1、超聲波探傷人員練習卷1， 選擇題1、下列材料中聲速最低的是（a） a.空氣 b.水 c.鋁 d.不銹鋼2、一般來說，在頻率一定的情況下，在給定的材料中，橫波探測缺陷要比縱波靈敏，這是因為（a）a.橫波比縱波的波長短 b.在材料中橫波不易擴散 c.橫波質點振動的方向比缺陷更為靈敏 d.橫波比縱波的波長長3. 超聲縱波又稱為（ b ） a蘭姆波 b. 疏密波 c. 切變波 d. 瑞利波5質點振動方向垂直于波的傳播方向的波是（ b ） a縱波 b. 橫波 c. 表面波 d. 蘭姆波6超聲縱波、橫波和表面波速度主要取決于（ c ） a頻率 b. 傳聲介質的幾何尺寸 c傳聲材料的彈性模量和質量 d. 以

2、上都不全面7鋼中縱波聲速為5850m/s,則2.5mhz超聲縱波在鋼中波長為（ b ） a. 1.29mm b. 2.34mm c. 0.234mm d. 0.52mm8材料的聲速與密度的乘積稱為聲阻抗，它將影響超聲波（ b ） a在傳播時的材質衰減 b從一個介質傳播到另一個介質時在界面上的反射和透射 c在傳播時的散射 d. 擴散角大小9超聲波在傳播過程中，遇到尺寸與波長相當的障礙物時，將發生（b ） a只繞射無反射 b. 即反射有繞射 c只反射無繞射 d. 以上都有可能10a型顯示探傷儀，從熒光屏上可獲得的信息是（ c ） a缺陷的取向 b. 缺陷指示的長度 c缺陷幅度和傳播時間 d. 以上

3、全部11超聲波檢驗中，當探傷面比較粗糙時，宜選用（ d ） a較低頻率的探頭 b. 較粘的耦合劑c軟保護膜探頭 d. 以上都對12探傷時采用較高的探測頻率，可有利于（ d ） a發現較小的缺陷 b. 區分開相鄰的缺陷c改善聲束指向性 d. 以上都對13缺陷反射聲能的大小，取決于（d ） a缺陷的尺寸 b. 缺陷的類型 c缺陷的形狀和取向 d. 以上全部14下列直探頭，在鋼中指向性最好的是（ c ） a. 2.5p20z b.3p14z c.4p20n d.5p14z 15當溫度升高時，水的聲阻抗將（b ） a不變 b. 增大 c. 變小 d. 無規律變化16、超聲波在介質中的傳播速度就是（a）

4、：a.聲能的傳播速度 b.脈沖的重復頻率 c.脈沖恢復速度 d.物質遷移速度17、橫波探傷最常用于（a）：a.焊縫、管材 b.測定金屬材料的彈性特性 c.探測厚板的分層缺陷 d.薄板測厚18、金屬中粗大的晶粒在超聲波檢測中會引起(d)a.底面回波降低或消失 b.信噪比降低 c.穿透能力下降 d.以上都是19、被檢材料表面過分粗糙會導致(d)a.來自內部缺陷的反射幅度下降 b.使聲束指向性變差 c.使前表面回波的寬度增大 d.以上都是20、檢查焊縫中橫向裂紋的最好方法是（d）a.探頭在前后移動的同時兼作10-15的擺動 b.選用折射角較小的探頭c.應使用轉動式掃查 d.把焊縫打磨平，在焊縫上作平

5、行于焊縫的掃查21、 a型掃描顯示，“盲區”是指：( c ) a.近場區 b.聲束擴散角以外區域 c.始脈沖寬度和儀器阻塞恢復時間 d.以上均是22、探頭上標的2.5mhz是指：( b ) a.重復頻率 b.工作頻率 c.觸發脈沖頻率 d.以上都不對23、目前工業超聲波探傷使用較多的壓電材料是：( c ) a.石英 b.鈦酸鋇 c.鋯鈦酸鉛 d.硫酸鋰24、 超聲探傷系統區別相鄰兩缺陷的能力稱為：( d ) a.檢測靈敏度 b.時基線性 c.垂直線性 d.分辨力25、對超聲探傷試塊的基本要求是：( d ) a.其聲速與被探工件聲速基本一致 b.材料中沒有超過2mm平底孔當量的缺陷 c.材料衰減

6、不太大且均勻 d.以上都是26、 用斜探頭檢測厚焊縫時，為提高缺陷定位精度可采取措施是：( d ) a.提高探頭聲束指向性 b.校準儀器掃描線性 c.提高探頭前沿長度和k值測定精度 d.以上都對27、 當量大的缺陷實際尺寸：( a ) a.一定大 b.不一定大 c.一定不大 d.等于當量尺寸28、 鋼板缺陷的主要分布方向是：( a ) a.平行于或基本平行于鋼板表面 b.垂直于鋼板表面 c.分布方向無傾向性 d.以上都可能29、 鋼板超聲波探傷主要應采用：( a ) a.縱波直探頭 b.表面波探頭 c.橫波直探頭 d.聚焦探頭30、餅類鍛件最主要探測方向是：( a ) a.直探頭端面探傷 b.

7、直探頭側面探傷 c.斜探頭端面探傷 d.斜探頭側面探傷31、鍛件超聲波探傷時機應選擇在( b ) a.熱處理前孔,槽、臺階加工前 b.熱處理后,孔、槽、臺階加工前 c.熱處理前,孔、槽、臺階加工后 d.熱處理后,孔、槽、臺階加工后 二、填空題1、.超聲波在介質中的傳播過程，是（能量）傳播過程，沒有（物質）的遷移；2、超聲波在介質中傳播時，其波長與（聲速）成正比，與（頻率）成反比；3、橫波是波的傳播方向與質點振動方向（垂直）的一種波動類型，它只能在（固體）介質中傳播；4、超聲波探頭中的波源近似（活塞）振動，在各向同性的介質中輻射的波稱為（活塞）波。當距探頭的距離足夠遠時，它類似于（球面波）；5、

8、超聲波探傷中廣泛采用的是脈沖波，脈沖波是波源振動（持續時間）很短，（間歇）輻射的波；6、超聲波探頭中的吸收塊所起的作用是（抑制不需要的振動）和（吸收雜波），常用（環氧樹脂粉加鎢粉）制成；8、在焊縫的超聲波檢測中，一般都盡可能避免使用折射角為（60）的斜探頭，因為使用這種探頭在遇到（垂直于底面）的缺陷時，其回波聲壓甚低；三、問答題2、 什么是壓電晶體?舉例說明壓電晶體分為幾類?答：（1）某些晶體受到拉力或壓力產生變形時，產生交變電場的效應稱為正壓電效應。在電場的作用下，晶體發生彈性形變的現象，稱為逆壓電效應。正、逆壓電 效應統稱為壓電效應。能夠產生壓電效應的材料稱為壓電材料。由于它們多為非金屬電

9、介質晶體結構，故又稱為壓電晶體。（2）壓電晶體分為：單晶體：如石英、硫酸鋰、鈮酸鋰等。多晶體：如鈦酸鋇、鈦酸鉛，鋯鈦酸鉛(pzt)等。3、 超聲波探傷儀主要性能指標有哪些?答：探傷儀性能是指僅與儀器有關的性能，主要有水平線性、垂直線性和動態范圍等。（1）水平線性：也稱時基線性或掃描線性，是指探傷儀掃描線上顯示的反射波距離與反射體距離成正比的程度。水平線性的好壞以水平線性誤差表示。（2）垂直線性：也稱放大線性或幅度線性，是指探傷儀熒光屏上反射波高度與接收信號電壓成正比的程度。垂直線性的好壞以垂直線性誤差表示。（3）動態范圍：是探傷儀熒光屏上反射波高從滿幅(垂直刻度100%)降至消失時(最小可辨認

10、值)儀器衰減器的變化范圍。以儀器的衰減器調節量(db數)表示。4、超聲波斜探頭的技術指標有哪些?答：除了頻率、晶片材料、晶片尺寸等影響聲場性能的指標外，超聲波斜探頭還有以下技術指標：（1）斜探頭的入射點和前沿長度：是指其主聲束軸線與探測面的交點，入射點至探頭前沿的距離稱為探頭前沿長度，測定入射點和前沿長度是為了便于對缺陷定位和測定探頭的k值。（2）斜探頭k值和折射角s：斜探頭k值是指被探工件中橫波折射角s的正切值，k=tgs。（3）探頭主聲束偏離：是指探頭實際主聲束與其理論幾何中心軸線的偏離程度，常用偏離角來表示。5、什么是缺陷的指示長度?測定缺陷指示長度的方法分為哪兩大類?答：按規定的靈敏度

11、基準，根據探頭移動距離測定的缺陷長度稱為缺陷的指示長度。測定缺陷指示長度的方法分為相對靈敏度法、絕對靈敏度法和端點峰值法。（1）相對靈敏度法：是以缺陷最高回波為相對基準，沿缺陷長度方向移動探頭，以缺陷波幅降低一定的db值的探頭位置作為缺陷邊界來測定缺陷長度的方法。（2）絕對靈敏度法：是沿缺陷長度方向移動探頭，以缺陷波幅降到規定的測長靈敏度的探頭位置作為缺陷邊界來測定長度的方法。（3）端點峰值法：是缺陷反射波峰起伏變化,有多個高點時,以缺陷兩端反射波極大值處的探頭位置作為缺陷邊界來測定長度的方法。6、怎樣選擇超聲波探傷的探頭?答：超聲波探頭種類很多，性能各異，應根據檢測對象，合理選擇探頭。（1）

12、 頻率選擇：對大厚工件、粗晶材料或探測表面粗糙的工件，應選擇較低頻率；對薄工件、細晶粒材料或對小缺陷檢出要求高時，應選擇較高頻率。應注意的是：裂紋 等面狀缺陷，有顯著的反射指向性，如果超聲波不是近似于垂直入射，在探頭方向上就不會產生足夠大的回波，頻率越高，這種現象越顯著，所以應避免使用不必要 的高頻。一般來說，頻率上限由衰減和草狀回波信噪比決定，下限由檢出靈敏度、脈沖寬度和指向性決定。（2）晶片尺寸選擇：晶片尺寸大，發射能量大，擴散角小，遠距離探測靈敏度高，適用于大型工件探傷；晶片尺寸小，近距離范圍聲束窄，有利于缺陷定位，對凹凸度大曲率半徑小的工件，宜采用尺寸較小的探頭。（3）探頭角度選擇：角

13、度選擇原則是，盡量使聲束相對于缺陷垂直入射。鋼板、鍛件內缺陷多平行于表面，常選用直探頭。焊縫中危險性缺陷多垂直于表面，常選用斜探頭。（4）特殊探頭選擇：a.探測平行于探測面的近表面缺陷用雙晶直探頭。b.探測薄壁管焊縫根部缺陷用雙晶斜探頭。c.探測管材、棒材用水浸聚焦探頭。d.探測薄板(6mm)用板波探頭。e.用延時法檢測表面裂紋深度用表面波探頭。f.探測奧氏體不銹鋼焊縫用縱波斜探頭。g.探測角焊縫近表面缺陷和層狀撕裂用爬波探頭。h.為實現聲能集中，有利于缺陷定位，用點聚焦或線聚焦探頭。8、焊縫超聲波探傷中，為什么常采用橫波探傷?答：焊縫中的氣孔、夾渣是立體型缺陷，危害性較小。而裂紋、未焊透、未

14、溶合是平面型缺陷，危害性大。在焊縫探傷中由于加強高的影響及焊縫中裂紋、未焊透、未熔合等危險性大的缺陷往往與探測面垂直或成一定的角度，因此一般采用橫波探傷。9、為什么測定探頭的k值必須在2n以外進行?答：超聲場近場區與遠場區各橫截面上的聲壓分布是不同的，在xn的近場區內，存在中心軸線上聲壓為0的截面。在xn的遠場區內，截面中心聲壓最高，偏 離中心聲壓逐漸降低。實際探傷中，測定探頭波束軸線的偏離和橫波斜探頭的k值時，規定要在2n以外進行就是這個原因。10、 焊縫探傷中，如何選擇探頭的頻率、晶片尺寸和耦合劑?答：焊縫探傷中，探 頭的頻率選擇應依據所探測對象的材質來確定。對碳鋼和鋁，由于晶粒比較細小，

15、可選用較高的頻率探傷，一般為2.55.0mhz。對于板厚較小的焊縫，可 采用較高的頻率，對于板厚較大，衰減明顯的焊縫，應選用較低的頻率。鋁焊縫要用專用探頭，一般頻率為5.0mhz。對奧氏體不銹鋼，頻率對衰減的影響較 大。頻率愈高，衰減愈大，穿透力愈低，且焊縫晶粒粗大，宜選用較低的探傷頻率，通常為0.52.5mhz。探頭的晶片尺寸，對于容器筒體或接管表面為曲面時為保證耦合，探頭的晶片尺寸不宜過大。但對于奧氏體不銹鋼焊縫，由于大晶片探頭的信噪比優于小晶片探頭，且大晶片探頭波束指向性好，波束寬度小，可以減少產生晶粒散射的面積，故應選用大晶片探頭。在焊縫探傷中，常用的耦合劑有機油、甘油、漿糊、潤滑油脂

16、和水等。從耦合效果看，漿糊同機油差別不大。不過漿糊有一定的粘性，可用于任意姿勢的探傷操作，并且有較好的水洗性，用于垂直面或頂面探傷較適宜。 四、計算題1. 已知有機玻璃中縱波速度cl=2730m/s,鋼中縱波速度cl=5900m/s,鋼中橫波速度c=3230m/s.求縱波傾斜入射到有機玻璃/鋼界面時的第一臨界角和第二臨界角解:答:第一臨界角為27.6,第二臨界角為57.72. 用單探頭接觸法橫波探傷外徑為300mm厚60mm的大口徑鋼管時,應選用折射角為多少的探頭?解: 答:應選用折射角為36.91.用2mhz,24直探頭,測定厚度為70的鋼鑄件的材質衰減系數,已知b2波為100%示波屏高度,

17、b4波為10%波高,每次反射損失為1db,求此鑄件的衰減系數(單程).解:答:此鑄件的衰減系數為0.043db/mm. 1. 用縱波探頭檢測厚度為100和400的平底鍛件,若后者檢測面粗糙,與前者耦合差2db,材質衰減均為0.02 db/(雙程),今將前者底面回波調至滿幅(100%)高,則后者底面回波應多高?解:聲程差:db1=20lg(400/100)=12db; 耦合差: db2=2db; 材質衰減差: db3=(b2-b1)=0.02 db/(400-100)=6db 故 400/b波幅 = 100/b波幅-db1-db2-db3=100/b波幅-12db -2db-6db = 100/

18、b波幅-20db 答:后者底面回波為滿幅的10%.1. 已知有機玻璃中縱波聲速c12730m/s，鋼中縱波聲速cl5900m/s，鋼中橫波聲速cs3230m/s，求第一和第二臨界角？（5分）解：答：第一臨界角為27.6；第二臨界角為57.7 2. 用4p20直探頭檢測厚度為350的鍛鋼件，要求3的當量缺陷不漏檢，利用工件底面如何校正檢測靈敏度？解：答:(1)在工件完好部位將底波調整至基準波高度（如滿屏的80%） （2）再增益31.3db,則探測靈敏度校正符合要求。 1 按照jb4730.3-2005標準的規定，用k=2.0的斜探頭，采用一次反射法探測厚度16mm的對接焊縫，探頭移動區寬度應為多

19、少毫米？答：p=2kt=64mm，探頭移動區寬度l1.25p=80mm2 用2.5p20z（2.5mhz，20mm）直探頭檢驗厚度為350mm餅形鋼鍛件（cl=5900m/s），用底波調節儀器靈敏度，要求能發現2的當量缺陷，靈敏度應如何調節？探傷中發現一缺陷，深200mm，波幅比基準波高高出29db，求此缺陷當量？解：xb = xf =350mm，= cl /2.5mhz=2.36mm用底波調節儀器靈敏度：平底孔對大平底=20lg（2xb/2xf2） =42db兩個不同聲程、不同直徑的平底孔回波聲壓比：= 40lg（1x2/2x1）（db）29db=40log（2200/2350） 得到24.65mm，即此缺陷當量為4.65mm平底孔3 外徑250毫米、壁厚20毫米的鋼管需要檢驗內外壁縱向缺陷，用單斜探頭接觸法探傷，求此探頭允許的最大k值為多少？解：為保證發現內外壁縱向缺陷，聲束應滿足聲軸線與內壁相切的條件，即折射角應滿足s=sin-1（r/r），r=250/2=125，r=125-20=105，代入