鋼軌探傷工理論題庫及答案(高級)一、選擇題1.超聲波在介質(zhì)中傳播時，遇到聲阻抗不同的界面產(chǎn)生反射的主要原因是（）。A.波速的變化B.頻率的變化C.傳播方向的變化D.聲阻抗的變化答案：D解析：聲阻抗是介質(zhì)的密度與聲速的乘積，當(dāng)超聲波遇到聲阻抗不同的界面時，部分超聲波會發(fā)生反射，反射的程度取決于兩種介質(zhì)聲阻抗的差異。2.用橫波探傷時，為保證第二介質(zhì)中只有橫波，其入射角α必須滿足（）。A.α＞第一臨界角B.α＞第二臨界角C.第一臨界角＜α＜第二臨界角D.α＜第一臨界角答案：C解析：當(dāng)入射角大于第一臨界角時，第一介質(zhì)中的縱波全部折射到第二介質(zhì)中并轉(zhuǎn)換為橫波；當(dāng)入射角大于第二臨界角時，第二介質(zhì)中會產(chǎn)生表面波。所以要保證第二介質(zhì)中只有橫波，入射角需在第一臨界角和第二臨界角之間。3.鋼軌探傷儀37°探頭探測軌底腳橫向裂紋時，裂紋波出波位置在正常孔波（）。A.之前B.之后C.相同位置D.有時前有時后答案：A解析：37°探頭主要用于探測鋼軌軌腰和軌底部分的缺陷。當(dāng)探測軌底腳橫向裂紋時，由于裂紋位置相對正?？赘拷筋^，所以裂紋波會在正?？撞ㄖ俺霈F(xiàn)。4.鋼軌探傷儀70°探頭主要用于檢測（）。A.軌頭核傷B.軌腰水平裂紋C.軌底橫向裂紋D.軌頭縱向裂紋答案：A解析：70°探頭以一定角度向軌頭發(fā)射超聲波，利用超聲波在軌頭內(nèi)部的反射來檢測軌頭核傷等缺陷。軌腰水平裂紋一般用37°探頭檢測；軌底橫向裂紋也常用37°探頭；軌頭縱向裂紋檢測相對復(fù)雜，70°探頭主要針對核傷。5.當(dāng)頻率和材料一定時，通常橫波對小缺陷的檢測靈敏度高于縱波，因為（）。A.橫波比縱波的波長短B.橫波在材料中不易發(fā)散C.橫波的質(zhì)點振動方向?qū)θ毕葺^敏感D.以上都是答案：D解析：在頻率和材料一定時，橫波的波長比縱波短，波長越短對小缺陷的分辨能力越強；橫波在材料中相對縱波不易發(fā)散，能量更集中；橫波的質(zhì)點振動方向與傳播方向垂直，對缺陷的反射特性更敏感，所以橫波對小缺陷的檢測靈敏度高于縱波。二、判斷題1.超聲波的傳播速度與頻率有關(guān)，頻率越高，傳播速度越快。（）答案：錯誤解析：超聲波的傳播速度主要取決于介質(zhì)的性質(zhì)，如介質(zhì)的密度、彈性模量等，與頻率無關(guān)。在同一均勻介質(zhì)中，超聲波的傳播速度是恒定的。2.鋼軌探傷儀的垂直線性好，說明探傷儀對不同幅度的回波信號放大倍數(shù)相同。（）答案：正確解析：垂直線性是指探傷儀熒光屏上顯示的回波高度與輸入到放大器的信號幅度成正比的程度。垂直線性好意味著探傷儀對不同幅度的回波信號能夠按照相同的比例進行放大。3.用鋼軌探傷儀37°探頭探測軌底裂紋時，裂紋波與正?？撞ǖ牟ǚ嗤?。（）答案：錯誤解析：軌底裂紋和正常孔的形狀、大小、位置等不同，對超聲波的反射情況也不同，所以裂紋波和正?？撞ǖ牟ǚ话闶遣煌?。4.70°探頭探傷時，若傷波在一次波位置，說明傷損離探頭較近。（）答案：正確解析：70°探頭探傷時，一次波是指超聲波從探頭發(fā)出后直接遇到缺陷反射回來的波。傷波在一次波位置，說明超聲波傳播的路徑較短，即傷損離探頭較近。5.探傷儀的動態(tài)范圍越大，說明探傷儀能檢測的缺陷范圍越廣。（）答案：正確解析：探傷儀的動態(tài)范圍是指探傷儀熒光屏上能同時清晰顯示的最大反射波高與最小反射波高之比。動態(tài)范圍越大，探傷儀既能檢測到幅度較大的缺陷回波，也能檢測到幅度較小的缺陷回波，即能檢測的缺陷范圍越廣。三、簡答題1.簡述超聲波探傷的基本原理。答案：超聲波探傷是利用超聲波在材料中傳播時，遇到缺陷會產(chǎn)生反射波的特性來檢測材料內(nèi)部缺陷的方法。當(dāng)超聲波探頭向被檢測材料發(fā)射超聲波后，超聲波在材料中傳播。如果材料內(nèi)部存在缺陷，超聲波遇到缺陷時，一部分超聲波會在缺陷界面處發(fā)生反射，形成反射波；另一部分超聲波會繼續(xù)傳播。反射波被探頭接收并轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過探傷儀的放大、處理后，在熒光屏上顯示出來。通過分析反射波的幅度、位置、波形等特征，可以判斷缺陷的存在、大小、位置等信息。2.鋼軌探傷儀37°探頭在探傷時能發(fā)現(xiàn)哪些類型的缺陷？答案：鋼軌探傷儀37°探頭主要用于檢測鋼軌軌腰和軌底部分的缺陷，具體能發(fā)現(xiàn)以下類型的缺陷：-軌腰水平裂紋：當(dāng)37°探頭的超聲波束掃查到軌腰水平裂紋時，裂紋會反射超聲波，在探傷儀熒光屏上顯示出相應(yīng)的回波信號。-軌底橫向裂紋：37°探頭可以檢測軌底的橫向裂紋，裂紋波一般會在正?？撞ㄖ俺霈F(xiàn)，通過分析回波的特征可以判斷裂紋的存在和大致位置。-軌腰斜裂紋：對于軌腰部位的斜裂紋，37°探頭也能有效地檢測到，根據(jù)回波的情況可以對斜裂紋進行評估。3.如何調(diào)整鋼軌探傷儀70°探頭的靈敏度？答案：調(diào)整鋼軌探傷儀70°探頭的靈敏度可以按照以下步驟進行：-準(zhǔn)備試塊：選用合適的鋼軌試塊，如CSK-1A試塊或帶有模擬傷的鋼軌試塊。-連接探頭：將70°探頭正確連接到探傷儀上。-開機預(yù)熱：開啟探傷儀，讓其預(yù)熱一段時間，使儀器工作穩(wěn)定。-選擇合適的探傷通道：選擇70°探頭對應(yīng)的探傷通道。-調(diào)節(jié)增益：在試塊上找到合適的反射體，如試塊上的人工缺陷或特定的反射面。調(diào)節(jié)探傷儀的增益旋鈕，使反射體的回波高度達到一定的標(biāo)準(zhǔn)值，如熒光屏滿刻度的80%。-校準(zhǔn)靈敏度：根據(jù)探傷標(biāo)準(zhǔn)和要求，對靈敏度進行校準(zhǔn)?？梢酝ㄟ^對比試塊上不同深度、不同大小的反射體回波，調(diào)整增益或其他參數(shù)，使探傷儀在不同深度和位置都能準(zhǔn)確檢測到缺陷。-驗證靈敏度：在試塊上其他部位或其他模擬傷處驗證調(diào)整后的靈敏度是否合適，確保探傷儀能夠準(zhǔn)確檢測到規(guī)定大小的缺陷。4.簡述鋼軌探傷作業(yè)前的準(zhǔn)備工作。答案：鋼軌探傷作業(yè)前的準(zhǔn)備工作主要包括以下幾個方面：-設(shè)備檢查：-檢查鋼軌探傷儀的外觀是否有損壞，各部件連接是否牢固。-檢查探頭的磨損情況，探頭保護膜是否完好，探頭與探傷儀的連接是否正常。-檢查探傷儀的電池電量是否充足，充電設(shè)備是否正常。-設(shè)備調(diào)試：-開啟探傷儀，進行預(yù)熱，讓儀器達到穩(wěn)定的工作狀態(tài)。-根據(jù)探傷要求和鋼軌類型，選擇合適的探傷通道和探頭參數(shù)。-在試塊上進行探傷儀的調(diào)試，調(diào)整靈敏度、增益、掃描速度等參數(shù)，確保探傷儀能夠準(zhǔn)確檢測到規(guī)定大小的缺陷。-材料準(zhǔn)備：準(zhǔn)備好探傷所需的耦合劑，如機油、漿糊等，確保耦合劑的質(zhì)量和數(shù)量滿足作業(yè)要求。-人員準(zhǔn)備：探傷作業(yè)人員應(yīng)熟悉探傷儀的操作方法和探傷標(biāo)準(zhǔn)，穿戴好防護用品，如安全帽、工作服、絕緣鞋等。-安全檢查：檢查作業(yè)現(xiàn)場的安全狀況，確認作業(yè)區(qū)域內(nèi)無影響探傷作業(yè)的障礙物和安全隱患，設(shè)置好安全警示標(biāo)志。四、計算題1.已知超聲波在鋼中的縱波聲速為5900m/s，頻率為2.5MHz，求該超聲波在鋼中的波長。答案：根據(jù)波長、頻率和波速的關(guān)系公式：λ=c/f，其中λ為波長，c為波速，f為頻率。已知c=5900m/s，f=2.5MHz=2.5×10?Hz。將數(shù)值代入公式可得：λ=5900/(2.5×10?)=0.00236m=2.36mm。所以該超聲波在鋼中的波長為2.36mm。2.用鋼軌探傷儀37°探頭探測軌底，已知軌底厚度為20mm，超聲波在鋼中的橫波聲速為3230m/s，探頭頻率為2.5MHz，若軌底有一橫向裂紋，裂紋波在熒光屏上顯示的水平刻度值為30（熒光屏水平刻度每格代表10mm聲程），求裂紋離探頭入射點的水平距離。答案：-首先計算聲程：已知熒光屏水平刻度每格代表10mm聲程，裂紋波水平刻度值為30，則聲程S=30×10=300mm。-然后根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系求水平距離：因為探頭角度為37°，設(shè)裂紋離探頭入射點的水平距離為x。根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系sin37°=對邊/斜邊，這里對邊為垂直方向的距離（與本題求解無關(guān)），鄰邊為水平距離x，斜邊為聲程S。cos37°=x/S，已知cos37°≈0.8，S=300mm。則x=S×cos37°=300×0.8=240mm。所以裂紋離探頭入射點的水平距離為240mm。五、綜合分析題1.在鋼軌探傷作業(yè)中，70°探頭發(fā)現(xiàn)軌頭有一個回波信號，回波幅度較高且波形規(guī)則，在熒光屏上顯示的位置在一次波和二次波之間，試分析可能的缺陷類型及進一步的處理措施。答案：-可能的缺陷類型：-軌頭核傷：回波幅度較高且波形規(guī)則，在一次波和二次波之間出現(xiàn)回波信號，很可能是軌頭核傷。軌頭核傷是鋼軌軌頭內(nèi)部的一種常見缺陷，通常是由于鋼軌在長期使用過程中受到反復(fù)的應(yīng)力作用，導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生疲勞裂紋，逐漸擴展形成核傷。-較大的夾雜物：軌頭內(nèi)部存在較大的夾雜物時，也可能產(chǎn)生類似的回波信號。夾雜物與鋼軌基體的聲阻抗不同，會反射超聲波，形成明顯的回波。-進一步的處理措施：-復(fù)核檢測：使用其他探頭或不同的探傷方法對該部位進行復(fù)核檢測，如使用另一個70°探頭或結(jié)合其他角度的探頭進行檢測，以確認缺陷的存在和位置。-精確測量：采用更精確的測量方法，如使用超聲波測厚儀等設(shè)備，測量軌頭的厚度和缺陷的大致深度，進一步評估缺陷的嚴(yán)重程度。-標(biāo)記和記錄：在鋼軌上對缺陷部位進行明顯標(biāo)記，并詳細記錄缺陷的位置、回波特征、檢測時間等信息，以便后續(xù)跟蹤和處理。-上報和評估：將檢測到的缺陷情況及時上報給相關(guān)部門，由專業(yè)人員對缺陷進行評估，確定是否需要采取更換鋼軌、打磨等處理措施。-跟蹤監(jiān)測：定期對該缺陷部位進行跟蹤監(jiān)測，觀察缺陷的發(fā)展變化情況，為制定合理的處理方案提供依據(jù)。2.某段鋼軌探傷作業(yè)中，37°探頭發(fā)現(xiàn)軌底有一個異?；夭ㄐ盘?，回波幅度較低且波形不規(guī)則，試分析可能的原因及應(yīng)對方法。答案：-可能的原因：-軌底銹蝕：軌底長期暴露在空氣中，容易發(fā)生銹蝕。銹蝕部位的表面不平整，會使超聲波產(chǎn)生散射和反射，導(dǎo)致回波幅度較低且波形不規(guī)則。-軌底小裂紋：軌底存在小的裂紋時，裂紋的形狀和方向可能不利于超聲波的反射，使得回波幅度較低，且由于裂紋的不規(guī)則性，回波波形也會不規(guī)則。-軌底異物：軌底可能存在異物，如石子、雜物等，異物與鋼軌的聲阻抗不同，會影響超聲波的傳播和反射，產(chǎn)生異常回波。-探頭耦合不良：探頭與鋼軌軌底的耦合不好，如耦合劑涂抹不均勻、探頭與軌底接觸不緊密等，會導(dǎo)致超聲波能量傳遞損失，使回波幅度降低，波形也可能不規(guī)則。-應(yīng)對方法：-清潔軌底：對軌底進行清潔，去除銹蝕、異物等，然后重新進行探傷檢測，觀察回波信號是否有變化。-調(diào)整探頭耦合：檢查探頭與軌底的