UT1级超声波检测习题
UT一级超声波检测复习题
是非题
1. 机械波是由机械振动产生的，波动频率就是振动频率。（○）
2. 材料组织不均匀会影响声速。（○）
3. 一般固体中的声速随温度的升高而增大（×）
4. 介质能传播横波和表面波的必要条件是介质具有切变弹性摸量。（○）
5. 同样能量的声束在铝中要比钢中传播的更远。（×）
6. 材料的声阻抗越大，传播时衰减越大（○）
7. 在同一材料中。传播纵波、横波时声阻抗不一样。（○）
8. 超声波以10°角入射钢/水界面时，反射角等于10°。（○）
9. 超声波入射到C1＜C2的凹曲面时，其透过波发散。（×）
10. 超声波入射到C1＞C2的凸曲面时，其透过波聚焦。（○）
11. 超声波频率越高，近场区的长度越大。（○）
12. 探头的频率越高，声束扩散角越小。（○）
13. 超声波的指向性不仅与频率有关，并且与波形有关。（○）
14. 超声波的近场长度越短，声束指向性越好。（○）
15. 超声波的能量主要集中在主声束。（O）
16. 频率和晶片尺寸相同时，横波比纵波指向性好。（○）
17. 对空心圆柱体在孔探伤时，回波声压比同声程大平底低。（×）
18. 探伤中发射超声波是利用正压电效应，接收超声波是负压电效应。（×）
19. B型显示能够展现工件中的缺陷埋藏深度。（○）
20. C型显示能够展现工件中的长度和宽度。（○）
21. A型显示利用曲线板可显示缺陷的当量和埋藏深度。（○）
22. 探伤仪的扫描电路是控制探头在工件探伤面上的扫查电路。（×）
23. 调节“深度”旋钮即是在改变水平扫描线的扫描速度。（○）
24. 调节“抑制”旋钮即是在改变仪器的动态围。（×）
25. 调节仪器的“水平”旋钮，会改变仪器的水平线性。（×）
26. 水中只能传播纵波，所以水浸探头只能进行纵波探伤。（×）
27. 工件的表面粗糙度对反射波高没有影响。（×）
28. 采用当量法确定的缺陷尺寸一般小于缺陷实际尺寸。（○）
29. 钢板探伤时，通常只根据缺陷波判定缺陷。（×）
30. 中厚板探伤中，若出现缺陷的多次反射，说明缺陷尺寸较大。（○）
二.选择题
1.超声波是机械波，其频率围（）
A 高于2万赫兹
B 1-10MHz
C 高于200Hz
D 0.25—15MHz
2.固体材料中纵波声速CL，横波声速CS，表面波声速CR之间的关系（）
A CR ＞CS ＞CL
B CS ＞CL ＞CR
C CL＞CS ＞CR D以上都不对
4.超声波在介质中的传播速度与（）有关
A 介质的的弹性
B 介质的密度
C 超声波的波型
D 以上全部
5.在流体中可传播（）
A 纵波
B 横波
C 纵波、横波及表面波
D 切变波
6.脉冲反射法超声波探伤主要利用超声波在传播过程中的（）A 散射特性 B 反射特性 C 透射特性 D 扩散特性
7.在同一固体介质中，传播纵波、横波，其声阻抗（）
A 一样
B 横波大
C 纵波大
D 无法确定
8.倾斜入射到异质界面时第一临界角是（）
A 折射纵波等于90°时的横波入射角
B 折射横波等于90°时的纵波入射角
C 折射纵波等于90°时的纵波入射角
D 入射纵波接近90°时的折射角
9. 倾斜入射到异质界面时第二临界角是（）
A 折射纵波等于90°时的横波入射角
B 折射横波等于90°时的纵波入射角
C 折射纵波等于90°时的纵波入射角
D 入射纵波接近90°时的折射角
10. 要在工件中得到纯横波，探头入射角α必须（）
A 大于第二临界角
B 大于第一临界角
C 在第一第二临界角之间
D 小于第二临界角
11.钢板焊缝探伤时横波（）
A 在有机玻璃楔块中产生
B 从晶片上产生
C 在有机玻璃与耦合层界面上产生
D 在耦合层与钢板界面上产生
12.直径12mm晶片，5Mhz直探头在钢中的指向角（）
A 5.6°
B 3.5°C6.8° D 24.6°
13. 直径14mm晶片，2.5Mhz直探头在钢中的近场区（）
A 27mm
B 21mm
C 38mm
D 以上都不对
14.超声场的未扩散区长度（）
A 等于近场区长度
B 约等于近场区长度0.6倍C约等于近场区长度1.6倍D 约等于近场区长度3倍
15.A型显示探伤仪在荧光屏上直接获得的信息是（）
A 缺陷的性质和大小
B 缺陷的形状和取向
C 缺陷回波的大小和超声波传播的时间
D 以上都是
16. A型显示探伤仪在荧光屏上垂直显示的大小表示（）
A 缺陷大小
B 缺陷的位置
C 工件厚度
D 超声波传播时间
17. A型显示探伤仪在荧光屏水平基线获得的信息是（）
A 缺陷大小
B 缺陷的位置
C 探头移动距离
D 回波幅度
18.影响仪器灵敏度的旋钮有（）
A 发射强度和增益
B 衰减器和抑制
C 深度补偿
D 以上都是
19. 仪器水平线性好坏直接影响（）
A 缺陷性质判断
B 缺陷大小判断
C 缺陷的精确定位
D 以上都对
20.抑制旋钮会影响仪器的（）
A 垂直线性
B 动态围
C 灵敏度
D 以上都是
21.辨别相邻两缺陷的能力称为（）
A 检测灵敏度
B 时基线性
C 垂直线性
D 分辨力
23.钢板缺陷的主要分布方向是：
A 平行于或基本平行于钢板表面
B 垂直于钢板表面
C 分布方向无倾向性
D 以上都是
24.钢板探伤主要采用
A 纵波直探头
B 表面波探头
C 横波直探头
D 聚焦探头
25.下面关于钢板探伤的叙述那条是正确的
A 若出现缺陷波的多次反射则说明缺陷当量很大
B 无底波时说明钢板无缺陷
C 钢板中不允许的缺陷尺寸应采用当量法测定
D 钢板探伤应尽量采用低频率
26.30mm厚钢板水浸探伤，水层厚度15mm时第三次底波显示于
A 二次界面波之前
B 二次界面波之后
C 一次界面波之前
D 不一定
27.锻件缺陷包括
A 原材料缺陷
B 锻造缺陷
C 热处理缺陷
D 以上都有
28.轴类锻件最主要的探测方向是
A 轴向直探头探伤、径向直探头探伤
B 直探头侧面探伤
C 斜探头外圆轴向探伤
D 斜探头外圆周向探伤
29.饼类锻件最主要的探测方向是
A 直探头端面探伤
B 径向直探头探伤
C 斜探头端面探伤
D 斜探头侧面探伤
30.筒形锻件最主要的探测方向是
A 直探头端面和外圆探伤
B 直探头外圆面轴向探伤
C 斜探头外圆周向探伤
D 以上都是
三.问答题
1.超声波探伤仪器的主要性能指标有那些？
答：探伤仪性能是指与有关的性能，主要有垂直线性、水平线性、动态围。
2.钢板中常见缺陷有哪几种？
答：钢板中常见外部缺陷有折叠、裂缝、重皮；部缺陷有分层、非金属夹杂、白点等。
3. 何谓钢板的多次重合法？为什么一般不采用一次重合法？
答：钢板水浸探伤时为避免水层界面多次回波与钢板多次回波相互干扰，调整水层厚度，使水/钢界面回波与某次钢板底波重合即为多次重合法。当钢/水界面与钢板第二、第三或第四次底面回波重合时即为二次、三次或四次重合法。
一次重合法时界面各次波分别与钢板底波一一重合，此时探伤中难以观察到钢板底波的衰减，就无法根据底波的衰减来判定缺陷，所以一般不采用一次重合法。
4.简要说明钢板探伤中引起底波消失的可能情况。
③钢板中有吸收性缺陷（如疏松或密集小缺陷）④有倾斜的缺陷。
5.钢板探伤常采用的几种扫查方式个适用什么情况？
答：①全面扫查：对要求高的钢板做100%扫查，探头移动方向垂直于压延方向，扫查轨迹要有10%的重复覆盖。
②列线扫查：沿列线间距100mm平行并垂直于压延方向的列线扫查。
③边缘扫查：在钢板边缘一定围扫查。包括剖口线两侧。
④格子线扫查：钢板边缘50mm做全面扫查，其余按边长200mm的方格线扫查
（4703.3—2005标准已改变）
6.钢板探伤常采用什么方法来调节灵敏度？
答：钢板探伤的灵敏度有以下几种方法：
①阶梯试块法：当板厚≤20mm时，使阶梯试块上与工件等厚度的底面反射波达满屏的50%，再提高10dB作为探伤灵敏度；
②平底孔试块法：当板厚＞20mm时，使试块上的Φ5平底孔第一次反射回波达满屏的50%，作为探伤灵敏度；
③底波法：当板厚＞60mm时，可取钢板无缺陷处的第一次底波达满屏的50%作为探伤灵敏度，但结果应与②的要求一致。
7.钢板探伤如何判定缺陷？如何测定缺陷位置和大小？
答：在钢板探伤中的缺陷判定：
4730.3-2005 4.1.6.1中确定可作为缺陷判定的回波有3种情况：
（1）缺陷第一次反射波F1大于50%的；(F1≥50%)
（2）第一次底波小于100%，第一次缺陷波F1与底波B1之比F1/B1大于50%的；
(B1＜100%时F1/ B1≥50%)
（3）第一次底波B1小于50%的。(B1＜50%)
缺陷位置的测定：
缺陷位置的测定：缺陷位置的测定包括确定缺陷的深度和平面位置。深度可由显示器水平刻度来确定，平面位置根据发现缺陷时探头的位置确定。
缺陷大小的测定：
钢板探伤中常采用测长法测定其指示长度和面积。
当缺陷第一次反射波F1≥50%或F1≥B150%时，使F1达到25%活F1/B1达到50%时探头中心移动的距离为缺陷的指示长度，探头中心轨迹即为缺陷的边界。
当缺陷第一次反射波F1＜50%时，使B1达到50%时探头中心移动的距离为缺陷的指示长度，探头中心轨迹即为缺陷的边界。
8.锻件中常见缺陷有哪些？
答：锻件中的缺陷按缺陷形成的时期可分为铸造缺陷、锻造缺陷和热处理缺陷。铸造缺陷主要有：缩孔残余、疏松、夹杂、裂纹等。
锻造缺陷主要有：折叠、白点、裂纹等。
热处理缺陷主要有：裂纹、白点等。
9.锻件探伤中常用灵敏度调节方法有几种？各适用什么情况？
①底波法当锻件探测厚度≥3N且具有与探测面平行的底面时常用底波来调整灵敏度；②试块法当锻件探测厚度＜3N或由于几何形状所限，或由于底面粗糙时，应利用人工缺陷的试块来调节探伤灵敏度。
使用试块调节灵敏度时要考虑材质差和表面耦合差。
10.锻件探伤中常见非缺陷回波有哪几种？
答：1.三角反射波2.迟到波3. 61°反射波4.轮廓回波
11.铸件中常见缺陷有哪些？
答：铸件中的缺陷主要有：气孔、缩孔、夹杂、裂纹。
12.焊缝中常见缺陷有哪几种？
答：焊缝中常见缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。
13.焊缝探伤时探头的基本扫查方式有哪些？各有什么作用？
答：(1)锯齿形扫查：检查焊缝中有无缺陷；
(2)左右扫查：左右扫查推断缺陷长度；
(3)前后扫查：前后扫查推断缺陷深度和缺陷自身高度；
(4)转角扫查：判定缺陷的方向性；
(5)环绕扫查：推断缺陷的形状；
(6)平行或斜平行扫查：探测焊缝及热影响区的横向缺陷；
(7)串列扫查：探测垂直于探伤面的缺陷。
14.横波探伤焊缝时选择探头K值应依据那些原则？
答：探头K值的选择的三个原则：
①声束能扫查到整个焊缝界面；
②声束轴线尽量与主要危害性缺陷垂直；
③保证有足够的灵敏度。
15.焊缝探伤中测定缺陷指示长度的方法有哪几种？各适用什么情况？
答：探伤中发现位于定量线或者定量线以上的缺陷时要测定缺陷的指示长度。
GB4730-2005.3 标准5.1.7.5 b 规定缺陷指示长度ΔL的检测采用以下方法：
⑴当缺陷波只有一个高点，且位于Ⅱ区或Ⅱ区以上时，使波幅降到荧光屏的80%后，用6dB 法测其指示长度；
⑵当缺陷波峰值起伏变化，有多个高点，且位于Ⅱ区或Ⅱ区以上时，使波幅降到荧光屏的80%后，用应以端点6dB法测量其指示长度；
⑶当缺陷反射波位于Ⅰ区，如认为有必要记录时，将探头左右移动，使波幅降到评定线，以次测定缺陷指示长度。
四.计算题
1.铝（Al）的纵波声速为6300m/s,横波声速为3100m/s，求频率为2MHz的声波在铝中的纵、横波波长λ？
解：由公式CL=f·λλ=CL/f=6.3×106/2×106=3.15mm
Cs=f·λλ=Cs/f=3.1×106/2×106=1.55mm
2.甘油的密度为1270kg/m3,纵波声速为1900m/s,求其声阻抗Z ？
解：由公式Z=ρc=P/V Z=ρc=1270×1900=2.413×106kg/m2.s
3.荧光屏上有A、B、C三个波，其中A波高为满刻度的80%，B波为50%、C波为20%，求：①以A波为基准(0dB)，B、C波高各为多少dB?
②以B波为基准(10dB)，A、C波高各为多少dB?
③以C波为基准(-8dB)，A、B波高各为多少dB?
解：由公式Δ（dB）=20㏒h1/h2
①Δ（dB）=20㏒50/80=-4dB
Δ（dB）=20㏒20/80=-12dB
②Δ（dB）=10+20㏒80/50=14dB
Δ（dB）=10-20㏒50/20=2dB
③Δ（dB）=20㏒80/20-8=4dB
Δ（dB）=20㏒50/20-8=0dB
4.荧光屏上有一回波高度为100%，衰减多少dB该回波为10%？
解：由公式Δ（dB）=20㏒h1/h2
Δ（dB）=20㏒100/10=20 dB
5. 荧光屏上有一回波,高度为80%，另一回波比该回波低16dB，求另一回波高度？解：由公式Δ（dB）=20㏒h1/h2
16=20㏒80/X=20㏒80-20㏒X
㏒X=(38-16)/20
X=12.6
6. 荧光屏上有一回波,高度为40%，①若衰减12dB，回波高度为多少？②若增益6dB回波高度为多少？
解：由公式Δ（dB）=20㏒h1/h2
①-12=20㏒hX/40 ②6=20㏒hX/40
hX=10 hX=80
7.计算5P14SJ探头在水中的指向角和近场区长度。（水中CL=1500m/s）
解：指向角由公式θ0=70λ/D=1.22λ/D λ=CL/f=1.5/5=0.3mm
θ0=70λ/D=70×0.3/14=1.5°
近场区由公式N=D2/4λ=142/（4×0.3）=163mm
8.钢中的纵波声速CL=5900m/s,水中CL=1480m/s，求2.5MHz、Φ20纵波直探头在钢中和水
中的的近场区N、半扩散角θ0、未扩散区b各为多少？
解：λ钢=CL/f=5.9/2.5=2.36mm λ水=CL/f=1.48/2.5=0.592mm
指向角由公式θ0=70λ/D 钢θ0=70λ/D=70×2.36/20=8.28°
水θ0=70λ/D=70×0.592/20=2.07°
近场区由公式N=D2/4λ钢N=D2/4λ=202/4×2.36= 42.37mm
水N=D2/4λ=202/4×0.592=168.91mm
水b=1.64N=1.64×168.91=277.01mm
9.用2.5MHzΦ20纵波直探头探测150mm的饼形锻件，显示器上同时有3次底波，其中B2=50%时-衰减器读数为20dB，不考虑介质衰减，此时B1、B3达50%波高时衰减器读数各应为多少
dB?
解：由公式Δ（dB）=20㏒h1/h2
B1 Δ（dB）=20㏒h1/h2=20+20㏒300/150=26dB
B3 Δ（dB）=20㏒h1/h220+20㏒300/450=16.5dB
距离差一倍波高相差6dB
10.用IIW试块测定仪器地水平线性，当B1、B5分别对准2.0和10.0时B2、B3、B4分别对准3.98、5.92、7.96，该仪器的水平线性误差是多少？
解：由公式δ=(︱αmax∣/0.8b )×100%=0.08/0.8×10×100%=1%
11. 用水浸探伤二次重合探伤δ=40mm钢板，仪器在试块上按1：2调节扫描速度并校正0点。求：①水层厚度？②钢板中距上表面12mm处的缺陷回波在水平刻度位置？③水平刻度50处的缺陷回波在钢板中的深度？
解：H=n（C水/C 钢）δ
①H ≈n δ/4=2*40/4=20mm
②τf=2H+12/2=46mm
两次重合法缺陷在一次底波后面出现，缺陷埋藏深度是12，仪器1：2调节扫描，缺陷显示深度为实际深度的1/2
③Fδ=（50-40）×2=20mm
两次重合法缺陷在50mm水平位置出现，仪器1：2调节扫描，缺陷实际深度为显示厚度减去水层显示厚度差的2倍。
12. 用2.5P20直探头探测厚度300mm的锻件，要求≥Φ2缺陷不漏检。利用工件底面如何调节探测灵敏度？在200mm处有一缺陷波高为15dB求其当量？
解：由题意得：λ= C/f =5.9/2.5 = 2.36(mm)
①计算：300mm处底波与Φ２平底孔回波分贝差为：
ΔdB=20㏒PB/Pf=20㏒2λX/πDf2=41.5(dB)
②200mm处波高为15dB的缺陷
Δ15=401gX2/X1+401gΦX/Φ2
=401g200/300+401gΦX/Φ2
=3.16mm
答：①300mm处底波与Φ２平底孔回波分贝差为41.5dB
②200mm处波高为15dB的缺陷为3.16mm
13.用2.5P20Z探头探伤厚度为400mm的钢锻件，不允许有≥Φ4当量缺陷存在，已测得
工件一次底波100%时二次底波为20%，
求：①如何用工件底面调节灵敏度？
②用150/Φ2平底孔如何调节灵敏度？（试块与工件同材质，表面耦合损失不计）
解：由题意得：λ= C/f=5.9/2.5=2.36(mm)
α= (20㏒100/20-6)/2*400≈0.01dB/mm
计算：①400mm处底波与Φ4平底孔回波分贝差为：ΔdB=20㏒PB/ Pf=20㏒2λX/ΠDf2=31.5(dB)
②150/Φ2与400/Φ4平底孔的分贝差：
ΔΦ2/Φ4=20㏒PΦ2/ PΦ4=20㏒(22/1502)/(42/4002 )=5dB
由材质衰减引起dB差：
Δα=(400-150）*0.01*2=5dB
Δ总= ΔdB+ΔΦ2/Φ4=5+5=10dB
在试块上将回波调整到基准高度再提高10dB。
③ΔdB=20㏒PΦX/ PΦ4=20㏒(ΦX 2/3002)/(42/4002 )=40㏒ΦX/3 ΔαdB=(400-300)*α*2=100*0.01*2=2dB
20-2=40㏒ΦX/3 ΦX=7.98mm
14.用 2.5P20Z探头探伤外径D=1000mm，径d=200mm的空心圆柱体钢锻件，CL=5900mm/s。求：①外圆探伤时，如何利用孔回波调整400/Φ2灵敏度？
②孔探伤时，如何利用外圆回波调整400/Φ2灵敏度？
解：由题意得：λ= C/f =5.9/2.5 = 2.36(mm)
PB 2λX d 50.5
ΔdB=20㏒—— =20㏒D ———±10㏒—— = (dB)
Pf ΠDf2 D 36.5
①计算：孔400mm/Φ2灵敏度为50.5 dB
外圆400mm/Φ2灵敏度为36.5 dB
②调节：
孔探头对准完好探头对准完好区的孔，衰减46Db，调“增益”使底波Ｂ１最高达基准80%高，然后用“衰减器”增益36 dB作为探伤灵敏度，必要时再增益6 dB作为扫查灵敏度。外圆探头对准完好探头对准完好区的孔，衰减46Db，调“增益”使底波Ｂ１最高达基准80%高，然后用“衰减器”增益36dB作为探伤灵敏度。
必要时均可再增益6dB作为扫查灵敏度。
15.选用2.5P13K2探头检测板厚24mm，焊缝宽度25mm，求扫查区域宽度？
解：按4730—2005.3 5.1.4.1规定: 反射法时探头移动区≥1.25P
直射法时探头移动区≥0.75P P=2KT 或P=2Ttanβ（标准P90）
焊缝两侧探测面的宽度P一般根据母材厚度确定。
厚度为8-46mm的焊缝采用反射法探伤
扫查宽度P反=2.5KT=2.5*2*24=120mm
答：扫查区域宽度≥120mm。
16.板厚20mm的焊缝，外表面焊缝宽度30mm，表面焊缝宽度20mm，用前沿距离18mm 的斜探头探伤，保证声束中心扫查到整个焊缝，如何选择探头？
K≥（a+b+l0）/T
K≥（30/2+20/2+18）/20 K≥2.15
答：应选择K2.5探头。
17.检验板厚22mm的钢板对接焊缝，上焊缝宽度30mm，下焊缝宽度20mm，选用K=2 前沿距离l0=17mm探头，用1、2次波法能否扫查到整个焊缝截面？
解：为保证能扫查到整个焊缝截面，探头K值必须满足：K≥（a+b+l0）/T
由题意：a=30/2=15 b=20/2=10 l0=17 T=22
K=（15+10+17）/22=1.9 2＞1.9
答：K=2探头能扫查到整个焊缝截面。