高级问答题

三、简答题1.[T]BA005342超声场分为哪几个区域？为什么要尽量避免在近场区探伤定量？[T/][D]答：超声场可分为：1）主声束和付瓣：声源正前方声能最集中的锥形区域既为主声束，声束付瓣通常出现在邻近探头晶片的一个区域内，旁侧于主声束。2）近场：指主声束中心轴线上最后一个声压极大值处至晶片表面这一区域。3）远场：近场以外的区域称为远场。4）未扩散区：声源附近的主声束截面直径相同，波束不扩散的区域与远场分界点的一段距离称为未扩散区，分界点至晶片表面的距离约为近场长度的1.6倍。（0.5）由于近场区存在声压极大极小值，处于声压极大值处的较小缺陷可能回波较高，而处于声压极小值处的较大缺陷可能回波较低，这样就可能能引起误判，因此超声波探伤中总是尽量避免在近场区定量。（0.5）[D/]2.[T]BA006343在超声波反射法检测中为什么要使用脉冲波？[T/][D]答：1）可使瞬时内发射能量很大，而总能量不大（0.2）；2）可做时标用，测量超声波在工件中的传播时间，从而对缺陷进行定位（0.2）；3）不是单色波，可克服缺陷厚度对超声波反射率与透过率的影响（0.2）；4）可显著减少入射波与反射波之间干涉区的长度（0.2）；5）从工程技术上比较容易制造出脉冲波的超声波检测仪（0.2）。[D/]3.[T]BA008344当纵波从水入射至钢界面时，声压透射率t大于100%，这与能量守恒定律有矛盾吗？[T/][D]答：没有矛盾，因为声强和声压之间的关系是I=P2/2Z。（0.5）声强不仅与声压有关，而且与介质的声阻抗有关，由于钢的声阻抗大于水的声阻抗，所以尽管透射波有较高的声压，但透射波的声强仍然比入射波的声强小得多。仍然符合入射声能等于反射声能与透射声能之和。（0.5）[D/]4.[T]BA010341什么叫衰减？产生衰减的原因是什么？[T/][D]答：超声波在介质中传播时随着距离的增加、能量逐渐减小的现象称为衰减（0.5）。产生衰减的原因是：扩散衰减，散射衰减，粘滞（吸收）衰减（0.5）。[D/]5.[T]BA012342试分析晶片尺寸D的大小对探伤的影响？[T/][D]答：1）由θ0=arcsin-11.22λ/D可知，晶片尺寸增加，半扩散角减小，波束指向性变好，超声波能量集中，对探伤有利（0.4）。2）由N=D2/4λ可知晶片尺寸增加，近场区长度迅速增加，对探伤不利（0.2）。3）晶片尺寸大，辐射的超声波能量大，探头未扩散区扫查范围大，远距离扫查范围相对减小，发现远距离缺陷能力增强（0.2）[D/]6.[T]BA013342简述在超声波探伤中应用了超声波的哪些主要性质？[T/][D]答：主要性质有：1）超声波方向性好（0.25）；2）超声波能量高（0.25）；3）能在界面上产生反射和波型转换（0.25）；4）超声波穿透能力强（0.25）。[D/]7.[T]BA019343探伤仪主要的性能指标有哪些？哪些探伤特性受接收放大电路的影响？[T/][D]答：主要指标有：1）灵敏度；2）水平线性；3）垂直线性；4）动态范围；5）分辨力；6）声噪比等（0.5）。受接收放大电路的影响的因素有：1）灵敏度；2）垂直线性；3）动态范围；4）阻塞区；5）噪声电平；6）分辨力（0.5）。[D/]8.[T]BA041342斜探头是由哪几个部分组成的？各部分有何作用？[T/][D]答：斜探头是由插座、外壳、阻尼块、压电晶片、斜契等部分组成（0.5）。各部分作用是：1）插座：使用高频电缆线与仪器连接。2）外壳：支撑和保护探头内的元件。3）阻尼块：降低晶片背面超声脉冲幅度及长度，改善探头内噪声，提高探头的检测能力。4）压电晶片：发射接受超声波信号。5）斜契：与试件材料组成异质界面，使超声波产生折射，倾斜入射试件材料进行探伤。（0.5）[D/]9.[T]BA045344简述超声波探伤的优点和局限性？[T/][D]答：优点是：超声波探伤可检测厚度较大的材料，且具有检测速度快费用低，并能对缺陷进行定位定量，对人体无伤害，以及对危害性较大的面积性缺陷的检测灵敏度较高的优点。（0.5）局限性是：主要表现在：一般的超声波探伤的记录性差，不能比较直观的判断缺陷的几何形状、尺寸和性质，超声波探伤技术难度较大，其效果和可靠程度往往受到操作人员的责任心、工作时的精神状态及技术水平的高低的影响。（0.5）[D/]10.[T]BA045342超声波探伤利用超声波探伤的哪些特性？[T/][D]答：1）超声波有良好的指向性，在超声波探伤中声源的尺寸一般都大于波长数倍以上声速能集中在特定的方向上，因此可按几何光学原理判定缺陷的位置（0.25）；2）超声波在异质界面上将产生反射、折射、波形转换，利用这些特性可以获得以缺陷等异质界面反射回来的反射波及不同波形从而达到探伤的目的（0.25）；3）超声波探伤中由于频率高固体中质点的振动是难以察觉的，因为声强与频率的平方成反比，所以超声波的能量比声波的能量大得多（0.25）；4）超声波在固体中容易传播，在固体中超声波的散射程度取决于晶粒度与波长之比，当晶粒小于波长时几乎没有散射，在固体中超声波传输损失小、探测速度大（0.25）。[D/]11.[T]BB008341X、γ射线具有哪些主要特征？[T/][D]答：直线传播的电磁波，速度为光速；不受电磁场的影响。(0.25)能使胶片感光；能使物质电离。(0.25)能透过可见光不能透过的物质。(0.25)具有反射、折射、衍射、干涉等波的性质；有生物效应。(0.25)[D/]12．[T]BB011342[题目]常见的曝光曲线有哪些形式？[T/][D]答：常见的曝光曲线形式有：曝光量和管电压随材料厚度变化的曲线；(0.5)管电压对材料厚度变化的曝光曲线。(0.5)[D/]13.[T]BB012343何谓几何不清晰度？其主要影响因素有哪些？[T/][D]答：由于射线源都具有一定尺寸，所以照相时工件轮廓或缺陷边缘都会在底片上产生半影。这个半影宽度便是几何不清晰度Ug。缺陷的几何不清晰度Ug值计算公式为：Ug=db/(F－b),式中：d—射线源尺寸；F—焦距；b—缺陷至胶片的距离。（0.5）技术标准中规定的几何不清晰度，通常是指透照中心部位的最大几何不清晰度，计算公式为：Ugmax=dL2/L1,式中：L1—射线至工件表面的距离；L2—工件表面至胶片的距离；d—射线源公称有效焦点尺寸。由以上公式可知，Ug值与射源尺寸和工件厚度或工件表面至胶片的距离成正比，与射线源至工件表面距离或焦距成反比。（0.5）[D/]14.[T]BB030342X射线管焦点的尺寸大小与什么有关？[T/][D]答：主要取决于X射线管阴极灯丝的形状和大小。（0.6）使用的管电压和管电流对焦点大小也有一定影响。（0.4）[D/]15.[T]BB031343γ射线具有哪些主要特征？[T/][D]答：直线传播的电磁波，速度为光速；不受电磁场的影响；能使胶片感光；能使物质电离；能透过可见光不能透过的物质。（0.5）具有反射、折射、衍射、干涉等波的性质；有生物效应（0.5）。[D/]16．[T]BB042343试述散射线的实际来源和分类？[T/][D]答：受射线照射的各种物体都会成为散射源，但强度最大，对探伤质量影响最大的散射源是试件本身。（0.5）散射线一般按散射方向分类，来自胶片暗盒正面（射源方向）的散射称作“前散射”或“正向散射”，来自胶片暗盒后面的散射称作“背散射”。（0.5）[D/]17.[T]BB056342X射线管为什么要经过训练（老练硬化）处理？[T/][D]答：X射线管的质量优劣及使用寿命都与管内的真空度密切相关，尽管制造时已经达到要求的真空度（一般可达10-7mmHg）,但是管内的结构材料在第一次使用或者长期搁置，或者受到电子轰击或受热时，都有可能从这些物体中逸出气体（“放气”）而降低真空度，导致X射线管不能稳定工作甚至损坏。(0.5)X射线管的训练实质上是通过从低端开始逐步升高管电压和管电流，使管内的气体分子电离并因被电离出来的质量较大的正离子高速冲向阴极，使得阴极金属发生溅散，这些溅散的金属此时会吸收管内的气体，即“排气”，从而提高管内真空度，保障X射线管稳定工作。因此对于新的或停止工作较长时间的X射线管在正式使用前都必须进行训练处理。(0.5)[D/]18.[T]BB057341X射线管中为什么选用钨靶？[T/][D]答：高速运动的电子撞击阳极靶时，约有1%～2%的动能转换为X射线，绝大部分均转化为热能，使靶面温度升高。(0.5)X射线的强度与阳极靶的原子序数有关，所以一般工业用X射线管的阳极靶选用原子序数大、耐高温的钨来制造。(0.5)[D/]19．[T]BB059343X射线机的常见故障有哪些？[T/][D]答：常见故障有：①X射线管松动；(0.1)②保险丝溶断；(0.1)③电流表没指示或指示数很小；(0.1)④电缆断线；(0.1)⑤自耦变压器老化、高压指数达不到额定值；(0.1)⑥发生器保护罩漏油，高压跳火；(0.1)⑦X射线管失效；(0.1)⑧阳极过热，毫安表针摆动较严重；(0.1)⑨马达不转，发生器局部发热；(0.1)⑩X射线管灯丝预热时间不够，而使灯丝老化损坏。(0.1)[D/]20.[TW]BB062344绘图说明胶片特性曲线由哪五部分组成？底片黑度应控制在胶片特性曲线的哪个区域？为什么要控制在这个区域？[T/][D]答：AB——迟钝区；BC——感光不足区；CD——正常（适量）感光区；DE——过感区；EF——负感区。底片黑度应限制在正常感光区内，因为在这个区域内底片的对比度大（曝光量有小的差异就能产生较大的黑度差），灵敏度高。(0.5)[D/]图(0.5)四、计算题1.[T]BA005352试以钢材为例计算5MHzφ20mm直探头的近场长度。[DW]解：已知f=5MHzD=20mmCL=5900m/s则λ=C/f=5.9/5=1.18(mm)N=D2/4λ=202/4×1.18=84.7≈85(mm)答：直探头的近场长度为85mm。[D/]评分标准：公式正确0.4；过程及答案正确0.4；答正确0.2。2.[T]BA007353用有机玻璃横波斜探头探伤，钢材工件已知有机玻璃中纵波波速CL1=2730m/s，钢中纵波波速为CL2=5900m/s，横波波速CS2=3230m/s，为实现单一横波探伤，试求入射角aL的范围？[T/][DW]解：已知CL1=2700m/sCL2=5900m/sCS2=3230m/s由αⅠ=arcsinCL1/CL2得αⅠ=arcsin2700/5900=27°由αⅡ=arcsinCL1/CS2得αⅡ=arcsin2700/3230=57°答：入射角aL的范围为27°～57°。[D/]评分标准：公式正确0.4；过程及答案正确0.4；答正确0.2。3.[T]BA008353在水浸法探伤中，求水/钢的往复透射率？(Z水=1.5×106kg/cm2·sZ钢=45.4×106kg/cm2·s)[T/][DW]解：已知Z水=1.5×106kg/cm2·sZ钢=45.4×106kg/cm2·s由Tp=4Z水·Z钢/(Z水+Z钢)2得Tp=4×1.5×45.4×1012/(1.5＋45.4)2×102=0.124=12.4%答：水/钢的往复透射率为12.4%。[D/]评分标准：公式正确0.4；过程及答案正确0.4；答正确0.2。4.[T]BA012352现在有一个φ202.5MHz的直探头，试计算在钢中的半扩散角？（CL2=5900m/s）？[T/][DW]解：已知D=20mmf=2.5MHzCL2=5900m/sλ=C/f=5.9×106/2.5×106=2.36(mm)θ0=sin-11.22λ/D=sin-11.22·2.36/20=8.3°答：钢中的半扩散角应为8.3°。[D/]评分标准：公式正确0.4；过程及答案正确0.4；答正确0.2。5.[T]BA021352两中介质Z1=1×106kg/cm2·s,Z2=4×106kg/cm2·s,求其界面声压反射率？[T/][DW]解：已知Z1=1×