2007超声闭卷试题(参考答案)

考核号：姓名：密封线2007年度特种设备无损检测UT专业Ⅲ级人员理论试卷（闭卷）（参考答案）成绩：题号题型分值扣分阅卷人签章一是非题40二单项选择题30三问答题20四计算题10总计1002007年6月20日北京全国锅炉压力容器无损检测人员资格考核委员会1一、是非题（在括号内正确的划“○”，错误的划“×”。每题2分，共40分）1、球面波扩散衰减，声压与距离平方成反比。（×）2、不锈钢堆焊层比基材钢的声阻抗大2%，在两者界面上的声压反射率为0.5%。（×）3、聚焦探头的焦距F必须小于同一晶片尺寸的非聚焦探头的近场长度N。（○）4、介质的密度越大，弹性模量越小，超声波的传播速度就越快。（×）5、超声场中任一点的声压幅值与该点介质密度成反比，与波速和频率成正比。（×）6、超声波检测中，为避免缺陷漏检，一般在保证灵敏度的前提下尽可能选用较低频率。（○）7、在超声波检测中，如果使用的重复频率过高，在检测粗晶材料时会出现林状回波。（×）8、超声横波检测单面焊焊缝，如使用K＝1.5~2.0的斜探头，可能出现的问题是：检测根部裂纹或未焊透的灵敏度较低。（○）9、超声波探头中的吸收块常用环氧树脂加钨粉制成，其声阻抗应尽量高于压电晶片的声阻抗。（×）10、超声波检测缺陷定量时，回波高度的测量应在仪器的抑制旋钮关闭以及增益微调旋钮不动的状态下进行。（○）11、通用AVG曲线，采用的距离是以近场长度为单位的归一化距离，适用于不同规格的探头。（○）12、使用大K值探头，从焊缝一侧用全跨距检测，如能够扫查到整个焊缝截面，就没有必要从焊缝另一侧检测。（×）13、钢管水浸聚焦法检测时，为了提高检测效率，一般不采用点聚焦探头而采用线聚焦探头。（○）14、有机玻璃声透镜水浸聚焦探头，透镜曲率半径越大，焦距越大。（○）15、圆晶片斜探头的上指向角小于下指向角。（×）16、为了在工件中得到纯横波，斜探头透声斜楔材料的纵波速度应大于被检工件中的纵波速度。（×）17、用板波法检测厚度5mm以下薄钢板时，只能检出表面缺陷，内部缺陷须用其他2方法检测。（×）18、CSK-ⅠA试块与IIW试块相比的优点之一，是可以测定斜探头分辨力。（○）19、在超声场的未扩散区，可将声源辐射的超声波看成平面波，平均声压不随距离增加而改变。（○）20、小径管水浸法检测时，为防止缺陷漏检，钢管应沿顺、逆时针两个方向转动，各检测一次。（×）二、单项选择题（将正确答案的代号填在括号内。每题2分，共30分）1、用超声波在远场区检测两个直径相同的平底孔，一个声程为100mm，另一个为300mm，在不计材质衰减的情况下，两个平底孔的回波声压差为（D）。A、9.5dBB、12dBC、20dBD、以上都不对2、用有机玻璃作斜楔的斜探头检测横波速度为3080米/秒的铝制件，得知铝中横波折射角为60°，则斜探头的入射角约为（B）。A、28°42'B、49°24'C、55°18'D、以上都不对3、下面有关叠加效应的叙述中，哪条是正确的?(A)A、叠加效应是钢板底波次数较多时可看到的现象B、叠加效应是幻像波的一种C、叠加效应是波型转换时产生的现象D、叠加效应是波干涉现象的基础4、超声波倾斜入射通过两种材料的界面时，如果第一种材料的声阻抗变大，但其声速与第二种材料相同，则在第二种材料中的折射角（C）。A、大于入射角B、小于入射角C、等于入射角D、在临界角之外5、改变以下哪一参数不能提高超声波检测的分辨力？（A）A、增大探头晶片尺寸B、降低压电晶片机械品质因子θmC、提高频率D、减小发射脉冲宽度6、缺陷波的指向性与缺陷大小有关，当缺陷直径为哪一数值时，缺陷反射就不能看成镜面反射。（B）（练习题上问答题是这麽说的）A、缺陷直径大于波长3倍时B、缺陷直径小于波长3倍时C、缺陷直径小于波长时D、缺陷直径大于波长1/3时7、声束扩散角是频率和晶片尺寸的函数，它随(B)。A、频率增大，晶片尺寸减少而减小B、频率减少，晶片尺寸减少而增大C、频率减少，晶片尺寸减少而减小D、频率增大，晶片尺寸减少而增大38、厚度均为600mm，但材质衰减不同的两个锻件，采用各自底面校正600/Φ2灵敏度分别进行检测，现在两个锻件中均发现缺陷，且缺陷声程均为400mm，回波高度相同，则（C）。A、两个缺陷当量相同B、材质衰减大的锻件中的缺陷当量较大C、材质衰减小的锻件中的缺陷当量较大D、缺少条件，无法判断9、管材水浸聚焦检测，如果聚焦点不能调整到被检管件的中心轴线上，而是偏离中心轴线一定距离，则管壁内将出现(D)。A、盲区增大B、无底波反射C、始波与底波同在D、多种波型传播10、用水浸法超声波纵波垂直入射检测钢板，要使第二次水层界面回波与钢板第二次底波重合，则水层厚度与钢板厚度之比应为（C）。A、1:1B、1:0.25C、1:2D、2:111、以下叙述的哪一条不是聚焦探头的优点？（A）A、纵向分辨力高B、灵敏度高C、横向分辨力高D、检测粗晶材料的信噪比高12、斜探头检测焊缝时,必须正确调整仪器的水平或深度比例，主要是为了(D)。A、识别焊道回波和缺陷波B、判定缺陷的大小与判定缺陷的长度C、判断缺陷的位置D、A和C13、超声波检测分散的气孔缺陷时，反射波较低，这是因为（C）。A、气孔表面通常是光滑的B、气孔内充满了空气C、气孔通常是或近似圆球形，其反射波是发散的D、以上都不是14、下面有关61°反射波说法，哪一点是错误的？（A）。A、产生61°反射时，横波入射角为29°，纵波反射角为61°B、产生61°反射时，纵波入射角为61°，横波反射角为29°C、产生61°反射时，纵波入射角与横波反射角之和为90°D、产生61°反射时，其声程是恒定的15、以下哪一种检测方法不适宜T型焊缝检测？(C)A、直探头从翼板上扫查检测B、斜探头从翼板外侧或扫查检测4C、直探头从腹板上扫查检测D、斜探头从腹板上扫查检测三、问答题（每题5分，共20分）1、试述相对灵敏度测长法及绝对灵敏度测长法的优缺点？答：缺陷指示长度测量方法可分为相对灵敏度法和绝对灵敏度法：（1）相对灵敏度法（即6dB、10dB、20dB法），优点是：耦合误差和衰减影响小；不受回波高度影响。缺点是：操作者主观因素对检测结果影响较大；操作误差大，测量出来的指示长度可能大于缺陷长度；不能实现自动化检测。（2）绝对灵敏度法，优点：主观性要求低，容易采用机械化；可以比较容易实现自动化检测。缺点：表面接触误差大；回波高度影响大。2、试说明奥氏体不锈钢焊缝的组织特点；用纵波斜探头检测奥氏体不锈钢焊缝时，是否可以直接采用IIW试块调节仪器扫描线比例？为什么？答：（1）奥氏体不锈钢焊缝凝固时未发生相变，室温下仍保持铸态柱状奥氏体晶粒存在，这种柱状晶粒的晶粒粗大、组织不均匀，具有明显的各向异性。柱状晶粒的特点是：同一晶粒，从不同方向测定有不同的尺寸，因此，从不同方向检测，引起的衰减与信噪比不同。当波束与柱状晶粒夹角较小时，其衰减小，信噪比较高；当波束与柱状晶粒垂直时，其衰减较大，信噪比较低，也使声束传播方向产生偏离，出现底波游动现象，不同部位的底波幅度出现明显差异，给超声波检测带来困难。（2）不能直接采用IIW试块调节仪器扫描线比例。因为当斜探头对准R25或R50圆弧时，此时的入射角小于第一临界角，所以，折射纵波和折射横波同时在试块中传播，反射到检测面后又会发生波型转换，这时荧光屏上的反射回波较多，难以分辨，不便调整。3、简述表面波测高法与衍射波测高法的原理、特点和应用范围？答：（1）表面波入射到表面开口缺陷时，会产生一个反射波，其波高与缺陷深度有关，当缺陷深度较小时，波高随缺陷深度增加而升高。实际检测中，常加工一些具有不同深度的人工缺陷试块，利用试块比较法来确定缺陷的深度。这种方法只适用于测定较小的表面开口缺陷，当缺陷深度超过两倍波长时，测定5误差大。（2）应用单斜探头或一收一发两个角度相同的斜探头置于缺陷两侧，探头发出的波在缺陷端部产生衍射波被探头接收。找到缺陷上下端点最高衍射回波，即为开口缺陷的最深位置。这种方法测量精度高，测试误差约为±1~2mm，但是有时因缺陷方向不能发现缺陷的上下端点衍射回波。该方法适用于检测高度大于等于3mm的表面开口缺陷。4、实际声场与理想声场有何不同？为什么？答：不同点：在近场区内，实际声场与理想声场存在明显区别，理想声场轴线上声压存在一系列极大值极小值，且极大值为2Po，极小值为零。实际声场轴线上声压虽然也存在极大极小值，但波动幅度小，极大值远小于2Po，极小值也远大于零，同时极值点的数量明显减少。原因：（1）理想声场是连续波，产生完全干涉；实际声场是脉冲波，产生不完全干涉或不产生干涉。（2）理想声场是单一频率的连续正弦波；实际声场是脉冲波，有很宽的频率范围。（3）理想声场波源是均匀激发；实际声场波源是非均匀激发。（4）理想声场是针对液体介质；实际声场是固体介质。四、计算题（每题5分，共10分）1、采用充水探头(2.5MHz，Φ20mm)，用三次重合法检验T=80mm厚钢板，已知水中CL=1500m/s，钢中CL=5900m/s，求钢中近场长度？解：水层厚度：L=n·T/4=3x80/4=60(mm)波长：λ2=CL2/f=5.9x106/2.5x106=2.36(mm)钢中剩余近场区长度为：N=N2-L(C1/C2)=(D2/4λ2)-L(C1/C2)=(202/4x2.36)-60x(1500/5900)≈27(mm)答：钢中近场长度27mm。2、超声波检测100mm板厚的纵焊缝，该圆筒外半径为500mm，用tgβ=1的探头检测，在平板试块上1:1深度定位调节扫描线，从筒体外圆面检测时，在荧光屏80mm6深处发现一缺陷反射波，求缺陷在曲面上跨距弧长及离工件外表面的深度？解：由公式L=0.0174·θ·R=0.0174·tg-1[tgβ·h/(R-h)]·R=0.0174·tg-1[1·80/(500-80)]·500=93.8mmh0=R-(tgβ·h/sinθ)=500-(1·80/sin10.78°)=72.2mm答：该缺陷的曲面跨距是93.8mm，离工件表面深度72.2mm。草稿纸