2025年(超聲波探傷工)專業(yè)技術(shù)人員技能資格知識(shí)考試題庫(kù)與答案一、選擇題1.超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，遇到障礙物會(huì)發(fā)生（）A.反射B.折射C.透射D.以上都是答案：D。超聲波在傳播過程中遇到障礙物時(shí)，會(huì)同時(shí)發(fā)生反射、折射和透射現(xiàn)象。當(dāng)超聲波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)的界面時(shí)，一部分能量會(huì)反射回原介質(zhì)，一部分能量會(huì)折射進(jìn)入另一種介質(zhì)，還有一部分能量可能會(huì)透過障礙物繼續(xù)傳播。2.超聲波探傷中，晶片厚度與（）有關(guān)A.頻率B.聲速C.波長(zhǎng)D.以上都是答案：D。晶片厚度與頻率、聲速和波長(zhǎng)都有關(guān)系。根據(jù)公式\(f=c/λ\)（其中\(zhòng)(f\)是頻率，\(c\)是聲速，\(λ\)是波長(zhǎng)），對(duì)于超聲換能器的晶片，其厚度\(d\)與波長(zhǎng)\(λ\)有一定關(guān)系，一般晶片厚度\(d=λ/2\)，所以晶片厚度會(huì)受到頻率、聲速和波長(zhǎng)的影響。3.以下哪種缺陷類型在超聲波探傷中較難檢測(cè)（）A.氣孔B.裂紋C.夾雜物D.疏松答案：D。疏松是鑄件等材料中常見的一種缺陷，它是分散的微小孔隙組成的，超聲波在遇到疏松缺陷時(shí)，由于缺陷分散且微小，反射信號(hào)較弱且雜亂，不像氣孔、裂紋和夾雜物那樣能產(chǎn)生明顯的反射波，所以較難檢測(cè)。4.超聲波探傷儀的水平線性誤差是指（）A.顯示屏上時(shí)基線顯示的水平刻度值與實(shí)際聲程之間的誤差B.探傷儀發(fā)射超聲波的頻率誤差C.探傷儀接收信號(hào)的靈敏度誤差D.以上都不是答案：A。水平線性誤差是衡量探傷儀時(shí)基線掃描速度穩(wěn)定性的指標(biāo)，即顯示屏上時(shí)基線顯示的水平刻度值與實(shí)際聲程之間的符合程度的誤差。5.在超聲波探傷中，為了使超聲波在工件中傳播，需要在探頭與工件表面之間施加（）A.水B.油C.耦合劑D.酒精答案：C。耦合劑的作用是排除探頭與工件表面之間的空氣，使超聲波能順利地傳入工件中。水、油和酒精雖然也能在一定程度上起到類似作用，但耦合劑是專門為超聲波探傷設(shè)計(jì)的，具有良好的耦合性能和穩(wěn)定性。二、判斷題1.超聲波探傷只能檢測(cè)金屬材料中的缺陷。（）答案：錯(cuò)誤。超聲波探傷不僅可以檢測(cè)金屬材料中的缺陷，還可以檢測(cè)非金屬材料，如塑料、陶瓷等材料中的內(nèi)部缺陷。只要材料對(duì)超聲波有一定的傳播特性，就可以采用超聲波探傷進(jìn)行檢測(cè)。2.超聲波的頻率越高，其在介質(zhì)中的傳播速度越快。（）答案：錯(cuò)誤。超聲波在給定的均勻介質(zhì)中的傳播速度主要取決于介質(zhì)的性質(zhì)，如介質(zhì)的彈性模量和密度等，而與超聲波的頻率無關(guān)。不同頻率的超聲波在同一均勻介質(zhì)中傳播速度是相同的。3.探傷儀的靈敏度越高，就一定能檢測(cè)到更小的缺陷。（）答案：錯(cuò)誤。探傷儀的靈敏度只是影響檢測(cè)小缺陷能力的一個(gè)因素。雖然提高靈敏度可以使探傷儀更容易檢測(cè)到微弱的信號(hào)，但過高的靈敏度可能會(huì)引入噪聲干擾，使缺陷信號(hào)難以分辨。而且，能否檢測(cè)到小缺陷還與缺陷的類型、取向、位置以及工件的材質(zhì)等因素有關(guān)。4.超聲波探傷時(shí)，反射波的幅度與缺陷的大小成正比。（）答案：錯(cuò)誤。反射波的幅度與缺陷的大小、形狀、取向、距離以及超聲波的傳播特性等多種因素有關(guān)。一般情況下，在其他條件相同的情況下，缺陷越大反射波幅度可能越大，但并不是簡(jiǎn)單的成正比關(guān)系。例如，同樣大小的缺陷，其取向不同，反射波幅度可能會(huì)有很大差異。5.超聲探頭的壓電晶片在交變電場(chǎng)作用下會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，從而發(fā)射超聲波。（）答案：正確。超聲探頭的壓電晶片具有壓電效應(yīng)，當(dāng)在晶片上施加交變電場(chǎng)時(shí)，晶片會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，這種機(jī)械振動(dòng)就會(huì)在周圍介質(zhì)中激發(fā)超聲波的傳播，實(shí)現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)換為聲能的過程。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述超聲波探傷的基本原理。超聲波探傷是利用超聲波在材料中傳播時(shí)，遇到缺陷會(huì)產(chǎn)生反射波的特性來檢測(cè)材料內(nèi)部缺陷的方法。當(dāng)超聲波在均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，它會(huì)以一定的速度和方向前進(jìn)。當(dāng)遇到與介質(zhì)聲阻抗不同的缺陷時(shí)，一部分超聲波會(huì)在缺陷界面發(fā)生反射，反射波被探頭接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過探傷儀的放大和顯示系統(tǒng)，在顯示屏上顯示出反射波的波形和位置信息。根據(jù)反射波的幅度、位置和形狀等特征，可以判斷缺陷的存在、大小、位置和大致類型。例如，缺陷越大，反射波幅度通常越大；反射波出現(xiàn)的位置對(duì)應(yīng)著缺陷在工件中的深度位置。2.影響超聲波探傷檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的因素有哪些？（1）探頭因素：探頭的頻率、晶片尺寸、形狀等會(huì)影響檢測(cè)效果。頻率過高，超聲波在材料中的衰減大，檢測(cè)深度受限；頻率過低，對(duì)小缺陷的檢測(cè)靈敏度低。晶片尺寸和形狀會(huì)影響超聲波的波束特性，如波束寬度、指向性等，進(jìn)而影響對(duì)缺陷的定位和定量。（2）工件因素：工件的材質(zhì)不均勻、表面粗糙度、形狀復(fù)雜程度等會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。材質(zhì)不均勻會(huì)導(dǎo)致超聲波傳播速度和衰減特性變化，使缺陷定位和定量不準(zhǔn)確；表面粗糙度大會(huì)使超聲波反射和散射加劇，降低檢測(cè)靈敏度；工件形狀復(fù)雜會(huì)產(chǎn)生偽信號(hào)，干擾對(duì)缺陷信號(hào)的判斷。（3）耦合因素：耦合劑的種類、涂抹厚度等會(huì)影響超聲波的耦合效果。耦合劑選擇不當(dāng)或涂抹不均勻、厚度不合適，會(huì)導(dǎo)致超聲波能量損失，影響反射波的幅度和檢測(cè)靈敏度。（4）探傷儀因素：探傷儀的水平線性、垂直線性、靈敏度等性能指標(biāo)不準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果誤差。水平線性誤差會(huì)影響缺陷的定位精度，垂直線性誤差會(huì)影響對(duì)缺陷大小的定量分析，靈敏度不準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致對(duì)小缺陷的漏檢或?qū)θ毕荽笮〉恼`判。（5）檢測(cè)人員因素：檢測(cè)人員的操作技能、經(jīng)驗(yàn)和對(duì)探傷標(biāo)準(zhǔn)的理解程度會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。操作不當(dāng)，如探頭移動(dòng)速度不均勻、施加壓力不穩(wěn)定等，會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確；經(jīng)驗(yàn)不足的檢測(cè)人員可能無法準(zhǔn)確識(shí)別缺陷信號(hào)和偽信號(hào)，對(duì)探傷標(biāo)準(zhǔn)理解不透徹會(huì)導(dǎo)致對(duì)缺陷的評(píng)定不準(zhǔn)確。3.如何選擇合適的超聲探頭進(jìn)行探傷？（1）根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的材質(zhì)和厚度選擇頻率：對(duì)于厚度較大、材質(zhì)晶粒較粗大的工件，應(yīng)選擇較低頻率的探頭，如\(2.5MHz\)或更低，以減少超聲波在材料中的衰減，保證檢測(cè)深度；對(duì)于厚度較小、材質(zhì)晶粒較細(xì)小的工件，可以選擇較高頻率的探頭，如\(5MHz\)或更高，以提高對(duì)小缺陷的檢測(cè)靈敏度。（2）根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的形狀和缺陷類型選擇探頭的晶片尺寸和形狀：對(duì)于檢測(cè)面積較大、要求檢測(cè)速度快的場(chǎng)合，可以選擇較大晶片尺寸的探頭；對(duì)于檢測(cè)形狀復(fù)雜或要求檢測(cè)精度高的部位，應(yīng)選擇較小晶片尺寸的探頭。對(duì)于檢測(cè)與檢測(cè)面垂直的缺陷，可選用直探頭；對(duì)于檢測(cè)與檢測(cè)面平行或有一定角度的缺陷，應(yīng)選用斜探頭。（3）根據(jù)檢測(cè)要求的靈敏度和分辨率選擇探頭：如果要求高靈敏度檢測(cè)小缺陷，應(yīng)選擇頻率較高、晶片尺寸合適的探頭；如果要求高分辨率，能夠準(zhǔn)確區(qū)分相鄰的缺陷，應(yīng)選擇窄脈沖、高頻率的探頭。（4）考慮探頭的工作溫度和環(huán)境適應(yīng)性：在高溫、潮濕等特殊環(huán)境下檢測(cè)，應(yīng)選擇具有相應(yīng)耐高溫、防潮等性能的探頭。四、計(jì)算題1.已知超聲波在某鋼材中的傳播速度\(c=5900m/s\)，探頭頻率\(f=2.5MHz\)，求該超聲波在鋼材中的波長(zhǎng)\(λ\)。根據(jù)公式\(λ=c/f\)，將\(c=5900m/s\)，\(f=2.5×10^6Hz\)代入可得：\(λ=5900/(2.5×10^6)=2.36×10^{-3}m=2.36mm\)所以該超聲波在鋼材中的波長(zhǎng)為\(2.36mm\)。2.用超聲探傷儀檢測(cè)一厚度為\(50mm\)的鋼板，探頭發(fā)出的超聲波在鋼板中傳播到底面后反射回來，從發(fā)射到接收底面反射波的時(shí)間為\(17.6μs\)，求超聲波在該鋼板中的傳播速度\(c\)。超聲波在鋼板中傳播的路程\(s=2×50mm=100mm=0.1m\)，傳播時(shí)間\(t=17.6×10^{-6}s\)。根據(jù)公式\(c=s/t\)，可得：\(c=0.1/(17.6×10^{-6})≈5681.8m/s\)所以超聲波在該鋼板中的傳播速度約為\(5681.8m/s\)。五、案例分析題在對(duì)某壓力容器進(jìn)行超聲波探傷檢測(cè)時(shí)，探傷人員在顯示屏上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)反射波信號(hào)，該反射波的幅度較高，位于顯示屏水平刻度\(30mm\)處（已知探傷儀水平刻度每格代表\(1mm\)聲程），壓力容器壁厚為\(50mm\)。（1）試分析該反射波可能代表的情況。該反射波可能代表壓力容器內(nèi)部存在缺陷。反射波幅度較高，說明缺陷可能相對(duì)較大，或者缺陷的反射界面比較光滑，能夠較好地反射超聲波。反射波位于水平刻度\(30mm\)處，說明缺陷距離探頭表面的深度為\(30mm\)。也有可能是由于壓力容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)引起的反射，如內(nèi)部的加強(qiáng)筋、隔板等結(jié)構(gòu)，如果這些結(jié)構(gòu)的聲阻抗與周圍介質(zhì)差異較大，也會(huì)產(chǎn)生反射波。另外，還需要考慮是否為偽信號(hào)，如探頭雜波、儀器干擾信號(hào)等。（2）為了進(jìn)一步確定該反射波是否代表真正的缺陷，應(yīng)采取哪些措施？首先，可以采用不同頻率的探頭進(jìn)行復(fù)查。不同頻率的探頭對(duì)缺陷的響應(yīng)不同，如果在不同頻率探頭檢測(cè)時(shí)都出現(xiàn)類似位置和特征的反射波，那么該反射波代表缺陷的可能性較大。其次，可以采用多角度檢測(cè)。改變探頭的入射角度，觀察反射波的變化情況。如果是真正的缺陷，反射波的幅度和位置會(huì)隨著探頭角度的變化而