超聲檢測(cè)技術(shù)練習(xí)試題附答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.超聲波在鋼中的縱波聲速約為5900m/s，當(dāng)頻率為2.5MHz時(shí)，其波長(zhǎng)為（）。A.2.36mmB.0.42mmC.1.18mmD.4.72mm2.以下哪種探頭適用于檢測(cè)焊縫中的橫向缺陷？（）A.直探頭B.斜探頭（K1）C.雙晶直探頭D.聚焦探頭3.超聲檢測(cè)中，耦合劑的主要作用是（）。A.增加聲波能量反射B.減少探頭與工件間的空氣間隙C.提高探頭頻率D.降低工件表面粗糙度4.DAC曲線（距離-波幅曲線）的主要作用是（）。A.確定缺陷的埋藏深度B.評(píng)定缺陷的當(dāng)量大小C.計(jì)算探頭的近場(chǎng)長(zhǎng)度D.分析材料的衰減特性5.超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，因介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間內(nèi)摩擦引起的衰減屬于（）。A.擴(kuò)散衰減B.散射衰減C.吸收衰減D.反射衰減6.超聲檢測(cè)中，橫向分辨力主要取決于（）。A.探頭頻率B.波束寬度C.儀器增益D.工件厚度7.采用脈沖反射法檢測(cè)厚度為50mm的鋼板時(shí)，若底面回波出現(xiàn)在熒光屏水平刻度100的位置（滿刻度為100），則缺陷波出現(xiàn)在刻度30的位置時(shí)，缺陷埋藏深度為（）。A.15mmB.30mmC.50mmD.60mm8.聲阻抗的定義是（）。A.介質(zhì)密度與聲速的乘積B.聲壓與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的比值C.聲波波長(zhǎng)與頻率的乘積D.材料彈性模量與泊松比的比值9.斜探頭K值（K=tanβ，β為折射角）為2.0時(shí)，若工件厚度為30mm，檢測(cè)焊縫時(shí)一次波的水平跨距為（）。A.30mmB.60mmC.90mmD.120mm10.以下哪種缺陷的回波特征通常表現(xiàn)為波形陡峭、波幅高且根部較窄？（）A.氣孔B.夾渣C.裂紋D.未熔合11.超聲檢測(cè)中，為避免近場(chǎng)區(qū)檢測(cè)誤差，通常要求檢測(cè)區(qū)域位于（）。A.近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度以內(nèi)B.近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度1.5倍以外C.近場(chǎng)區(qū)與遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)交界處D.遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)任意位置12.奧氏體不銹鋼焊縫超聲檢測(cè)時(shí)，主要難點(diǎn)是（）。A.材料聲速低B.晶粒粗大導(dǎo)致散射衰減大C.表面粗糙度高D.缺陷方向性強(qiáng)13.TOFD（衍射時(shí)差法）檢測(cè)技術(shù)主要利用的是（）。A.缺陷的反射波B.缺陷的衍射波C.底面回波D.表面波14.超聲檢測(cè)中，若發(fā)現(xiàn)缺陷波幅低于評(píng)定線但高于判廢線，應(yīng)（）。A.判為合格B.判為不合格C.結(jié)合其他方法復(fù)探D.降低靈敏度重新檢測(cè)15.檢測(cè)厚度為8mm的薄板時(shí)，宜選用（）。A.高頻直探頭B.低頻斜探頭C.雙晶直探頭D.聚焦斜探頭二、判斷題（每題1分，共15分）1.縱波只能在固體中傳播，橫波可在固體、液體和氣體中傳播。（）2.探頭頻率越高，近場(chǎng)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，分辨力越好，但穿透能力越弱。（）3.工件表面粗糙度越大，耦合效果越差，需增加耦合劑厚度補(bǔ)償。（）4.AVG曲線（距離-波幅-當(dāng)量曲線）僅適用于圓片形缺陷的當(dāng)量評(píng)定。（）5.缺陷定量時(shí)，若缺陷波幅超過熒光屏滿刻度，需降低增益后重新測(cè)量，無需考慮衰減補(bǔ)償。（）6.多次底波反射法可用于檢測(cè)工件中的分層缺陷，若底波次數(shù)減少或消失，可能存在體積型缺陷。（）7.橫波檢測(cè)焊縫時(shí)，若一次波未覆蓋整個(gè)焊縫厚度，需采用二次波檢測(cè)。（）8.超聲波在異質(zhì)界面上的反射率與透射率僅與聲阻抗差有關(guān)，與入射角無關(guān)。（）9.檢測(cè)粗晶材料時(shí)，應(yīng)選用低頻探頭以減少散射衰減。（）10.偽缺陷波（如遲到波、三角反射波）的特點(diǎn)是位置固定、波幅穩(wěn)定，可通過移動(dòng)探頭或改變角度識(shí)別。（）11.超聲檢測(cè)中，缺陷的定位是指確定缺陷的深度、水平位置和自身高度。（）12.鋼管水浸法檢測(cè)時(shí)，需調(diào)整入射角使水中的縱波在鋼管中產(chǎn)生橫波，以檢測(cè)橫向缺陷。（）13.復(fù)合鋼板檢測(cè)時(shí)，需重點(diǎn)關(guān)注結(jié)合面的脫粘缺陷，通常采用直探頭檢測(cè)，以底波法或多次回波法評(píng)定。（）14.超聲檢測(cè)報(bào)告中無需記錄檢測(cè)環(huán)境溫度，只需記錄探頭型號(hào)和儀器參數(shù)。（）15.缺陷定性時(shí)，裂紋的回波通常波幅高、波形尖銳，移動(dòng)探頭時(shí)波幅變化明顯；而氣孔的回波波幅較低、波形圓鈍，移動(dòng)探頭時(shí)波幅變化小。（）三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1.簡(jiǎn)述超聲波的主要特性及其在檢測(cè)中的應(yīng)用。2.直探頭與斜探頭的主要區(qū)別是什么？分別適用于哪些檢測(cè)場(chǎng)景？3.耦合劑的作用是什么？選擇耦合劑時(shí)需考慮哪些原則？4.簡(jiǎn)述DAC曲線的制作步驟及實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)。5.影響超聲檢測(cè)靈敏度的主要因素有哪些？如何調(diào)整靈敏度？6.缺陷定量的常用方法有哪些？各適用于什么類型的缺陷？四、計(jì)算題（每題6分，共18分）1.已知鋼中縱波聲速cL=5900m/s，橫波聲速cS=3230m/s，水的縱波聲速cW=1480m/s。若用2.5MHz縱波直探頭檢測(cè)鋼工件，計(jì)算其波長(zhǎng)；若用該探頭檢測(cè)水介質(zhì)，波長(zhǎng)是多少？2.某5MHz斜探頭的晶片尺寸為12mm×12mm，鋼中橫波聲速為3230m/s，計(jì)算其近場(chǎng)長(zhǎng)度N（公式：N=D2f/(4c)，D為晶片等效直徑，圓形晶片D=晶片直徑，矩形晶片D≈1.13√(a×b)，a、b為矩形邊長(zhǎng)）。3.采用DAC曲線檢測(cè)某焊縫，已知母材厚度T=25mm，DAC曲線中φ2×40mm（深度40mm處φ2mm橫孔）的波幅為80%滿刻度。檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)一缺陷波幅為50%滿刻度，深度為20mm，若材料衰減系數(shù)α=0.04dB/mm（雙程），試計(jì)算該缺陷的當(dāng)量大?。―AC曲線的制作已考慮14dB的表面補(bǔ)償，不考慮其他修正）。五、綜合分析題（7分）某壓力容器環(huán)焊縫采用K2.0斜探頭（折射角β=63.4°）檢測(cè)，母材厚度T=30mm，檢測(cè)時(shí)在水平刻度60（滿刻度100，掃描比例1:1）處發(fā)現(xiàn)一缺陷波，波幅為DAC曲線的120%。結(jié)合超聲檢測(cè)原理，分析該缺陷的位置（深度、水平距離）、當(dāng)量等級(jí)（假設(shè)判廢線為DAC+10dB，定量線為DAC-10dB），并說明需進(jìn)一步驗(yàn)證的內(nèi)容。---答案一、單項(xiàng)選擇題1.A（λ=c/f=5900×103mm/s/(2.5×10?Hz)=2.36mm）2.B（斜探頭可檢測(cè)與表面成一定角度的缺陷）3.B（耦合劑填充空氣間隙，減少聲能損失）4.B（DAC曲線用于評(píng)定缺陷當(dāng)量）5.C（內(nèi)摩擦引起吸收衰減）6.B（橫向分辨力與波束寬度相關(guān)）7.A（掃描比例為1:2，刻度30對(duì)應(yīng)深度15mm）8.A（聲阻抗Z=ρc）9.B（水平跨距=K×厚度=2×30=60mm）10.C（裂紋尖端反射強(qiáng)，波幅高且陡峭）11.B（近場(chǎng)區(qū)1.5倍外為有效檢測(cè)區(qū)）12.B（粗大晶粒導(dǎo)致散射衰減大，信號(hào)噪聲高）13.B（TOFD利用缺陷端點(diǎn)衍射波）14.B（判廢線為不合格閾值）15.C（雙晶直探頭減少近場(chǎng)干擾，適用于薄板）二、判斷題1.×（縱波可在固體、液體、氣體中傳播，橫波僅能在固體中傳播）2.√（頻率↑→近場(chǎng)長(zhǎng)度↑，分辨力↑，穿透性↓）3.×（耦合劑厚度過大會(huì)增加聲能損失，應(yīng)盡量?。?.√（AVG曲線基于長(zhǎng)橫孔或球孔模型）5.×（需進(jìn)行衰減補(bǔ)償和表面補(bǔ)償）6.×（分層缺陷會(huì)導(dǎo)致底波次數(shù)減少，體積型缺陷可能不影響底波次數(shù)）7.√（一次波覆蓋厚度K×T，不足時(shí)用二次波）8.×（入射角超過臨界角時(shí)會(huì)發(fā)生全反射，影響反射率）9.√（低頻減少散射衰減）10.√（偽缺陷波位置與探頭移動(dòng)相關(guān)，可通過掃查識(shí)別）11.√（定位包括深度、水平位置和自身高度）12.×（水浸法檢測(cè)鋼管橫向缺陷需激發(fā)橫波，入射角需滿足橫波臨界角）13.√（直探頭檢測(cè)結(jié)合面脫粘，底波消失或降低）14.×（環(huán)境溫度影響聲速和耦合效果，需記錄）15.√（裂紋尖端反射強(qiáng)，氣孔為球面反射，波幅較低）三、簡(jiǎn)答題1.超聲波特性：①方向性好（用于定位）；②穿透能力強(qiáng)（檢測(cè)厚工件）；③能量高（檢測(cè)微小缺陷）；④在異質(zhì)界面發(fā)生反射/透射（檢測(cè)缺陷）；⑤對(duì)人體無害（安全檢測(cè)）。應(yīng)用：金屬內(nèi)部缺陷檢測(cè)、厚度測(cè)量、材料性能評(píng)價(jià)等。2.區(qū)別：直探頭發(fā)射縱波，聲束垂直入射工件；斜探頭發(fā)射橫波（或表面波），聲束傾斜入射。直探頭適用于板材、鍛件等厚大工件的垂直缺陷檢測(cè)；斜探頭適用于焊縫、管材等傾斜或橫向缺陷檢測(cè)。3.作用：填充探頭與工件間的空氣間隙，減少聲能反射損失。選擇原則：①聲阻抗與工件接近；②流動(dòng)性好，易均勻涂抹；③對(duì)工件無腐蝕；④易清洗；⑤高溫檢測(cè)時(shí)需選用高溫耦合劑（如甘油、高溫黃油）。4.制作步驟：①選擇對(duì)比試塊（如CSK-ⅡA）；②在試塊上檢測(cè)不同深度的標(biāo)準(zhǔn)反射體（如橫孔）；③記錄各深度對(duì)應(yīng)的波幅，繪制曲線；④添加評(píng)定線、定量線、判廢線。注意事項(xiàng)：需考慮材料衰減、表面耦合補(bǔ)償；曲線需在檢測(cè)范圍內(nèi)校驗(yàn)；環(huán)境溫度變化時(shí)需重新制作。5.影響因素：探頭頻率（頻率↑→靈敏度↑）、儀器增益（增益↑→靈敏度↑）、耦合效果（耦合差→靈敏度↓）、材料衰減（衰減大→靈敏度↓）、缺陷方向性（垂直缺陷→靈敏度高）。調(diào)整方法：通過儀器增益旋鈕調(diào)節(jié)；更換高頻探頭；改善耦合條件；補(bǔ)償材料衰減（如計(jì)算衰減系數(shù)后修正）。6.常用方法：①當(dāng)量法（如AVG/DAC曲線，適用于規(guī)則缺陷）；②測(cè)長(zhǎng)法（如6dB法，適用于面積型缺陷）；③端點(diǎn)衍射法（TOFD技術(shù)，適用于裂紋類缺陷）。當(dāng)量法用于評(píng)定缺陷大?。粶y(cè)長(zhǎng)法用于測(cè)定缺陷延伸長(zhǎng)度；端點(diǎn)衍射法用于測(cè)量缺陷自身高度。四、計(jì)算題1.鋼中縱波波長(zhǎng)：λL=cL/f=5900×103mm/s/(2.5×10?Hz)=2.36mm；水中縱波波長(zhǎng)：λW=cW/f=1480×103mm/s/(2.5×10?Hz)=0.592mm。2.矩形晶片等效直徑D≈1.13√(12×12)=1.13×12=13.56mm；近場(chǎng)長(zhǎng)度N=D2f/(4cS)=(13.562×5×10?Hz)/(4×3230×103mm/s)=(183.87×5×10?)/(12.92×10?)≈71.1mm。3.已知DAC曲線中φ2×40mm波幅80%，對(duì)應(yīng)dB值為0dB（參考點(diǎn)）。缺陷波幅50%，轉(zhuǎn)換為dB：20lg(50/80)=20lg(0.625)≈-4dB；雙程衰減補(bǔ)償：α×2×(40-20)=0.04×40=1.6dB；總修正后dB值：-4dB+1.6dB=-2.4dB；DAC曲線中，深度20mm處φ2mm橫孔的基準(zhǔn)dB值為：ΔdB=20lg(40/20)=6dB（距離衰減）；因此缺陷當(dāng)量對(duì)應(yīng)的橫孔直徑：-2.4dB=6dB+20lg(d/2)→20lg(d/2)=-8.4dB→d/2=10^(-8.4/20)≈0.38→d≈0.76mm，即當(dāng)量約為φ0.8mm橫孔。五、綜合分析題1.缺陷位置：掃描比例1:1，水平刻度60對(duì)應(yīng)水平距離60mm；折射角β=63.4°，K=tanβ=2.0，水平距離L=K×深度h→h=L/K=60/2=30mm。但母材厚度T=30mm，說明缺陷位于焊縫下表面（深度30mm）。2.當(dāng)量等級(jí)：