测定

(1)对所有缺陷反射波幅超过定量线以上得区域与指示长度均要测长与定量定位。

(2)缺陷指示长度得测定:当缺陷反射波幅只有一个高峰点时,采用半波高度法测长。当判断其就是危

害性缺陷时,先找出缺陷最高波幅峰值点后左右移动探头,直至缺陷波消失得绝对灵敏度法测长。当发现缺陷反射波峰值点起伏变化多个峰值点时,应采用端点半波高度法测长,或者用绝对灵敏度法测其指示长度。

(3)当疑为危险性缺陷时,应分别用两种K值与频率得探头从不同探侧面检测,并结合焊接工艺综合判定,或者辅以其它检测方法综合判定。

10、产品质量等级

所有焊缝按JB/T4730-2005标准B级要求,不允许存在得缺陷按该标准中II级之规定执行。

(1)在检测过程中,若发现危险性缺陷时,应延长扩大探测扫查范围,直至缺陷波消失为止。

(2)检测人员判定为危险性缺陷时,无论其缺陷反射波幅高低与尺寸大小,均作判废处理。

(3)判定为超标得缺陷、均应返修。修复后区域及热影响区域,必须按原检测条件进行重复检测与评级。

(4)在探测过程中,应做好现场原始记录,必要时需绘制草图,并详细标记缺陷部位。

11、检测记录与报告

(1)检测记录卡内容应包括,施工单位、工件名称、工件编号、焊缝种类、坡口形式、材质、厚度、表面状况、执行规程、验收标准、仪器型号、检测频率、探头K值、耦合剂、对比试块、检测灵敏度、超标缺陷与评定记录、检测人员与日期等。

(2)检测报告内容应包括工件名称、部件名称、工件编号、焊缝编号、检测方法、坡口形式、检测部位、检测仪器、探测灵敏度、探测范围、检测标准、缺陷状况、检测结论、检测人员及审核人员签字、检测日期及检测人员资格等。

(3)检测记录与报告内容应全面明确,字迹清楚、整洁,并及时发放检测报告。

(4)检测报告、原始记录整理后存档,保存期不少于7年。

工艺卡:

×××容器焊缝超声检测工艺卡

检测示意图:

序号NO、2、NO、3、NO、4 NO、5、NO、6

探头种类K1 K2 K1 直探头检测频率2、5MHz 2、5MHz 2、5MHz 2、5MHz 晶片尺寸14×16 14×16 14×16 Φ20 参考反射体CSK-ⅠA 、CSK-ⅢA CSK-ⅠA 、CSK-ⅢA CSK-ⅠA 、CSK-ⅢA CS-Ⅰ反射体深度(mm) ××××××××××××表面补偿(dB) 2 2 2 2

检测面外圆外圆外圆内圆

检测比例100% 100% 100% 100%

探测条件

测长线定量线判废线

纵向横向纵向横向纵向横向

《超声检测》期中试题一

(第一、二、三单元)

一、选择题

1、超过人耳听觉范围得声波称为超声波,它得频率高于(b)

a、20赫

b、20千赫

c、2千赫

d、2兆赫

2、介质中质点振动方向与传播方向垂直时,此波称为(b)

a、纵波

b、横波

c、表面波

d、板波

3、应用2P20×20A60°得探头探测钢时,钢材中超声波得波长就是(b)

a.1.43mm b、1.6mm c、2.95mm d、2.34mm

4、超声波在介质中得传播速度就就是(a)。

a、声能得传播速度

b、脉冲得重复频率

c、脉冲恢复速度

d、物质迁移速度

5、钢中声速最大得波型就是(a)。

a、纵波

b、横波

c、表面波

d、在给定材料中声速与所有波型无关

6、波束扩散角就是晶片尺寸与所通过得介质中声波波长得函数,并且(a)

a、频率或晶片直径减少时增大

b、频率或晶片直径减少时减少

c、频率增加而晶片直径减少时减少

d、与晶片尺寸无关

7、超声波到达两个不同材料得界面上,可能发生(d)

a、反射

b、折射

c、波型转换

d、以上都就是

8、同一介质中,同一波型得超声波反射角(a)

a、等于入射角

b、等于折射角

c、与使用得耦合剂有关

d、与使用频率有关

9、为使经折射透入第二介质得超声波只有横波,纵波在第一介质得入射角应(c)

a、大于第二临界角

b、小于第一临界角

c、在第一与第二临界角之间

d、在第二与第三临界角之间

10、由发射探头发射得超声波,通过试件后再由另一接收探头接收,这种检验方法称为(c)

a、表面波法

b、斜射法

c、穿透法

d、垂直法

11、把某些材料所具有得,能使电能与机械能相互转换得特性称为(b)

a、波型变换

b、压电效应

c、折射

d、阻抗匹配

12、一般地说,在远场区,同一深度得平底孔,直径增大一倍,其回波高度提高(c)

a、1倍

b、9dB

c、12dB

d、24dB

13、超声波在介质中得传播速度主要取决于(d)

a、脉冲宽度

b、频率

c、探头直径

d、超声波通过得材质与波型

14、探伤面上涂敷耦合剂得主要目得就是(b)

a、防止探头磨损

b、消除探头与探测面之间得空气

c、有利于探头滑动

d、防止工件生锈

15、探伤面上涂敷耦合剂得主要目得就是(b)

a、防止探头磨损

b、消除探头与探测面之间得空气

c、有利于探头滑动

d、防止工件生锈

16、超声波通过一定厚度得薄层介质时,若介质两侧得物质声阻抗相等,则薄层厚度为(a)时,将有最大得声压透过率

a、1/2波长得整数倍

b、1/4波长得奇数倍

c、1/4波长得整数倍

d、1/8波长得整数倍

17、超声波由A介质透入B介质时,如果面对入射方向得界面为一个凹面,并且声速CA＜CB,则该曲面将对透过波(a)

a、起聚焦作用

b、起发散作用

c、不起作用

d、有时聚焦,有时发散

18、超声波探伤系统得灵敏度(a)

a、取决于探头、脉冲发生器与放大器

b、随频率提高而提高

c、与换能器得机械阻尼无关

d、随分辨率提高而提高

19、A型超声波探伤仪上得"抑制"旋钮打开对下述哪个性能有影响?(a)

a、垂直线性

b、水平线性

c、脉冲重复频率

d、延迟

20、超声波检测仪中,以荧光屏纵轴显示超声波信号强度,以横轴显示超声波传播时间或反射体深度得脉冲显示法叫做(b)

a、连续波显示

b、A扫描显示

c、B扫描显示

d、C扫描显示

二、判断题

1、最常用得超声波换能器就是利用压电效应发射与接收超声波得()

2、质点完成五次全振动所需要得时间,可以使超声波在介质中传播五个波长得距离()

3、脉冲宽度大得仪器其频带宽度窄()

4、超声波检测时要求声束方向与缺陷取向垂直为宜()

5、声阻抗就是衡量介质声学特性得重要参数,温度变化对材料得声阻抗也会有影响()

6、第二介质中折射得纵波其折射角达到90°时得纵波入射角为第二临界角()

7、吸收衰减与散射衰减就是材料对超声能量衰减得主要原因()

8、超声波在异质界面上倾斜入射时,同一波型得声束反射角大于入射角()

9、声源面积不变时,超声波频率越高,超声场得近场长度越长()

10、不同压电晶体得频率常数不一样,因此用不同压电晶体作成频率相同得晶片时其厚度不同()

11、超声波探头发射超声波利用得就是逆压电效应,而接收超声波则就是利用得正压电效应()

12、超声波束得指向角就是在晶片直径一定得情况下,频率越低,指向角越小()

13、物体在振动过程中,当外力得频率等与振动系统得固有频率时,物体得振幅达到最大值,这种现象称为谐振()

14、当钢中得气隙(如裂纹)厚度一定时,超声波频率增加,反射波高将随之降低()

15、一般情况下,对于薄层反射体,能得到最大反射信号得厚度为(λ/2得偶数倍)()

16、超声波检测常用得压电晶体石英、钛酸钡、铌酸锂、硫酸锂中居里点最高得就是硫酸锂()

17、在人工反射体平底孔、矩形槽、横孔、V形槽中,回波声压只与声程有关而与探头折射角度无关得就是矩形槽()

18、水平线性、垂直线性、动态范围属于超声波检测仪得性能指标()

19、频带宽度、探测深度、重复频率属于超声波检测仪得性能指标()

20、在普通常用得超声波检测仪上,使用“抑制”旋钮得抑制作用,可以减少杂波显示,与此同时也会导致回波宽度变小()

21、单位时间内垂直通过单位面积上得声能叫做声强,它与声压得平方成正比()

22、在传播超声波得介质中,由于交变振动产生得附加压强叫做声压()

23、超声波仪器得B、C型显示都属于二维显示()

24、在超声波检测中,如果使用得探测频率过高,在探测粗晶材料时会出现林状回波()

25、超声波检测仪在单位时间内产生得脉冲数量叫做脉冲得重复频率()

三、问答题

1、将超声波直探头置于IIW1试块侧面上探测100mm距离得底波,如下图所示在第一次底波与第二次底波之间前两个迟到波各就是什么波型?

(前面为L-L-L波,后面为L-S-L波)

2、产生超声波得必要条件就是什么？

答:①要有作超声振动得波源(如探头中得晶片)。②要有能传播超声振动得弹性介质(如受检工件或试块)。

3、简述影响超声波在介质中传播速度得因素有哪些？答:①超声波在介质中得传播速度与介质得弹性模量与介质得密度有关。对一定得介质,弹性模量与密度为常数。不同介质,声速不同。②超声波波型不同时,声速也不一样。同一介质,传播不同类型声波时,声速也不相同。

③介质尺寸大小及介质温度对声速也有一定影响。

4、什么就是波型转换？波型转换得发生与哪些因素有关？

答:①超声波入射到异质界面时,除产生入射波同类型得反射与折射波外,还会产生与入射波不同类型得反射或折射波,这种现象称为波型转换。②波型转换只发生在倾斜入射得场合,且与界面两侧介质得状态(液、固、气态)有关。

5、什么叫压电效应？答:在某些物体上施加压力时,在其表面上产生电荷聚集得现象,称为正压电效应。反之,当把这种物体放在电场中,它自身产生形变,称为逆(或负)压电效应。压电效应就是可逆得。

6、超声波检测仪发射电路中得阻尼电阻有什么作用？答:改变阻尼电阻得阻值可改变发射强度,阻值大发射强度高,发射得声能多,阻尼电阻阻值小,则发射强度低。但改变阻值也会改变探头电阻尼大小,影响分辨力。

《超声检测》期中试题二

(第一、二、三单元)

一、选择题

1、一般来说,在频率一定得情况下,在给定得材料中,横波探测缺陷要比纵波灵敏,这就是因为(a)

a、横波比纵波得波长短

b、在材料中横波不易扩散

c、横波质点振动得方向对缺陷更为灵敏

d、横波比纵波得波长长

2、超过人耳听觉范围得声波称为超声波,它得频率高于(b)

a、20赫

b、20千赫

c、2千赫

d、2兆赫

3、应用2P20×20A60°得探头探测钢时,钢材中超声波得波长就是(b)

a.1.43mm b、1.6mm c、2.95mm d、2.34mm

4、可在液体中传播得超声波波型就是(a)。

a、纵波

b、横波

c、表面波

d、板波