(2025年)無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.超聲檢測(cè)中，縱波在固體介質(zhì)中的傳播速度主要取決于（）A.探頭頻率B.介質(zhì)密度與彈性模量C.晶片尺寸D.耦合劑厚度答案：B2.某橫波探頭標(biāo)稱K值為2.0，其對(duì)應(yīng)的折射角θ（sinθ=對(duì)邊/斜邊）約為（）A.63.4°B.56.3°C.45°D.78.7°答案：A（K=tanθ=2，θ=arctan2≈63.4°）3.超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由聲阻抗差異引起的衰減稱為（）A.擴(kuò)散衰減B.吸收衰減C.散射衰減D.界面衰減答案：C4.制作DAC曲線時(shí)，若使用CSK-ⅢA試塊，其Φ1×6短橫孔的反射波高隨距離增加而下降的主要原因是（）A.擴(kuò)散衰減B.材質(zhì)衰減C.耦合損失D.波型轉(zhuǎn)換答案：A5.檢測(cè)厚度為30mm的鋼焊縫時(shí)，宜選用的探頭頻率通常為（）A.0.5MHzB.2.5MHzC.5MHzD.10MHz答案：B（中厚板檢測(cè)常用2-5MHz，30mm屬中厚板，2.5MHz更平衡穿透與分辨率）6.超聲檢測(cè)中，“盲區(qū)”主要由（）引起A.儀器阻塞時(shí)間B.探頭余振C.耦合劑聲速D.工件表面粗糙度答案：B（探頭激勵(lì)后晶片持續(xù)振動(dòng)產(chǎn)生余波，導(dǎo)致近表面無(wú)法檢測(cè)的區(qū)域）7.用直探頭檢測(cè)厚度為100mm的鋼板，發(fā)現(xiàn)一缺陷回波位于示波屏水平刻度50mm處（按1:1調(diào)節(jié)），則缺陷深度為（）A.25mmB.50mmC.75mmD.100mm答案：B（水平刻度直接對(duì)應(yīng)聲程，直探頭聲程=2×深度，若水平刻度1:1對(duì)應(yīng)深度，則50mm處為缺陷深度）8.計(jì)算探頭近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度時(shí)，公式N=D2f/(4c)中，D為（）A.晶片直徑B.晶片半徑C.波長(zhǎng)D.頻率答案：A9.檢測(cè)奧氏體不銹鋼焊縫時(shí)，優(yōu)先選用的探頭類型是（）A.普通縱波直探頭B.窄脈沖高頻率探頭C.小角度縱波斜探頭D.聚焦探頭答案：C（奧氏體鋼晶粒粗大，橫波衰減嚴(yán)重，小角度縱波可減少散射）10.超聲檢測(cè)中，調(diào)節(jié)檢測(cè)靈敏度至評(píng)定線時(shí)，其主要目的是（）A.發(fā)現(xiàn)所有可能缺陷B.確定缺陷定量基準(zhǔn)C.避免雜波干擾D.符合標(biāo)準(zhǔn)最低要求答案：B（評(píng)定線用于區(qū)分缺陷波與雜波，作為定量起點(diǎn)）11.某缺陷回波高度為滿刻度的80%，DAC曲線對(duì)應(yīng)該深度的基準(zhǔn)波高為50%，則缺陷當(dāng)量為（）A.Φ2mmB.Φ3mmC.比基準(zhǔn)大D.比基準(zhǔn)小答案：C（回波高于基準(zhǔn)波高，當(dāng)量更大）12.檢測(cè)厚度為200mm的鍛件時(shí)，若發(fā)現(xiàn)底波降低量ΔdB=8dB，可能的原因是（）A.工件底部有缺陷B.材質(zhì)衰減增大C.耦合不良D.以上均可能答案：D（底波降低可能由底部缺陷、材質(zhì)衰減或耦合損失引起）13.超聲檢測(cè)中，“距離-波幅校正”的主要作用是（）A.補(bǔ)償不同深度缺陷的反射波高差異B.消除儀器線性誤差C.提高橫向分辨率D.減少表面耦合損失答案：A14.下列耦合劑中，聲阻抗最接近鋼的是（）A.水B.甘油C.機(jī)油D.化學(xué)漿糊答案：B（甘油聲阻抗約2.4×10?kg/(m2·s)，接近鋼的45.6×10?，優(yōu)于水、機(jī)油）15.根據(jù)JB/T4730標(biāo)準(zhǔn)，鋼焊縫超聲檢測(cè)中，評(píng)定等級(jí)為Ⅰ級(jí)的缺陷，其指示長(zhǎng)度允許最大值為（）A.1/3板厚（最小10mm）B.1/2板厚（最小12mm）C.2/3板厚（最小15mm）D.板厚（最小20mm）答案：A二、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.橫波探頭的K值是指折射角的正切值（tanθ），K=2表示折射角約63.4°。（）答案：√2.超聲波的波長(zhǎng)λ=c/f，因此頻率越高，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，分辨率越低。（）答案：×（頻率越高，波長(zhǎng)越短，分辨率越高）3.近場(chǎng)區(qū)中，聲壓分布存在多個(gè)極大值和極小值，因此近場(chǎng)區(qū)缺陷定量誤差較大。（）答案：√4.DAC曲線僅適用于同厚度、同材質(zhì)、同探頭的檢測(cè)場(chǎng)景，不能跨厚度使用。（）答案：√5.耦合劑的厚度越厚，聲能傳遞效率越高，因此檢測(cè)時(shí)應(yīng)涂敷較厚的耦合劑。（）答案：×（耦合劑厚度應(yīng)遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)，過(guò)厚會(huì)增加聲能損失）6.用多次底波法檢測(cè)薄板時(shí)，若底波次數(shù)減少，可能表明板中存在密集缺陷。（）答案：√7.材質(zhì)衰減系數(shù)α的單位是dB/mm，通常通過(guò)對(duì)比不同深度的底波計(jì)算得出。（）答案：√（α=(B1-B2)/(2×(x2-x1))，單位dB/mm）8.缺陷指示長(zhǎng)度的測(cè)量中，當(dāng)缺陷波高變化不超過(guò)6dB時(shí)，可用端點(diǎn)峰值法；超過(guò)6dB時(shí)用6dB法。（）答案：×（6dB法適用于波高變化平緩的缺陷，端點(diǎn)峰值法用于波峰明顯的缺陷）9.超聲檢測(cè)中，表面粗糙度Ra≤6.3μm時(shí)，對(duì)聲能損失影響可忽略，無(wú)需補(bǔ)償。（）答案：×（表面粗糙度會(huì)引起散射衰減，通常需根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)償3-6dB）10.對(duì)于直徑Φ500mm的軸類鍛件，采用周向橫波檢測(cè)時(shí)，需考慮曲表面耦合補(bǔ)償。（）答案：√（曲表面會(huì)導(dǎo)致聲束擴(kuò)散，需調(diào)整靈敏度）三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述近場(chǎng)區(qū)與遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的區(qū)別及對(duì)超聲檢測(cè)的影響。答案：近場(chǎng)區(qū)是探頭晶片至N點(diǎn)（近場(chǎng)長(zhǎng)度）的區(qū)域，聲壓分布不均勻，存在多個(gè)極大值和極小值；遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)是N點(diǎn)以外的區(qū)域，聲壓隨距離增加呈單調(diào)下降。近場(chǎng)區(qū)檢測(cè)時(shí)，缺陷定量誤差大（因聲壓分布不均），需避免在此區(qū)域評(píng)定缺陷；遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)聲壓規(guī)律，可準(zhǔn)確進(jìn)行當(dāng)量計(jì)算和定位。2.直探頭與斜探頭的工作原理及適用場(chǎng)景有何不同？答案：直探頭通過(guò)壓電晶片發(fā)射和接收縱波，聲束垂直入射工件，適用于檢測(cè)與檢測(cè)面平行的缺陷（如鋼板分層、鍛件縱向缺陷）；斜探頭利用楔塊使縱波在界面發(fā)生折射產(chǎn)生橫波（或表面波），聲束傾斜入射，適用于檢測(cè)與檢測(cè)面成一定角度的缺陷（如焊縫中的未熔合、裂紋）。3.DAC曲線與AVG曲線的主要差異是什么？答案：DAC（距離-波幅-當(dāng)量）曲線通過(guò)實(shí)際試塊中的人工缺陷（如短橫孔）繪制，反映特定探頭-試塊組合下不同深度、不同當(dāng)量缺陷的波幅關(guān)系，適用于同類型工件檢測(cè)；AVG（距離-波幅-尺寸）曲線基于理論計(jì)算（圓柱波擴(kuò)散），適用于無(wú)試塊時(shí)的當(dāng)量估算，但受材質(zhì)衰減等實(shí)際因素影響較大，需結(jié)合修正。4.耦合劑的作用及選擇原則有哪些？答案：作用：排除探頭與工件間的空氣，形成聲通路；減少聲能反射損失。選擇原則：①聲阻抗接近工件，減少界面反射；②流動(dòng)性好，易均勻涂敷；③對(duì)工件無(wú)腐蝕，易清洗；④高溫檢測(cè)時(shí)需選用高溫耦合劑（如甘油+滑石粉）；⑤低噪聲，避免干擾缺陷波。5.簡(jiǎn)述缺陷定性分析的常用方法。答案：①波形分析：缺陷波的形狀（尖銳/平緩）、前沿陡度、后沿下降速度；②動(dòng)態(tài)波形：移動(dòng)探頭時(shí)波幅變化（如裂紋波幅變化劇烈，氣孔波幅穩(wěn)定）；③位置分析：缺陷位于焊縫中心（可能未焊透）或熱影響區(qū)（可能裂紋）；④底波分析：底波是否存在或降低（如密集缺陷會(huì)導(dǎo)致底波明顯降低）；⑤頻率響應(yīng)：高頻率下缺陷波衰減快（如氣孔）或慢（如裂紋）。四、計(jì)算題（每題8分，共30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(chǎng)長(zhǎng)度N（保留2位小數(shù)）。答案：波長(zhǎng)λ=c/f=5900/(2.5×10?)=2.36×10?3m=2.36mm；近場(chǎng)長(zhǎng)度N=D2/(4λ)=(14)2/(4×2.36)=196/9.44≈20.76mm。2.用K2斜探頭檢測(cè)厚度T=40mm的鋼焊縫，探頭前沿長(zhǎng)度L0=12mm，示波屏水平刻度按聲程1:1調(diào)節(jié)。某缺陷回波位于水平刻度80mm處，計(jì)算缺陷的水平距離和深度。答案：K=tanθ=2，折射角θ=arctan2≈63.4°，橫波聲速cs=3230m/s（鋼中橫波聲速約3200-3250m/s，取3230）；聲程S=80mm；水平距離x=S×cosθ=80×cos63.4°≈80×0.447≈35.76mm；深度h=S×sinθ=80×sin63.4°≈80×0.894≈71.52mm（但焊縫厚度40mm，實(shí)際深度應(yīng)≤40mm，可能為一次波檢測(cè)，h=T-(S×sinθ-T)，需重新確認(rèn)：一次波檢測(cè)時(shí)，聲程S≤√(T2+(K×T)2)=T√(1+K2)=40×√5≈89.44mm，80mm在一次波范圍內(nèi)；深度h=S×cosθ=80×(1/√(1+K2))=80×(1/√5)=80×0.447≈35.76mm（正確公式應(yīng)為h=S×cosθ，因橫波聲程S=√(x2+h2)，tanθ=x/h=K，故h=S×cosθ，x=S×sinθ）。3.某工件檢測(cè)時(shí)，調(diào)節(jié)Φ2mm×40mm標(biāo)準(zhǔn)孔波高至滿刻度80%（基準(zhǔn)靈敏度）。檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)一缺陷回波高為滿刻度60%，該缺陷與標(biāo)準(zhǔn)孔深度相同，計(jì)算缺陷當(dāng)量（dB差法，ΔdB=20lg(H缺陷/H基準(zhǔn))）。答案：ΔdB=20lg(60/80)=20lg(0.75)≈20×(-0.1249)≈-2.5dB；Φ2mm孔基準(zhǔn)，缺陷波低2.5dB，當(dāng)量小于Φ2mm；根據(jù)AVG曲線或DAC曲線，Φ2mm孔-2.5dB對(duì)應(yīng)的當(dāng)量約為Φ1.6mm（ΔdB=20lg(d缺陷/d基準(zhǔn))，則d缺陷=d基準(zhǔn)×10^(ΔdB/40)=2×10^(-2.5/40)=2×10^(-0.0625)≈2×0.866≈1.73mm，約Φ1.7mm）。4.檢測(cè)厚度為150mm的鍛件時(shí)，測(cè)得第一次底波B1=80%滿刻度，第二次底波B2=15%滿刻度（無(wú)缺陷波），計(jì)算材質(zhì)衰減系數(shù)α（dB/mm，保留2位小數(shù)，不考慮擴(kuò)散衰減）。答案：擴(kuò)散衰減：直探頭二次底波聲程為2×150=300mm，一次底波聲程150mm，擴(kuò)散衰減差為20lg(300/150)=20lg2≈6dB；實(shí)際衰減差=20lg(B1/B2)=20lg(80/15)=20lg(5.333)≈20×0.727≈14.54dB；材質(zhì)衰減引起的衰減差=14.54dB-6dB=8.54dB；衰減系數(shù)α=8.54dB/(2×(300-150)/2)=8.54dB/(150mm)=0.057dB/mm（公式：α=(20lg(B1/B2)-20lg(S2/S1))/(2×(S2-S1))，S1=150mm，S2=300mm，故α=(14.54-6)/(2×150)=8.54/300≈0.0285dB/mm，之前計(jì)算錯(cuò)誤，正確應(yīng)為α=(ΔdB-擴(kuò)散衰減)/(2×(S2-S1))，ΔdB=20lg(B1/B2)=20lg(80/15)=14.54dB，擴(kuò)散衰減=20lg(S2/S1)=20lg(2)=6dB，總衰減=14