(2025年)超聲檢測技術(shù)練習(xí)試題附答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.超聲檢測中，以下哪種波型在固體中傳播時(shí)會(huì)發(fā)生波型轉(zhuǎn)換？A.縱波B.橫波C.表面波D.板波答案：A2.耦合劑的主要作用是：A.減少探頭磨損B.消除探頭與工件間的空氣間隙C.增強(qiáng)超聲波的發(fā)射能量D.降低工件表面粗糙度答案：B3.超聲場的近場區(qū)長度計(jì)算公式為N=D2f/(4c)，其中D代表：A.探頭晶片直徑B.工件厚度C.缺陷深度D.波長答案：A4.檢測厚度為30mm的鋼板內(nèi)部缺陷時(shí)，宜選擇的探頭頻率為：A.0.5MHzB.2.5MHzC.5MHzD.10MHz答案：B（注：鋼板檢測通常選擇2-5MHz，30mm厚度需兼顧穿透性和分辨率，2.5MHz更合適）5.DAC曲線（距離-波幅曲線）的主要作用是：A.確定缺陷的位置B.評(píng)估缺陷的大小C.校準(zhǔn)儀器時(shí)基線D.計(jì)算材料衰減系數(shù)答案：B6.采用橫波檢測焊縫時(shí)，若探頭折射角為45°，缺陷水平距離為60mm，則缺陷深度為：A.30mmB.42.4mmC.60mmD.84.8mm答案：C（tanθ=水平距離/深度，深度=水平距離/tan45°=60mm）7.超聲檢測中，材料的衰減主要由以下哪種因素引起？A.溫度變化B.晶粒散射和介質(zhì)吸收C.探頭頻率波動(dòng)D.耦合劑厚度不均答案：B8.檢測粗晶材料（如奧氏體不銹鋼）時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇：A.高頻探頭B.低頻探頭C.雙晶探頭D.聚焦探頭答案：B（低頻探頭波長較長，可減少晶粒散射衰減）9.TOFD（衍射時(shí)差法）技術(shù)的主要優(yōu)勢是：A.對表面缺陷靈敏度高B.可精確測量缺陷自身高度C.設(shè)備成本低D.無需耦合劑答案：B10.檢測厚度為10mm的薄壁鋼管縱向缺陷時(shí)，應(yīng)選擇：A.縱波直探頭B.橫波斜探頭（折射角70°）C.表面波探頭D.板波探頭答案：D（薄壁鋼管適用板波檢測，可有效檢測沿管軸方向的缺陷）二、判斷題（每題1分，共10分）1.超聲波在介質(zhì)中的傳播速度與頻率成正比。（）答案：×（聲速由介質(zhì)性質(zhì)決定，與頻率無關(guān)）2.工件表面粗糙度越大，耦合效果越差。（）答案：√3.橫波檢測時(shí)，入射角度需大于第一臨界角才能在工件中產(chǎn)生橫波。（）答案：√（第一臨界角為縱波全反射的臨界角，大于該角度時(shí)橫波入射）4.缺陷當(dāng)量是指缺陷的實(shí)際尺寸。（）答案：×（當(dāng)量是指與缺陷反射波高相同的人工反射體尺寸，與實(shí)際尺寸可能存在差異）5.雙晶探頭主要用于檢測近表面缺陷。（）答案：√（雙晶探頭通過延遲塊分離發(fā)射和接收晶片，減少近場盲區(qū)）6.超聲衰減系數(shù)的計(jì)算公式為α=(20lg(H1/H2))/(2(d2-d1))，其中H1、H2為不同距離處的波高，d1、d2為距離。（）答案：×（未考慮擴(kuò)散衰減，正確公式需扣除擴(kuò)散項(xiàng)：α=(20lg(H1/H2)-20lg(d2/d1))/(2(d2-d1))）7.JB/T4730標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，承壓設(shè)備對接焊縫超聲檢測時(shí)，評(píng)定線以上的缺陷均需記錄。（）答案：√8.TOFD技術(shù)對平面型缺陷（如裂紋）的檢測靈敏度低于脈沖反射法。（）答案：×（TOFD通過衍射波檢測，對平面缺陷高度測量更準(zhǔn)確）9.小徑管（外徑≤100mm）對接焊縫超聲檢測時(shí)，宜采用折射角70°的探頭。（）答案：√（大折射角可減少聲束擴(kuò)散，提高檢測覆蓋率）10.奧氏體不銹鋼焊縫超聲檢測的難點(diǎn)主要是晶粒粗大導(dǎo)致散射衰減大，信號(hào)信噪比低。（）答案：√三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述超聲波的主要特性及其在檢測中的應(yīng)用。答案：超聲波的主要特性包括：①指向性好，可定向發(fā)射用于缺陷定位；②穿透能力強(qiáng)，可檢測厚大工件內(nèi)部缺陷；③在界面處發(fā)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)換，利用反射波檢測缺陷；④對微小缺陷敏感，高頻超聲可檢測微米級(jí)缺陷。應(yīng)用如：利用縱波檢測鋼板分層，橫波檢測焊縫內(nèi)部缺陷，表面波檢測表面開口缺陷等。2.影響超聲檢測靈敏度的主要因素有哪些？答案：①儀器性能（發(fā)射功率、接收靈敏度）；②探頭參數(shù)（頻率、晶片尺寸、聚焦性能）；③耦合狀態(tài)（耦合劑厚度、表面粗糙度）；④材料特性（衰減系數(shù)、晶粒度）；⑤缺陷性質(zhì)（尺寸、形狀、取向、位置）；⑥檢測工藝（掃查速度、掃查方式）。3.簡述DAC曲線的制作步驟及主要用途。答案：制作步驟：①選擇與被檢工件材質(zhì)、聲速相同的對比試塊（如CSK-ⅡA）；②校準(zhǔn)儀器時(shí)基線（水平或深度掃描）；③分別探測試塊上不同深度的人工反射體（如φ3×40橫孔），記錄各深度對應(yīng)的最大波高；④以深度為橫坐標(biāo)、波高為縱坐標(biāo)繪制曲線，通常包括評(píng)定線、定量線、判廢線。主要用途：用于缺陷定量（通過缺陷波高與DAC曲線的比較確定當(dāng)量大小）和缺陷等級(jí)評(píng)定。4.橫波檢測焊縫時(shí)，常用的掃查方式有哪些？各適用于何種缺陷？答案：①鋸齒形掃查：探頭沿焊縫方向做10°-15°的左右擺動(dòng)，同時(shí)向前移動(dòng)，用于發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部縱向缺陷；②左右掃查：探頭沿焊縫垂直方向左右移動(dòng)，用于確定缺陷的長度；③前后掃查：改變探頭與焊縫的距離，用于確定缺陷的深度；④轉(zhuǎn)角掃查：探頭繞缺陷位置旋轉(zhuǎn)，用于判斷缺陷的形狀（如裂紋與夾渣的波形差異）；⑤環(huán)繞掃查：探頭圍繞缺陷做圓周運(yùn)動(dòng)，用于評(píng)估缺陷的方向性。5.小徑管對接焊縫超聲檢測的主要難點(diǎn)及解決措施。答案：難點(diǎn)：①管徑小、曲率大，探頭與工件接觸面積小，耦合效果差；②聲束擴(kuò)散嚴(yán)重，有效檢測區(qū)域受限；③焊縫余高遮擋，表面波干擾大；④缺陷信號(hào)與結(jié)構(gòu)回波（如焊瘤、根部反射）易混淆。解決措施：①采用小晶片（φ6-φ8mm）、大折射角（70°-75°）探頭；②使用與鋼管曲率匹配的斜楔塊；③優(yōu)化掃查方式（如雙探頭交叉掃查）；④結(jié)合對比試塊校準(zhǔn)，區(qū)分缺陷波與結(jié)構(gòu)波。四、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.某直探頭晶片直徑D=14mm，頻率f=2.5MHz，鋼中縱波聲速c=5900m/s，計(jì)算其近場長度N。答案：N=D2f/(4c)=(0.014m)2×2.5×10?Hz/(4×5900m/s)=(0.000196×2.5×10?)/(23600)=490/23600≈0.02076m≈20.8mm。2.采用橫波斜探頭（K=2，即tanθ=2）檢測厚度T=40mm的焊縫，發(fā)現(xiàn)一缺陷，其水平距離L=50mm，求缺陷的深度d和在焊縫中的位置（距焊縫中心的偏移量）。答案：K=水平距離/深度=2，故深度d=L/K=50mm/2=25mm。焊縫中心深度為T/2=20mm，缺陷偏移量=25mm-20mm=5mm（偏向探頭側(cè)）。3.檢測某鋼鍛件時(shí)，在深度d1=50mm處測得缺陷波高H1=80%滿刻度，在深度d2=100mm處測得同類型缺陷波高H2=20%滿刻度，鋼的聲速c=5900m/s，探頭頻率f=2.5MHz，計(jì)算材料的衰減系數(shù)α（dB/mm）。（假設(shè)擴(kuò)散衰減為球面波衰減）答案：球面波擴(kuò)散衰減公式為20lg(d2/d1)，總衰減包括擴(kuò)散和吸收衰減?？偹p量=20lg(H1/H2)=20lg(80/20)=20lg4≈12.04dB。擴(kuò)散衰減量=20lg(100/50)=20lg2≈6.02dB。吸收衰減量=總衰減-擴(kuò)散衰減=12.04dB-6.02dB=6.02dB。衰減系數(shù)α=吸收衰減量/[2×(d2-d1)]=6.02dB/(2×50mm)=0.0602dB/mm≈0.06dB/mm。五、綜合分析題（每題13分，共26分）1.某壓力管道環(huán)焊縫采用橫波超聲檢測，檢測中發(fā)現(xiàn)一缺陷波，其波高位于DAC定量線以上2dB，水平距離為75mm，深度為30mm（管道壁厚為35mm），波形尖銳，動(dòng)態(tài)包絡(luò)線較窄，移動(dòng)探頭時(shí)波高變化明顯。試分析該缺陷可能的類型、判別依據(jù)及處理建議。答案：（1）可能類型：裂紋。（2）判別依據(jù)：①波高位于定量線以上，屬于需記錄的缺陷；②波形尖銳、動(dòng)態(tài)包絡(luò)線窄，符合裂紋（平面型缺陷）的反射特征（反射波集中，波幅變化敏感）；③深度30mm接近焊縫根部（壁厚35mm），根部易產(chǎn)生裂紋；④移動(dòng)探頭時(shí)波高變化明顯，說明缺陷方向性強(qiáng)（裂紋與聲束夾角小，反射敏感）。（3）處理建議：①標(biāo)記缺陷位置，采用TOFD技術(shù)復(fù)核缺陷自身高度；②若缺陷高度超過標(biāo)準(zhǔn)允許值（如JB/T4730規(guī)定Ⅲ級(jí)焊縫裂紋判廢），應(yīng)返修；③對該焊縫進(jìn)行擴(kuò)檢，排查是否存在其他類似缺陷。2.檢測某奧氏體不銹鋼焊縫時(shí)，發(fā)現(xiàn)顯示屏上出現(xiàn)大量雜亂回波，缺陷波難以識(shí)別。試分析可能原因及解決措施。答案：（1）原因分析：①奧氏體不銹鋼晶粒粗大（柱狀晶結(jié)構(gòu)），超聲波在晶界處發(fā)生散射，產(chǎn)生大量草狀回波；②聲速各向異性（不同晶向聲速差異大），導(dǎo)致聲束畸變、指向性變差；③焊縫中存在未熔合、夾渣等缺陷，但被草狀回波掩蓋；④探