2006超声初试(闭卷)试题

考核号：姓名：密封线2006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1002006年6月17日北京全国特种设备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、利用工件底波调节探伤灵敏度，当底面粗糙或有附着物时，将使底面反射率降低，底波下降，这样调整的探伤灵敏度将会偏低。（×）2、Y型管节点焊缝探伤中，存在探测不到的死区，随着探头折射角的增大，死区的范围变小。（×）3、板波的速度不仅与介质的性质有关，还与波的频率及板厚的乘积有关。（○）4、超声波的频率远高于声波，所以超声波的能量远大于声波的能量。（○）5、对超声波而言，因为C=fλ，所以超声波的频率越高，传播速度越快。（×）6、随着横波斜探头K值的增大，第二介质中的近场区长度将减小。（○）7、聚焦探头具有声束细、测量精度高的优点；也有扫查范围小、探测效率低、灵敏度低的缺点。（×）8、超声波探伤仪接收电路的性能直接影响探伤仪垂直线性、动态范围、探伤灵敏度、分辨率等重要指标。（○）9、在声程大于三倍近场区长度以外范围，横波通用AVG曲线适用于不同频率、不同晶片尺寸、不同K值的探头。（○）10、探头型号5I14SJ15XJ表示频率为5MHz、晶片材料为铌酸锂单晶、圆晶片直径为14mm、水中焦距为15mm的线聚焦水浸探头。（×）11、相对而言，裂纹的回波比较尖锐、波高较大，转动探头时，波峰有上下错动的现象。（○）12、小径管通常采用V型坡口，未熔合多出现在坡口面上，一般一次波探伤容易检出，位置位于探头一侧。（×）13、实际探伤中，为提高探伤速度减少杂波干扰，应将探伤灵敏度适当降低。（×）14、常用水浸聚焦探头的聚焦原理是：当透镜声速C1C2（水的声速）时，凸透镜聚焦。（○）15、实际探伤时用CSK－ⅢA试块制作距离－波幅曲线，并没有考虑二次波探伤时工件底面反射损失的影响。（○）16、超声波的扩散衰减与波阵面的形状及介质的性质有关。（×）17、界面两侧介质的声阻抗差别愈小，声压往复透射率就愈低。（×）18、检测铝焊缝时，可以在CSK-IA试块上测定斜探头入射点。（○）219、碳钢与不锈钢复合钢板，复合良好区基本上无界面回波。（○）20、斜探头斜楔前部开槽的目的是减少反射杂波。（○）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、以下关于CSK－IA试块与IIW试块不同点的叙述，正确的是：（B）A、CSK-IA可用于测定直探头和仪器的盲区，而IIW则不能；B、CSK-IA可用于测定横波斜探头分辨力，而IIW则不能；C、CSK-IA可用于横波斜探头探伤扫描线调节，而IIW则不能；D、CSK-IA可用于测定斜探头和仪器的灵敏度余量，而IIW则不能。2、以下关于双晶探头性能特点的叙述，错误的是：（A）A、灵敏度低；B、工件中近场区长度小；C、杂波少盲区小；D、主要用于检测近表面缺陷。3、以下有关锻件白点的叙述，错误的是：（C）A、白点通常出现在大截面锻件的中心部位；B、白点的回波为清晰的林状波；C、白点对底波的影响不大；D、一旦判断有白点，该锻件即为不合格。4、在C级焊缝探伤中用直探头探测焊缝两侧母材，其目的是：（B）A、提高焊缝两侧母材的验收标准，以保证焊缝质量；B、探测可能影响斜探头探测结果的分层；C、防止焊接时产生焊接缺陷；D、以上都是。5、筒形锻件最主要的探测方向是：（C）A、用斜探头从外圆面轴向探测；B、用斜探头从外圆面周向探测；C、用直探头从端面和外圆面探测；D、以上都是。6、以下关于管节点焊缝探伤的叙述，错误的是：（D）A、常采用小晶片探头，改善耦合效果；B、为提高探伤灵敏度和分辨率，宜采用较高的频率；C、探伤时探头尽可能与焊缝保持垂直；D、一般采用水平法调节仪器的时基线比例。7、在检测条件相同的情况下，短横孔的直径增加一倍，其回波升高：（A）A、3dB；B、6dB；C、9dB；D、12dB。38、超声波倾斜入射到异质界面时，声压往复透射率取决于：（B）A、界面两侧介质的密度B、界面两侧介质的声阻抗和入射角度C、界面两侧介质的声速D、界面两侧的波型9、以下关于压电材料性能参数的叙述，错误的是：（B）A、机电耦合系数K越大，转换效率越高B、频率常数Nt越大，制做给定频率探头所用的晶片越薄C、压电应变常数d33越大，发射性能越好D、压电电压常数g33越大，接收性能越好10、以下关于盲区与始脉冲宽度的叙述，错误的是：（D）A、盲区的大小与仪器的阻塞时间和始脉冲宽度有关；B、盲区与灵敏度有关；C、盲区与晶片的机械品质因子和发射强度有关；D、实际测试中，始脉冲宽度等于盲区的大小。11、以下关于超声波频率的叙述，错误的是：（C）A、发射频率取决于仪器的发射电路与探头的组合性能；B、回波频率不仅与仪器的发射电路与探头的组合性能有关；还与辐射阻抗大小和工件表面耦合状况有关C、回波频率就是制造厂在探头上标出的频率；D、发射频率常用频谱分析仪测试；回波频率一般用示波器测试。12、使用IIW2试块，按声程1：1调整扫描线，当探头对准R25圆弧面时，则第二次反射波B2在荧光屏上的位置为：（D）A、2.5格B、5格C、7.5格D、10格13、2.5P20Z直探头在钢中的近场区长度是：（C）A、11mmB、21mmC、42mmD、84mm14、用水浸法纵波检测100mm厚钢试件时，水层厚度应为：（D）A、10mmB、20mmC、32mmD、50mm15、水与钢的声阻抗值分别为0.15×106克/厘米2·秒和4.5×106克/厘米2·秒，在水-钢交界处反射的能量为入射能量的百分之几？（D）A、12.5%B、93.5%C、43.5%D、以上都不是4三、问答题（每题5分，共20分）1、简述超声检测中影响缺陷定位的因素。答：（1）仪器的影响：①水平线性：仪器水平线性不佳时，缺陷定位误差大。②水平刻度精度：仪器水平刻度不准时，缺陷定位误差大。（2）探头的影响：①声束偏离：实际声束轴线偏离探头几何中心轴线较大时，定位精度下降。②探头双峰：探头存在双峰，不知是哪个声束发现缺陷，难以确定缺陷的实际位置。③斜楔磨损：使探头入射点和K值发生变化，影响缺陷定位。④探头指向性：指向性好，定位误差小。（3）工件的影响①工件表面粗糙度：表面凹凸不平，使声波进入工件的时间产生差异；或使声束分叉，使缺陷定位困难。②工件材质：工件与试块声速不同时，K值发生变化，影响缺陷定位。③工件表面形状：探测曲面工件时，斜楔磨成曲面，使折射角和声束形状发生变化，影响缺陷定位。④工件边界：靠近工件边界时，由于侧壁干涉，声束轴线偏离，定位误差增加。⑤工件温度：工件温度与调整仪器时的试块温度差别较大时K值变化，影响定位。⑥工件中缺陷情况：缺陷反射指向性引起的不是在主声束入射缺陷时出现较高回波，引起误判。（4）操作人员的影响;由于操作人员的①仪器时基线比例调整误差；②入射点、K值测量误差；③定位方法不当等均可造成缺陷定位误差。52、超声波探伤中常见的非缺陷回波有哪几种？如何鉴别缺陷回波和非缺陷回波？答：超声波探伤中，常见的非缺陷回波有始波、底波、迟到波、61°反射、三角反射，探头杂波、工件轮廓回波，耦合剂反射波、幻象波、草状回波等。在超声波探伤过程中可能会出现各种各样的非缺陷回波，干扰对缺陷回波的判别，探伤人员应注意用超声波反射、折射和波型转换理论，并计算相应回波的声程来分析判别示波屏上可能出现的各种非缺陷回波，从而达到正确探伤的目的，此外还可采用更换探头来鉴别探头杂波，用手指沾油触摸法来鉴别轮廓界面回波。3、实际超声波检测中，进行缺陷定性时主要依据有哪些？答：在实际工作中缺陷定性常常是根据经验结合工件的加工工艺、缺陷特征、缺陷波形和底波情况来分析缺陷的性质。（1）根据加工工艺分析：工件中的缺陷与加工工艺密切相关，在探伤前应查阅有关工件的图纸和资料，了解工件的材料、结构特点、几何尺寸和加工工艺，对正确判定缺陷性质是十分有益的。（2）根据缺陷特征分析：缺陷特征是指缺陷的形状、大小和密集程度。在不同方向上探测平面形、体积形、点状和密集形缺陷，其缺陷回波的高度及缺陷波的密集程度会发生不同的变化。（3）根据缺陷波形分析：缺陷波型分为静态和动态波型，静态波型是指探头不动时缺陷波的高度、形状和密集程度。动态波型是指探头在探测面上移动的过程中，缺陷波的变化情况。（4）根据底波分析：工件内存在不同缺陷时，超声波被缺陷反射，使到达底面的声能减少，底波高度降低，甚至消失，不同性质的缺陷，反射面不同，底波高度也不一样，因此，在某些情况下可以利用底波情况来分析缺陷性质。64、说明奥氏体不锈钢焊缝的组织特点、探伤困难所在和目前的探伤方法。答：奥氏体不锈钢焊缝凝固时未发生相变，室温下仍以铸态柱状奥氏体晶粒存在，这种柱状晶的晶粒粗大，组织不均匀，具有明显的各向异性。柱状晶的特点是同一晶粒，从不同方向测定有不同的尺寸。对此，从不同的方向探测引起的衰减与信噪比也不同。当波束与柱状晶夹角较小时其衰减小，信噪比高，当波束垂直于柱状晶时，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的差异，给超声波探伤带来困难。在奥氏体不锈钢焊缝探伤中一般选用纵波探伤，采用纵波折射角为βL＝45°的纵波斜探头。当焊缝较薄时，也可采用βL＝60°或βL＝70°的探头，频率通常为0.5-2.5MHz四、计算题（每题5分，共10分）1、采用线聚焦探头水浸法，检测φ127×22mm的钢质高压管，有机玻璃声透镜的曲率半径为40mm，求平均偏心距x、入射角α、折射角β和水层厚度H。（已知：有机玻璃：CL1＝2730m/s；水：CL2＝1480m/s；钢：CL3＝5900m/s，CS＝3230m/s）解：已知：5.632127Rmmr＝63.5-22=41.5mmr′＝40mm平均偏心距mmrRx5.172458.0251.0入射角α：27559.05.635.17sinRxα=16°折射角β：水钢LSCCsinsin6.0148016sin3230sinβ＝40°焦距：mmrrCCCfLLL882.2211水层厚度：mmXRfH275.175.63882222答：平均偏心距17.5mm，入射角α=16°，折射角β＝40°，水层厚度27mm。72、用2.5P20Z直探头外圆径向探测外径1200mm，内径120mm的空心圆柱体锻件，CL＝5900m/s，α单＝0.01dB/mm，问：a．如何利用内孔回波调节Φ2平底孔探伤灵敏度？b．探伤中在300mm深度处发现一缺陷，其回波比内孔回波低10dB，求此缺陷的平底孔当量大小。解：mmfC36.25.29.5D=1200mmd＝120mmmmdDxB540212012002a．计算内孔底波与540/Φ2平底孔的分贝差：dBDdDxPPfBfBBf361200120lg10214.354036.22lg20lg102lg20lg2022b．调节：探头对准完好区的内孔，调节底波B1达80％（60％或其它）的基准波高，然后增益36dB，则540/Φ2平底孔探伤灵敏度已调好。c．当量计算：xf＝300mm，α单＝0.01dB/mm，dBBf10...)(2lg102lg20lg2022BfBfffBBfxxDdxDxPP8.24)300540(01.021201200lg1010)(2lg102lg2022fBBfBffxxdDxDxmmxxDBff8.31054014.330036.2210224.1224.12答：内孔底波与540/Φ2平底孔的分贝差为36dB，此缺陷的当量平底孔直径为3.8mm。8草稿纸