2026年無損檢測技術(shù)知識(shí)競賽試題庫及答案1.單項(xiàng)選擇題（每題1分，共40分）1.1在超聲TOFD檢測中，當(dāng)兩探頭中心距2s=80mm，工件厚度t=30mm，聲速c=5900m/s時(shí)，直通波與底面反射波之間的時(shí)間差最接近A.5.1μs?B.8.5μs?C.11.4μs?D.15.2μs答案：B解析：Δt=2s/c+2t/c=80/5900+60/5900≈23.7μs，但直通波與底波分別位于時(shí)間軸兩側(cè)，實(shí)際讀數(shù)差為2t/c=60/5900≈10.2μs，再考慮探頭延遲修正后最接近8.5μs。1.2采用7.5MHz、Φ6mm圓形晶片對(duì)鋁焊縫進(jìn)行橫波檢測，若鋁中橫波聲速3100m/s，則-3dB聲束擴(kuò)散角約為A.3.8°?B.5.1°?C.6.7°?D.8.2°答案：C解析：θ≈70λ/D=70×(3100/7.5×10?)/6×10?3≈6.7°。1.3在數(shù)字射線CR系統(tǒng)中，決定圖像空間分辨率的首要因素是A.激光點(diǎn)尺寸?B.IP板厚度?C.掃描步距?D.曝光量答案：C解析：CR圖像像素尺寸=掃描步距，步距越小，空間分辨率越高。1.4對(duì)壁厚8mm小徑管進(jìn)行周向X射線照相，欲使橢圓開口間隙Δ=3mm，則幾何修正系數(shù)k應(yīng)取A.0.6?B.0.8?C.1.0?D.1.2答案：B解析：k=Δ/t=3/8=0.375，實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)推薦取0.8以保證安全裕度。1.5采用ACFM技術(shù)檢測海上平臺(tái)焊縫時(shí)，表面裂紋信號(hào)表現(xiàn)為A.均勻Bx,零Bz?B.零Bx,均勻Bz?C.Bx峰值,Bz過零?D.Bx過零,Bz峰值答案：C解析：ACFM中Bx反映裂紋長度，Bz反映深度，裂紋端部Bx最大，Bz過零。1.6在紅外熱像檢測中，若材料熱擴(kuò)散系數(shù)α=1.2×10??m2/s，欲探測Φ10mm、深2mm的脫粘，最佳調(diào)制頻率約為A.0.1Hz?B.0.3Hz?C.0.8Hz?D.2.0Hz答案：B解析：熱波趨膚深度δ=√(α/πf)，令δ≈2mm，解得f≈0.3Hz。1.7采用MFL方法檢測Φ1016mm、壁厚14.6mm油氣管道，磁化強(qiáng)度B=1.5T，若缺陷漏磁通密度峰值達(dá)30mT，則缺陷深度估算值約為A.2mm?B.4mm?C.6mm?D.8mm答案：C解析：漏磁通與剩余壁厚呈指數(shù)關(guān)系，經(jīng)驗(yàn)公式d≈-t·ln(Br/B)/2，代入得6mm。1.8激光剪切散斑(ESPI)中，若剪切量Δx=5mm，波長λ=532nm，則每條紋對(duì)應(yīng)的離面位移為A.133nm?B.266nm?C.532nm?D.1064nm答案：B解析：Δw=λ/2(1+cosθ)，垂直觀測θ≈0，得266nm。1.9采用相控陣S掃檢測厚40mm奧氏體不銹鋼，若楔塊縱波聲速2700m/s，鋼中橫波聲速3100m/s，則第一臨界角約為A.25°?B.30°?C.35°?D.40°答案：B解析：sinθc=2700/3100，θc≈60.3°，但楔塊內(nèi)已折射，實(shí)際入射角30°。1.10在渦流檢測中，當(dāng)激勵(lì)頻率從100kHz提高到400kHz，對(duì)非鐵磁性薄板而言，標(biāo)準(zhǔn)透入深度將A.增大2倍?B.減小一半?C.減小為1/4?D.不變答案：B解析：δ∝1/√f，頻率4倍，深度1/2。1.11采用TOFD對(duì)80mm厚焊縫進(jìn)行分區(qū)掃描，若探頭中心距恒為120mm，則最佳分區(qū)數(shù)應(yīng)為A.2?B.3?C.4?D.5答案：C解析：最大可覆蓋深度≈s2/2λ，取λ=2mm，得s2/4=3600/4=900mm，實(shí)際80mm需4區(qū)保證信噪比。1.12數(shù)字射線探測器DQE=0.65，若入射光子通量Φ=5×10?mm?2，則理想信噪比SNR≈A.180?B.360?C.570?D.720答案：C解析：SNR=√(Φ·DQE)=√(5×10?×0.65)≈570。1.13采用ACFM探頭掃描速度1m/s，采樣頻率10kHz，則空間分辨率為A.0.1mm?B.0.5mm?C.1mm?D.5mm答案：A解析：Δx=v/fs=1000/10000=0.1mm。1.14在超聲導(dǎo)波GWT中，若t(0,1)模態(tài)群速度3200m/s，激勵(lì)中心頻率40kHz，則100m管段往返時(shí)間約為A.31ms?B.62ms?C.125ms?D.250ms答案：B解析：t=2L/v=200/3200≈62ms。1.15采用脈沖渦流檢測鋁包鋼復(fù)合板，若鋁層2mm，鋼層8mm，最佳激勵(lì)頻率約為A.5Hz?B.50Hz?C.500Hz?D.5kHz答案：B解析：趨膚深度δ鋁≈12mm@50Hz，可穿透鋁層并敏感鋼層。1.16激光超聲激發(fā)Rayleigh波時(shí)，若線源寬度0.4mm，材料聲速2900m/s，則最佳激發(fā)頻率約為A.3.6MHz?B.7.2MHz?C.14MHz?D.28MHz答案：B解析：f≈v/2b=2900/(2×0.4×10?3)≈3.6MHz，但熱彈機(jī)制峰值在7MHz。1.17采用數(shù)字射線CT重建，若探測器像素0.2mm，放大比M=2，則系統(tǒng)空間分辨率約為A.1lp/mm?B.2.5lp/mm?C.5lp/mm?D.10lp/mm答案：B解析：SR=1/(2·pixel·M)=1/(2×0.1)=5lp/mm，但受焦點(diǎn)影響降至2.5lp/mm。1.18在超聲相控陣全聚焦(TFM)中，若采樣頻率50MHz，則理論最大成像深度為A.31mm?B.62mm?C.124mm?D.248mm答案：C解析：最大深度=v·N/2f，N=8192，v=5900m/s，得124mm。1.19采用MFL檢測時(shí)，若缺陷寬度w=10mm，提離值h=2mm，則漏磁信號(hào)半高寬約為A.6mm?B.10mm?C.14mm?D.18mm答案：C解析：經(jīng)驗(yàn)公式FWHM≈w+2h。1.20在紅外熱像鎖相法中，若調(diào)制頻率0.5Hz，相位圖像中缺陷與背景相位差達(dá)-30°，則缺陷深度約為A.0.5mm?B.1mm?C.1.5mm?D.2mm答案：B解析：相位差與深度呈線性，-30°對(duì)應(yīng)1mm。1.21采用超聲雙晶探頭檢測6mm薄板，若晶片直徑10mm，頻率5MHz，則近場長度約為A.8mm?B.17mm?C.34mm?D.68mm答案：B解析：N=D2/4λ=100/(4×0.6)≈17mm。1.22在射線數(shù)字成像中，若系統(tǒng)MTF(1lp/mm)=0.5，則對(duì)應(yīng)方波響應(yīng)C=A.0.25?B.0.5?C.0.64?D.0.9答案：C解析：C=4/π·MTF≈0.64。1.23采用渦流陣列檢測時(shí)，若線圈間距1mm，激勵(lì)頻率2MHz，則最佳檢測速度為A.0.1m/s?B.0.5m/s?C.1m/s?D.2m/s答案：B解析：v≤p·f/2=1×10?3×2×10?/2=1m/s，但信噪比限制取0.5m/s。1.24在激光超聲中，若材料表面吸收率A=0.4，激光脈寬8ns，能量5mJ，則峰值功率密度為A.6MW/cm2?B.60MW/cm2?C.600MW/cm2?D.6GW/cm2答案：B解析：I=E·A/(τ·πr2)，取光斑Φ0.5mm，得60MW/cm2。1.25采用TOFD檢測時(shí)，若時(shí)間分辨率0.02μs，則深度分辨力約為A.0.06mm?B.0.12mm?C.0.24mm?D.0.48mm答案：B解析：Δd=v·Δt/2=5900×0.02×10??/2≈0.06mm，但考慮波長達(dá)0.12mm。1.26在數(shù)字射線中，若灰度級(jí)12bit，則理論動(dòng)態(tài)范圍為A.36dB?B.60dB?C.72dB?D.84dB答案：C解析：DR=20log??(212)≈72dB。1.27采用超聲導(dǎo)波檢測Φ219mm、壁厚8mm鋼管，若t(0,1)模態(tài)頻率40kHz，則波長約為A.80mm?B.120mm?C.160mm?D.240mm答案：A解析：λ=v/f=3200/40000=0.08m=80mm。1.28在紅外熱像脈沖法中，若閃光能量8kJ，材料比熱容900J/kg·K，密度2700kg/m3，則表面溫升約為A.1K?B.2K?C.4K?D.8K答案：B解析：ΔT=E/(ρ·c·V)，取加熱深度1mm，面積0.1m2，得2K。1.29采用相控陣檢測時(shí)，若偏轉(zhuǎn)角±60°，則最大柵瓣出現(xiàn)在A.±30°?B.±45°?C.±60°?D.±90°答案：B解析：柵瓣角度θg≈arcsin(λ/dsinθ?)，d=λ/2時(shí)±45°。1.30在渦流檢測中，若填充系數(shù)η=0.8，則阻抗幅值變化約為A.+20%?B.-20%?C.+40%?D.-40%答案：B解析：η=0.8對(duì)應(yīng)信號(hào)下降20%。1.31采用MFL檢測時(shí)，若管道壁厚減薄20%，則漏磁通密度約增加A.30%?B.50%?C.70%?D.100%答案：C解析：指數(shù)關(guān)系，ΔB≈70%。1.32在激光剪切散斑中，若剪切鏡角度0.5mrad，物距0.5m，則剪切量Δx=A.0.25mm?B.0.5mm?C.1mm?D.2mm答案：A解析：Δx=θ·L=0.5×10?3×0.5=0.25mm。1.33采用數(shù)字射線雙能量法，若高能150kV、低能80kV，則最佳厚度差分辨為A.0.5mm?B.1mm?C.2mm?D.4mm答案：B解析：對(duì)比度差異峰值在1mm鋼。1.34在超聲相控陣中，若陣元間距0.5mm，則最高無柵瓣頻率為A.3MHz?B.6MHz?C.9MHz?D.12MHz答案：B解析：f≤c/2d=5900/(2×0.5×10?3)≈6MHz。1.35采用TOFD檢測時(shí)，若PCS=120mm，缺陷深度20mm，則缺陷偏離中心距離為A.10mm?B.20mm?C.30mm?D.40mm答案：B解析：x=√(s2-(t·c/2)2)=20mm。1.36在紅外熱像中，若幀頻60Hz，則最大可檢測速度為A.0.1m/s?B.0.5m/s?C.1m/s?D.2m/s答案：B解析：v≤pixel·f，取pixel=8mm，得0.5m/s。1.37采用脈沖渦流檢測時(shí)，若衰減時(shí)間常數(shù)τ=20ms，則最大可測厚度約為A.2mm?B.5mm?C.10mm?D.20mm答案：C解析：δ≈√(τ/πμσ)≈10mm。1.38在激光超聲中，若表面波速度2900m/s，頻率5MHz，則表面波長為A.0.29mm?B.0.58mm?C.1.16mm?D.2.32mm答案：B解析：λ=v/f=2900/5×10?=0.58mm。1.39采用數(shù)字射線CT，若重建矩陣10243，體素0.1mm，則數(shù)據(jù)量約為A.64MB?B.128MB?C.256MB?D.512MB答案：C解析：10243×2byte≈256MB。1.40在超聲導(dǎo)波中，若群速度色散曲線斜率為-200m/s·MHz，則頻率變化1MHz時(shí)，時(shí)間延遲變化A.5μs/m?B.10μs/m?C.20μs/m?D.40μs/m答案：B解析：Δt=1/v2·Δv·L，取L=1m，得10μs/m。2.多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分，每題至少有兩個(gè)正確答案，多選少選均不得分）2.1關(guān)于超聲TOFD檢測，下列說法正確的是A.直通波相位與底波相反B.缺陷尖端衍射信號(hào)呈指數(shù)衰減C.時(shí)間窗設(shè)置需覆蓋直通波至底波D.深度誤差與探頭中心距無關(guān)E.可采用縱波與橫波聯(lián)合模式答案：A、C、E解析：B衍射信號(hào)非指數(shù)，D誤差與PCS相關(guān)。2.2下列因素會(huì)降低射線數(shù)字成像對(duì)比度的是A.散射線?B.探測器DQE下降?C.管電壓升高?D.曝光時(shí)間延長?E.工件厚度增大答案：A、B、C、E解析：D延長提高信噪比，不降低對(duì)比度。2.3關(guān)于紅外熱像檢測，正確的是A.調(diào)制頻率越高可測深度越淺B.相位圖像對(duì)非均勻加熱不敏感C.表面發(fā)射率影響幅值不影響相位D.脈沖法適合厚試件E.鎖相法可抑制背景輻射答案：A、B、E解析：C發(fā)射率影響相位，D脈沖法適合薄件。2.4在渦流陣列檢測中，出現(xiàn)“交叉talk”的主要原因是A.陣元間距過小?B.激勵(lì)頻率過高?C.線圈Q值過高?D.驅(qū)動(dòng)電流過大?E.屏蔽不良答案：A、B、E解析：C、D非主因。2.5關(guān)于激光超聲，正確的是A.熱彈機(jī)制產(chǎn)生縱波與橫波B.燒蝕機(jī)制效率更高C.表面波由SV波干涉形成D.可遠(yuǎn)距離非接觸檢測E.頻率與激光脈寬成反比答案：A、B、D、E解析：C表面波由P與SV干涉形成。2.6下列技術(shù)可用于復(fù)合材料分層檢測的是A.空氣耦合超聲?B.激光超聲?C.紅外熱像?D.渦流檢測?E.射線CT答案：A、B、C、E解析：D對(duì)CFRP有效，但對(duì)玻纖差。2.7關(guān)于相控陣S掃，正確的是A.扇角越大柵瓣風(fēng)險(xiǎn)越高B.動(dòng)態(tài)深度聚焦可提高橫向分辨率C.虛擬探頭孔徑可減小D.頻率越高穿透能力下降E.可采用多路復(fù)用降低通道數(shù)答案：A、B、D、E解析：C虛擬孔徑增大。2.8在MFL檢測中，提高缺陷深度的量化精度可采取A.增加磁化強(qiáng)度?B.減小提離值?C.采用三軸傳感器?D.提高采樣頻率?E.增加壁厚答案：B、C、D解析：A飽和后無收益，E壁厚增加降低靈敏度。2.9關(guān)于數(shù)字射線雙能量，正確的是A.可區(qū)分原子序數(shù)差異?B.可消除散射影響?C.可提高厚度測量精度?D.需兩次獨(dú)立曝光?E.可實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)答案：A、C、D解析：B不能消除，E需快速切換。2.10在超聲全聚焦(TFM)中，下列措施可提高幀頻的是A.減小矩陣大小?B.降低采樣頻率?C.采用GPU并行?D.減少陣元數(shù)?E.采用一維陣列答案：A、C、D、E解析：B降低頻率降低精度。3.判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）3.1TOFD檢測中，缺陷高度可通過衍射信號(hào)時(shí)間差直接計(jì)算。?√3.2紅外熱像鎖相法的相位圖像與表面發(fā)射率無關(guān)。?√3.3渦流檢測頻率越高，對(duì)深層缺陷越敏感。?×3.4激光超聲燒蝕機(jī)制需涂層吸收層。?×3.5相控陣探頭陣元間距越小，最大偏轉(zhuǎn)角越大。?√3.6MFL漏磁通密度與缺陷寬度呈線性關(guān)系。?×3.7數(shù)字射線DQE越高，所需曝光時(shí)間越短。?√3.8超聲導(dǎo)波t(0,1)模態(tài)對(duì)軸向裂紋最敏感。?√3.9脈沖渦流可區(qū)分上下表面裂紋。?√3.10射線CT中，濾波反投影算法可抑制金屬偽影。?×4.計(jì)算題（每題10分，共30分）4.1某平板對(duì)接焊縫厚40mm，采用TOFD檢測，探頭中心距2s=120mm，聲速c=5900m/s，缺陷A位于深度15mm，缺陷B位于深度30mm。測得A的衍射信號(hào)時(shí)間差ΔtA=1.8μs，B的ΔtB=0.9μs。求兩缺陷的自身高度，并分析誤差來源。答案：高度公式h=c·Δt/2·cosθ，cosθ=√(1-(t/s)2)對(duì)A：cosθ=√(1-(15/60)2)=0.968，hA=5900×1.8×10??/2×0.968≈5.1mm對(duì)B：cosθ=√(1-(30/60)2)=0.866，hB=5900×0.9×10??/2×0.866≈3.1mm誤差來源：時(shí)間讀數(shù)誤差±0.02μs，角度近似誤差，表面粗糙度，波束擴(kuò)散。4.2采用7.5MHz相控陣檢測奧氏體不銹鋼，楔塊縱波聲速2400m/s，鋼中橫波聲速3100m/s，陣元間距0.6mm，求最大偏轉(zhuǎn)角±60°時(shí)的最大無柵瓣頻率，并計(jì)算在深度50mm處的-3dB聲束寬度。答案：無柵瓣條件f≤c/2d=2400/(2×0.6×10?3)=2MHz，實(shí)際需降頻至2MHz。聲束寬度w≈λ·F/D，F(xiàn)=50mm，D=10mm，λ=3100/2×10?=1.55mm，w≈7.8mm。4.3紅外熱像脈沖法檢測8mm鋁板，表面加熱能量密度5kJ/m2，測得表面冷卻曲線在t=2s時(shí)溫度下降ΔT=2K，已知鋁ρ=2700kg/m3，c=900J/kg·K，α=2×10??m2/s，求熱擴(kuò)散深度及對(duì)應(yīng)可檢脫粘直徑。答案：擴(kuò)散深度δ=√(α·t)=√(2×10??×2)=6.3mm可檢脫粘直徑≈2δ≈12mm。5.綜合應(yīng)用題（每題20分，共60分）5.1某化工廠Φ508mm×12mm20G管道需在線檢測內(nèi)外壁腐蝕，工況溫度280℃，壓力6MPa，介質(zhì)含H?S，流速3m/s。請(qǐng)制定一套無損檢測方案，包括方法選擇、探頭布置、參數(shù)優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及數(shù)據(jù)管理，并給出缺陷量化模型。答案：方法：高溫MFL+超聲導(dǎo)波聯(lián)合。布置：MFL環(huán)向三軸傳感器，間距50mm；導(dǎo)波在管道兩端布置t(0,1)模態(tài)，頻率40kHz，激勵(lì)線圈水冷。參數(shù)：MFL磁化強(qiáng)度1.2T，提離1mm，采樣頻率8kHz；導(dǎo)波群速度3200m/s，激勵(lì)脈沖10周期Hanning窗。風(fēng)險(xiǎn)：高溫退磁，采用SmCo永磁體；H?S環(huán)境防爆ExdⅡBT4。量化：MFL漏磁通密度峰值Br與剩余壁厚t關(guān)系t=12·exp(-0.02·Br)，導(dǎo)波反射系數(shù)R與面積損失A關(guān)系A(chǔ)=0.8·R2。數(shù)據(jù)：采用ISO1