北京市機(jī)械工程學(xué)會無損檢測分會超聲波檢測（UT） II級人員培訓(xùn)班

（2009年4月）

筆  試  考  卷

單位：                                                 姓名：

評分：                                                 日期：

一 是非判斷題（在每題后面括號內(nèi)打“X”號表示“錯誤”，畫“○”表示正確）

（共20題，每題1.5分，共30分）

1.質(zhì)點完成五次全振動所需要的時間，可以使超聲波在介質(zhì)中傳播五個波長的距離（0）

2.超聲波檢測時要求聲束方向與缺陷取向垂直為宜（0）

3.表面波、蘭姆波是不能在液體內(nèi)傳播的（0）

4.縱波從*介質(zhì)傾斜入射到第二介質(zhì)中產(chǎn)生的折射橫波其折射角達(dá)到90°時的縱波入射角稱為*臨界角（X）

5.吸收衰減和散射衰減是材料對超聲能量衰減的主要原因（0）

6.我國商品化斜探頭標(biāo)稱的角度是表示聲軸線在任何材料中的折射角（X）

7.超聲波探頭的近場長度近似與晶片直徑成正比,與波長成反比（0）

8.根據(jù)公式：C=λ·f 可知聲速C與頻率f成正比，同一波型的超聲波在同一材料中傳播時高頻的聲波傳播速度比低頻大（X）

9.一臺垂直線性理想的超聲波檢測儀，在線性范圍內(nèi)其回波高度與探頭接收到的聲壓成正比例（0）

10.在人工反射體平底孔、矩形槽、橫孔、V形槽中，回波聲壓只與聲程有關(guān)而與探頭折射角度無關(guān)的是橫孔（0）

11.用sinθ=1.22λ/D公式計算的指向角是聲束邊緣聲壓P₁與聲束中心聲壓P₀之比等于0%時的指向角（0）

12.水平線性、垂直線性、動態(tài)范圍屬于超聲波探頭的性能指標(biāo)（X）

13.入射點、近場長度、擴(kuò)散角屬于超聲波檢測儀的性能指標(biāo)（X）

14.在超聲波檢測中，如果使用的探測頻率過低，在探測粗晶材料時會出現(xiàn)林狀回波（X）

15.鋼板探傷中，當(dāng)同時存在底波和傷波時，說明鋼板中存在小于聲場直徑的缺陷（0）

16.探測工件側(cè)壁附近的缺陷時，探傷靈敏度往往會明顯偏低，這是因為有側(cè)壁干擾所致（0）

17.耦合劑的用途是消除探頭與工件之間的空氣以利于超聲波的透射（0）

18.按照經(jīng)典理論，超聲波檢測方法所能檢測的zui小缺陷尺寸大約是（λ/2）（0）

19.按JB/T4730-2005.3標(biāo)準(zhǔn)檢驗鋼板時，相鄰間距為70mm的兩個缺陷，*缺陷指示面積為20cm²，指示長度為50mm，第二缺陷指示面積為25cm²，指示長度為75mm，則此張鋼板（1x1m）為II級（0）

20.外徑400mm，內(nèi)徑300mm壓力容器用低合金鋼筒形鍛件，可按JB/T4730-2005.3標(biāo)準(zhǔn)檢驗（X）

二 選擇題（將認(rèn)為正確的序號字母填入題后面的括號內(nèi)，只能選擇一個答案）

（共30題，每題1.5分，共45分）

1.工業(yè)超聲波檢測中,產(chǎn)生和接收超聲波的方法,zui經(jīng)常利用的是某些晶體的（c）

a.電磁效應(yīng)  b.磁致伸縮效應(yīng)  c.壓電效應(yīng)  d.磁敏效應(yīng)

2.對于無損檢測技術(shù)資格等級人員,有權(quán)獨立判定檢測結(jié)果并簽發(fā)檢測報告的是（d）

a.人員  b.中級人員  c.初級人員  d.a和b  e.以上都可以

3.焊縫中常見的缺陷是下面哪一組?（b）

a.裂紋,氣孔,夾渣,白點和疏松  b.未熔合,氣孔,未焊透,夾渣和裂紋

c.氣孔,夾渣,未焊透,折疊和縮孔  d.裂紋,未焊透,未熔合,分層和咬邊

4. GB/T 9445-1999無損檢測人員資格鑒定與認(rèn)證規(guī)定的證書一次有效期zui長為（b）

a.3年  b.5年  c.10年  d.15年

5.下列材料中聲速zui低的是（a）：a.空氣  b.水  c.鋁  d.不銹鋼

6.一般來說，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(kuò)散

c.橫波質(zhì)點振動的方向比缺陷更為靈敏  d.橫波比縱波的波長長

7.超過人耳聽覺范圍的聲波稱為超聲波，它屬于（c）

a.電磁波  b.光波  c.機(jī)械波  d.微波

8.波長λ、聲速C、頻率f之間的關(guān)系是（a）：a.λ=c/f  b.λ=f/c  c.c=f/λ

9.如果超聲波頻率增加，則一定直徑晶片的聲束擴(kuò)散角將（a）

a.減少 b.保持不變 c.增大 d.隨波長均勻變化

10.有一個5P20x10 45°的探頭，有機(jī)玻璃楔塊內(nèi)聲速為2730m/s，被檢材料（碳鋼）中的聲速為3230m/s，求入射角α的公式為（b）
a.sinα=（3230/2730）·sin45° b.α=sin^-1（3230/2730）·sin 45° c.t_gα=（3230/2730）·Sin45°

11.為減小超聲波通過介質(zhì)時的衰減和避免林狀回波，宜采用（d）進(jìn)行探傷
a.高頻率、橫波 b.較低頻率、橫波 c.高頻率、縱波 d.較低頻率、縱波

12.缺陷反射能量的大小取決于（d）

a.缺陷尺寸 b.缺陷方位 c.缺陷類型 d.以上都是

13.靠近探頭的缺陷不一定都能探測到，因為有（c）

a.聲束擴(kuò)散 b.材質(zhì)衰減 c.儀器阻塞效應(yīng) d.折射

14.超聲波在介質(zhì)中的傳播速度主要取決于（d）

a.脈沖寬度 b.頻率 c.探頭直徑 d.超聲波通過的材質(zhì)和波型

15.聲束在何處開始超過晶片直徑？（b）：a.1.67倍近場 b.三倍近場 c.從晶片位置開始

16.超聲波檢測中對探傷儀的定標(biāo)（校準(zhǔn)時基線）操作是為了（c）
a.評定缺陷大小  b.判斷缺陷性質(zhì)  c.確定缺陷位置  d.測量缺陷長度

17.用對比試塊對缺陷作定量評定,已知工件中缺陷埋藏深度為22mm,驗收標(biāo)準(zhǔn)為Φ1.2mm平底孔當(dāng)量,則應(yīng)選用同材料對比試塊中的（c）進(jìn)行比較:

a.Φ3-20mm  b.Φ2-25mm  c.Φ1.2-25mm  d.Φ1.2-20mm

18.鍛件探傷中,如果材料的晶粒粗大,通常會引起（d）
a.底波降低或消失  b.有較高的"噪聲"顯示  c.使聲波穿透力降低  d.以上全部

19.采用試塊對比法探傷時，由于工件表面粗糙，會造成聲波傳播的損耗，其表面補(bǔ)償應(yīng)為（c）：a.2dB b.4dB c.用實驗方法測定的補(bǔ)償dB值 d.對*種材料任意規(guī)定的補(bǔ)償dB值

20.檢驗鋼材用的商品化60°斜探頭,探測鋁材時,其折射角（a）

a.大于60°  b.等于60°  c.小于60°  d.以上都可能

21.為使經(jīng)折射透入第二介質(zhì)的超聲波只有橫波，縱波在*介質(zhì)的入射角應(yīng)（c）
a.大于第二臨界角 b.小于*臨界角

c.在*和第二臨界角之間 d.在第二和第三臨界角之間

22.用縱波直探頭探傷,找到缺陷zui大回波後,缺陷的中心位置（d）
a.在任何情況下都位于探頭中心正下方 b.位于探頭中心左下方

c.位于探頭中心右下方 d.未必位于探頭中心正下方

23.超聲波檢測條件的主要考慮因素是（f）
a.工作頻率 b.探頭和儀器參數(shù) c.耦合條件與狀態(tài) d.探測面 e.材質(zhì)衰減 f.以上都是

24.鍛件探傷中,熒光屏上出現(xiàn)"林狀（叢狀）波"時,是由于（d）
a.工件中有小而密集缺陷 b.工件中有局部晶粒粗大區(qū)域

c.工件中有疏松缺陷 d.以上都有可能

25.鑄鋼件超聲波探傷的主要困難是（d）

a.材料晶粒粗大 b.聲速不均勻 c.聲阻抗變化大 d.以上全部

26.當(dāng)用雙晶直探頭在管材上測厚時，應(yīng)使探頭隔聲層的方向與管材軸向（c）

a.平行 b.成45°角 c.垂直 d.成60°角

27.按JB/T4730-2005.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在一張鋼板上有一指示長度為55mm的缺陷，其指示面積為20cm²，則該張鋼板為（d） a.I級  b.II級  c.不合格  d.其級別評定要視位置而定

28.按JB/T4730-2005.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，缺陷指示長度小于10毫米時，其長度應(yīng)記為（d）
a.8毫米  b.6毫米  c.3毫米  d.5毫米

29.按JB/T4730-2005.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，焊縫超聲波探傷時，掃查靈敏度應(yīng)不低于（b）

a.定量線 b.zui大聲程處的評定線 c.判廢線 d.Φ2線

30.JB/T4730-2005.3標(biāo)準(zhǔn)中對鋼鍛件進(jìn)行質(zhì)量等級分類的依據(jù)是（d）
a.單個缺陷當(dāng)量直徑  b.缺陷引起的底波降低量

c.密集區(qū)缺陷占檢測總面積百分比  d.以上都作為獨立的等級分別使用

三 問答題（共5題，每題2分，共10分）

1. 什么叫“無損檢測”？無損檢測的目的是什么？常用的無損檢測方法有哪些？

答：在不破壞產(chǎn)品的形狀、結(jié)構(gòu)和性能的情況下，為了了解產(chǎn)品及各種結(jié)構(gòu)物材料的質(zhì)量、狀態(tài)、性能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)所進(jìn)行的各種檢測叫做無損檢測；無損檢測的目的是：改進(jìn)制造工藝、降低制造成本、提高產(chǎn)品的可靠性、保證設(shè)備的安全運(yùn)行。常用的無損檢測方法有：射線檢測（RT）、超聲波檢測（UT）、磁粉檢測（MT）、滲透檢測（PT）、渦流檢測（ET）和目視檢測（VT）。

2. 指出下列四種情況下因為探頭斜楔磨損而導(dǎo)致折射聲束軸線方向變化的情況（實線為原始斜楔面,虛線為磨損後的斜楔面） 折射角：a.變大，b.變小，折射聲軸線：c.偏左，d.偏右

3 簡述焊縫探傷中，選擇探頭折射角應(yīng)依據(jù)哪些原則？

答：探頭折射角的選擇應(yīng)從以下三個方面考慮：①能使聲束掃查到整個焊縫截面。②能使聲束中心線盡量與焊縫中主要缺陷垂直。③聲路盡可能短以減少衰減，保證有足夠的探傷靈敏度。

4. 按照J(rèn)B4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，超聲檢測報告至少應(yīng)包括哪些內(nèi)容？

答：至少應(yīng)包括：委托單位、被檢工件名稱、編號、規(guī)格、材質(zhì)、坡口型式、焊接方法和熱處理狀況；檢測設(shè)備：探傷儀、探頭、試塊；檢測規(guī)范：技術(shù)等級、探頭K值、探頭頻率、檢測面和檢測靈敏度；檢測部位及缺陷的類型、尺寸、位置和分布應(yīng)在草圖上予以標(biāo)明，如有因幾何形狀限制而檢測不到的部位，也應(yīng)加以說明；檢測結(jié)果及質(zhì)量分級、檢測標(biāo)準(zhǔn)名稱和驗收等級；檢測人員和責(zé)任人員簽字及其技術(shù)資格；檢測日期。

5. 根據(jù)JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，板厚在6-20mm范圍的鋼板在超聲探傷時所采用的探頭及試塊是什么？

答：探頭為標(biāo)稱頻率5MHz且晶片面積不小于150mm²的雙晶直探頭，所采用的試塊為階梯試塊。

四 計算題（共5題，每題3分，共15分）

1 按照J(rèn)B4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)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(qū)寬度應(yīng)為多少毫米？
答：P=2KT=64mm，探頭移動區(qū)寬度L≥1.25P=80mm

2 用2.5P20Z（2.5MHz，Φ20mm）直探頭檢驗厚度為350mm餅形鋼鍛件（C_L=5900m/s），用底波調(diào)節(jié)儀器靈敏度，要求能發(fā)現(xiàn)Φ2的當(dāng)量缺陷，靈敏度應(yīng)如何調(diào)節(jié)？探傷中發(fā)現(xiàn)一缺陷，深200mm，波幅比基準(zhǔn)波高高出29dB，求此缺陷當(dāng)量？
解：x_B = x_f =350mm，λ= C_L /2.5MHz=2.36mm

用底波調(diào)節(jié)儀器靈敏度：平底孔對大平底△=20lg（π·Φ²·x_B/2·λ·x_f²） =42dB

兩個不同聲程、不同直徑的平底孔回波聲壓比：Δ= 40lg（Φ₁x₂/Φ₂x₁）（dB）

29dB=40log（2·200/Φ₂·350） 得到Φ₂≈4.65mm，即此缺陷當(dāng)量為Φ4.65mm平底孔

3 外徑250毫米、壁厚20毫米的鋼管需要檢驗內(nèi)外壁縱向缺陷，用單斜探頭接觸法探傷，求此探頭允許的zui大K值為多少？
解：為保證發(fā)現(xiàn)內(nèi)外壁縱向缺陷，聲束應(yīng)滿足聲軸線與內(nèi)壁相切的條件，即折射角應(yīng)滿足β_s=sin^-1（r/R），R=250/2=125，r=125-20=105，代入：β_s=sin^-1（105/125）=57°，

K=tgβ_s=tg57°=1.54 實際應(yīng)用中可取K值為1.5的斜探頭

4 用2.5P20Z（2.5MHz，Φ20mm）直探頭檢驗厚度為300mm具有上下平行表面的鑄鋼件，需要測定其雙聲程衰減系數(shù)，現(xiàn)已經(jīng)測得[B1-B2]=32dB，設(shè)往返損失2dB，求雙聲程衰減系數(shù)

解：α=（32-6-2）dB/300mm=0.08dB/mm

5 用深度1:1比例定位，探頭tgβ=1.5（K=1.5），探測厚度δ=100mm的焊縫，在熒光屏上80mm處出現(xiàn)一缺陷波，計算探頭入射中心至缺陷的水平距離（注：深度比例1:1）
解：L=tgβ·h=1.5x80=120mm 答：水平距離L=120mm