《超声检测》课后习题及试题答案.doc 33页

'《超声检测》课后综合训练答案第一单元超声检测的物理基础一、名词解释1.声波与电磁波声源体发生振动会引起四周空气振荡，那种振荡方式就是声波。电磁波是电磁场的一种运动形态。2.可闻声波与超声波可闻声波就是人可以听见的声波，频率20Hz～20000Hz,高于20000Hz或低于20Hz一般人都听不到。频率超过20000Hz的声波，称为超声波。3.连续波与脉冲波波源持续不断振动所辐射的波称为连续波。波源间歇振动辐射的波称为脉冲波。4.纵波与横波纵波是质点的振动方向与传播方向同轴的波。横波是质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，如电磁波、光波等。5.瑞利波与脉冲波瑞利波也称表面波，是沿半无限弹性介质自由表面传播的偏振波。（脉冲波见上述）6.波长与声速波长指沿着波的传播方向，两个相邻的振动相位相同的质点之间的距离。在波动过程中，某一振动状态在单位时间内波传播的距离称为波速。声波的波速简称声速。7.声压与声强在超声场中某一质点由于超声波的传播而受到的附加压强称为该处的声压。声强是指单位时间内垂直通过单位面积的声能。8.平面波与球面波波阵面为一系列相互平行的平面的波称为平面波。波阵面为一系列同心球面的波称为球面波。9.波的叠加与干涉当几列波在空间相遇时，在相遇区域内任一点的振动，为各列波单独存在时在该点引起的振动位移的矢量和，这一规律称为波的叠加。如果两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的简谐波叠加时，使得空间某些质点的振动始终加强，而另一些质点处的振动始终减弱，这种现象称为波的干涉。10.反射与折射 波传播过程中，当遇到异质界面时，波的传播方向将发生改变。一部分波从异质界面处返回到第一种介质，称为波的反射。另一部分波将穿过异质界面继续传播，称为波的折射。11.反射率与透射率反射波与入射波的声压或声强之比，称为波的反射率。透射波与入射波的声压或声强之比，称为波的透射率。12.聚焦与发散波在传播过程中，若果声束横截面越来越小，称为波的聚焦，反之则成为波的发散。13.近场与远场在超声场中，通常把声束轴向上声压有多次极大值和极小值的区域称为近场。近场以外的区域称为远场。14.散射与衍射超声波在介质中传播时，遇到粗大晶粒之间的界面便产生明显的反射、折射，使得超声波的传播路径朝向四面八方，这种现象称为散射。波在传播过程中遇到障碍物时，能绕过障碍物的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播的现象，称为波的衍射。二、选择题1.A2.A3.C4.E5.B6.A7.D8.A9.D10.B11.C12.D13.A14.D15.A16.B17.B18.A19.D20.B三、判断题1.√2.×3.√4.×5.√6.×7.×8.×9.√10.×11.×四、问答与计算1.当薄层的厚度为半波长的整数倍或小于四分之一波长时，声压的往复透过率最高。此外，当薄层界面两侧介质声阻抗不相等时，薄层的厚度为四分之一波长的奇数倍，且薄层的声阻抗为两侧介质声阻抗的几何平均值时，声压的往复透过率最高。2.波形转换是指超声波在产生反射或折射时由一种波型转换成另一种波型的现象。它与发生反射或折射的界面两侧介质的声阻抗、入射的角度、入射的波型、声速等因素有关。3.超声波在介质中传播时，其声能随着传播距离的增加而逐渐减弱的现象称为超声波的能量衰减。衰减的原因主要有两个方面：一方面是超声波在其传播过程中由于反射和散射，使其一部分声能偏离其传播方向，而造成探测方向上声能的减小。另一方面是介质的吸收作用，将一部分声能转化成另一种能量（往往是热能），而使声强减小。衰减的类型有扩散衰减、散射衰减、吸收衰减。4.指向性是指超声波声束集中在特定的方向上，向光波一样在介质中沿直线传播 的能力。超声波的指向性与超声波的类型、频率、介质的种类和波源的大小等因素有关。5.理想声场轴线上声压存在一系列极大值和极小值，且最大值为2P0，极小值为零。实际声场轴线上声压虽然也存在很多极大值和极小值，但是声压的波动幅度小，极大值远小于2P0，极小值远大于零。在远场区，实际声场与理想声场轴线上声压分布基本一致。6.采用当量法确定的缺陷大小称为缺陷的当量尺寸。工件中缺陷的类型、取向和表面状况各不相同，其反射回波变得非常复杂。仅仅依靠反射回波声压高低很难精确确定缺陷的真实大小，有时回波声压相同的缺陷实际大小可能相差很大。为此特引用当量法解决这一问题。7.解：；8.解：①②③9.解：由题意设未知波高为H，则10.解：11.解：1） 2）3）4）12.解：13.解：1）30°＞27.6°，所以此时折射的纵波的折射角为90°（已成表面波）。2）3）4）能。14.解：第二单元超声检测设备一、选择题1.A2.3.C4.C5.A6.B7.C8.D9.B10.C第2题的答案选项中没有二、判断题1.√2.×3.×4.√5.×6.×7.√8.√9.×10.√三、问答与计算1答：常用的分类方法有三种，1.按照超声波的特征分类，可以分为：脉冲波超声波探伤仪、连续波超声波探伤仪和调频波超声波探伤仪；2.按缺陷显示方式分为：A型显示超声波探伤仪、B型显示超声波探伤仪和C型显示超声波探伤仪；3.按仪器的通道数目分为：单通道探伤仪和多通道探伤仪。2.答：主要旋钮有发射插座、接收插座、作方式选择、发射强度、粗调衰减器、细调衰减器 、抑制、增益、定位游标、聚焦、深度范围、深度细调、脉冲移位等旋钮。各旋钮的功能如59页标-1所示3.答：实现电/声能量相互转换4.答：某些晶体材料在交变拉压应力作用下，产生交变电场的效应称为正压电效应。反之，当晶体材料在交变电场作用下，产生伸缩变形的效应称为逆压电效应。正、逆压电效应统称为压电效应。探头发射超声波的过程产生逆压电效应；探头接收超声波的过程产生正压电效应。5.答：常用的有压电单晶体比如石英、硫酸锂、磺酸锂、铌酸锂，压电多晶体比如钛酸钡、钛酸铅、PZT-4、PZT-5、PZT-8，其性能特点见书上71页表2-2.对于压电超声换能器用的压电材料，其性能要求如下：（1）性能指标适当，以满足具体使用要求为度，不宜过分追求各项性能的高指标；（2）工作性能要稳定、可靠；（3）价格低廉，加工方便。超声波探头对晶片的要求：（1）机电藕合系数K较大，以便获得较高的转换效率。（2）机械品质因子Qm较小，以便获得较高的分辨力和较小的盲区。（3）压电应变常数d33，和压电电压常数g33较大，以便获得较高的发射和接收灵敏度。（4）频率常数Nt较大，介电常数ε较小，以便获得较高的频率。（5）居里温度TC较高，声阻抗Z适当。6.答：超声波探伤用探头的种类很多，根据波型不同分为纵波探头、横波探头、表面波、板波探头等。根据耦合方式分为接触式探头和液（水）浸接头。根据波束分为聚焦探头和非聚焦探头。据晶片数不同分为单晶探头和双晶探头等。此外还有高温探头、微型探头等特殊用途探头。直探头主要用于探测与探测面平行的缺陷，如板材、锻件探伤等。横波斜探头是利用横波探伤，主要用于探伤与探测面垂直或成一定角度的缺陷，如焊缝探伤、汽轮机叶轮探伤等。7.答：按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体的试样，通常称为试块。试块和仪器、探头一样，是超声波探伤中的重要工具。其作用为1.确定探伤灵敏度2.测试仪器和探头的性能3.调整扫描速度4.评判缺陷的大小8.答：CSK-ⅠA试块有三点改进：（1）将直孔Ф50改为Ф50、Ф44、Ф40台阶孔，以便于测定横波斜探头的分辨力；（2）将R100改为R100、R50阶梯圆弧，以便于调整横波扫描速度和探测范围；（3）将试块上规定的折射角改为K值，从而可直接测出横波斜探头的K值。CSK-ⅠA试块的其它功能同ⅡW试块，材质一般同工件。 9.答：探伤仪的主要性能：垂直线性、水平线性、动态范围等；探头的主要性能：相对灵敏度、斜探头入射点和K值、主声束偏离和双峰、探头的声束特性等10.答：该仪器的水平线性为1%，标准要求的小于2%，所以该仪器水平线性合格。11.答：该仪器分辨力为：12.答：中心切槽后（其波形如图a所示），会有槽对声波的反射，所以等间距会有反射波出现；还有右边弧面的反射波与左边弧面的反射波叠加，在屏幕上奇次波的位置出现，所以奇次波比偶次波要高。中心没有切槽时（其波形如图b所示），只有左边弧面的反射波会被探头接收，一次波被左边弧面反射后直接被探头接收，所以声程为1R，没有槽时，反射回探测面的回波全部会反射到右边弧面，在全反射回探测面时，不会被探头接收，会全反射到左边弧面，只有被左边弧面全反射回去后才能被探头接收，所以后面各次波的间距是2R。第三单元超声检测的工艺一、选择题1.C2.C3.B4.D5.D6.D7.D8.D9.F10.B二、判断题1.×2.×3.×4.√5.√6.√7.√8.×9.×10.√三、问答与计算1.答：将工件中自然缺陷的回波与同声程的某种标准反射体的回波进行比较，两者的回波等高时，标准反射体的尺寸就是该自然缺陷的当量尺寸。当量仅表示对声波的反射能力相当，并非尺寸相等。工件中缺陷的类型、取向和表面状况各不相同，其反射回波变得非常复杂。仅仅依靠反射回波声压高低很难精确确定缺陷的真实大小，有时回波声压相同的缺陷实际大小可能相差很大。为此特引用当量法解决这一问题。2.答：AVG曲线是描述规则反射体的距离、回波高、当量大小三者之间相互关系的曲线。AVG是德语距离、增益、大小的字头缩写，英语缩写为DGS。它分为通用AVG曲线和实用AVG曲线两大类。 3.答：超声波检测时，为了增强超声波的透声能力，减少超声波在工件表面的能量损失，施加在工件表面的一层透声介质，称为耦合剂。影响声耦合的因素有耦合剂种类、耦合层厚度、工件表面粗糙度、工件形状等。4.答：探伤灵敏度是指在确定的探测范围的最大声程处发现规定大小缺陷的能力。有时也称为起始灵敏度或评定灵敏度。通常以标准反射体的当量尺寸表示。实际探伤中，常常将灵敏度适当提高，后者则称为扫查灵敏度或探测灵敏度。调节探伤灵敏度常用的方法有试块调节法和工件底波调节法。试块调节法包括以试块上人工标准反射体调节和水试块底波调节两种方式。工件底波调节法包括计算法，AVG曲线法，底面回波高度法等多种方式。5.答：缺陷定量是指确定工件中缺陷大小的过程。定量的方法有试块比较法、当量计算法、曲线法等。6.答：按规定的灵敏度基准。根据探头移动距离测定的缺陷长度称为缺陷的指示长度。测定缺陷指示长度的方法分为相对灵敏度法和绝对灵敏度法两大类。①相对灵敏度法：是以缺陷最高回波为相对基准。沿缺陷长度方向移动探头，以缺陷波辐降低一定的dB值的探头位置作为缺陷边界来测定缺陷长度的方法。②绝对灵敏度法：是沿缺陷长度方向移动探头，以缺陷波幅降到规定的测长灵敏度的探头位置作为缺陷边界来测定长度的方法。7.解：扫描速度。B1和B3分别对准水平刻度25和75。8.解：实际的扫描速度为。B1对应的水平刻度值是。水平刻度40处的缺陷波对应的声程是。9.解：由题得找到工件的底波B1，并调至基准波高。然后将衰减器增益45.4分贝，这时500/Φ2的灵敏度就调好了。10.解：由题得找到工件的底波B1，并调至基准波高。然后将衰减器增益41分贝，这时300/Φ2的灵敏度就调好了。11.解：1） ，找到工件的底波B1，并调至基准波高。然后将衰减器增益31.5分贝，这时400/Φ4的灵敏度就调好了。2)，故将150/Φ2的波高调至基准波高，400/Φ4的灵敏度就调好了。3）12.解：根据斯聂耳定律得所以实际K值为13.解：1）工件的厚度为10mm，应按厚度20mm来选择灵敏度。由表可知孔深20mm和30mm处的分贝差为3dB，因此在d=30mm处Φ2×40的孔的衰减器读数增益（3-14）dB，即增益11分贝。2）d=30mm处波高为43分贝的缺陷当量为Φ2+3dB；d=50mm处波高为43分贝的缺陷当量为Φ2-8dB；14.解：1）由表可知孔深100mm和30mm处的分贝差为-16dB，因此在d=30mm处Φ2×40的孔的衰减器读数增益（-14-16）dB，即增益30分贝。2）d=30mm处波高为28分贝的缺陷当量为Φ2-13dB。第四单元超声检测的应用一、选择题1.B；2.D；3.D；4.D；5.B；6.B；7.D；8.B；9.A；10.B二、判断题1.×；2.×；3.√；4.×；5.√；6.×；7.×；8.√；9.×；10.×三、问答与计算1.答：根据板材的材质不同，板材可分为钢板、铝板、铜板等。根据厚度不同，在超声检测中常把板厚小于6毫米的钢板称为薄板，其它厚度的钢板称为中厚板（中板厚度δ=6～40mm，厚板δ＞40mm）。一般地，钢板中大部分缺陷具有明显的方向性，多数缺陷平行于板面，且面积性缺陷居多。2.答：中厚板的检测方法有纵波直探头法、横波斜探头法、水浸法、穿透反射法等。 3.答：分层缺陷往往面积较大且平行于检测面，其回波较高、底波很低甚至消失。较小的夹杂物往往是缺陷波和底波同时存在。由于声阻抗的原因，夹杂物的回波不一定很高。4.答：应注意：①当板厚低于20mm时，应以F2来评价缺陷。②水浸法检测时，应确保水层厚度一致。③结合钢板缺陷特征分析。5.答：水距应保证水/钢界面回波与钢板底面回波重合，即水层厚度满足。6.答：当板材厚度很小，难以清晰分辨界面回波和底波时，可采用穿透反射法。其局限在于装置复杂且对于小尺寸缺陷灵敏度不如直接反射法。7.答：当板厚、频率和波速之间满足一定的关系时，将在一个板厚与波长相当的薄板中产生另一种波动形式，那就是板波。板波是1916年由莱姆首先从理论上发现的，故又称莱姆波。莱姆波在传播过程中，介质质点的振动充满整个板厚，沿板厚方向上大致可分为三层振动状态。莱姆波的声速有相速度和群速度之分。相速度即所有相同周期的振动质点的轨迹所形成的面在介质中移动的速度。几种不同频率、振幅、相位的波同时向前传播，互相影响，形成复杂的合振动，这种合振动的最大振幅的移动速度，即群速度。8.答：激励莱姆波需满足板厚、频率和波速成一定的关系，最常用的产生板波的方法是通过透声斜楔将纵波斜入射至薄板的方式。它与一般纵波、横波检测时的要求存在很大的不同，如：为了易于激励板波，要求激励脉冲持续时间长，晶片尺寸大；为使激励的板波模式相对单一，超声检测仪发射脉冲的带宽和接收放大器的带宽要求尽可能窄。为了达到最佳检测效果，板波检测应选用具有窄带滤波的检测仪。9.答：板波在传播过程中，如果遇到板的端面或缺陷，不仅会产生反射，而且根据缺陷形状的不同会产生板波模式的转换。区分板端横波和莱姆波的方法之一是：板波的衰减与距离不成单纯的比例关系或者根据检测到的缺陷位置都可以区分。10.答：缺陷在板中的位置可通过显示屏上端面反射波前的缺陷回波的位置确定，或在声束传播路径上利用油滴或用粘油的手指压按法判断。11.答：无直接关系。板波的反射波高与缺陷迎波面的形态有关，与缺陷面积关系不大。因此，板波检测不能根据反射波高度确定缺陷的大小。对于大面积的缺陷，如分层，可使波从四周入射，以定出周界或确定长度。12.答：复合板的检测主要是检查复合层与基材之间的结合情况，这种缺陷类似于普通板材中的分层缺陷，因此常采用垂直纵波检测法。结合面回波信号的强弱程度与复合板基材与复合层声阻抗差异大小有关。13.答:（1）缩孔和缩管-缩孔和缩管都是在浇铸钢锭的过程中形成的。（2）疏松-疏松的形成机理与缩孔基本相同，它可以看作是集中于某一区域的、分散的、细小的缩孔。（3）夹杂- 金属夹杂是金属冶炼过程中加入较多较大尺寸的合金，或者浇注时飞溅小粒或异种金属落入后未被熔化而形成的缺陷。（1）白点白点是由于氢的存在造成局部应力过大而产生的小裂纹。（4）裂纹-锻件中裂纹的形成原因主要有以下几种：一是冶金缺陷在锻造时扩大形成的裂纹。如锻造过程中加热温度过高、加热速度过快、变形不均匀、变形量过大、冷却速度过快都容易导致形成裂纹。二是在热处理过程中形成的裂纹。如淬火时温度过高、冷却不当、回火不及时或不当都可能引起产生裂纹。（5）折叠-折叠是锻造时热金属的突出部位被压折、压入锻件表面而形成的缺陷。14.答：（1）绝大部分锻件晶粒细小，因此可用较高频率的超声波探伤。（2）大部分缺陷取向一致，以直探头检测为主。15.答：因为孔、槽、台阶等复杂形状会形成超声声束无法到达的区域，增加了检测的盲区，并且有可能产生因形状引起的非缺陷干扰波，影响检测的准确度。在热处理后进行检测，有利于发现热处理过程中产生的缺陷，如热处理裂纹等。16.答：直探头径向检测、直探头轴向检测、斜探头周向检测、斜探头轴向检测等。目的是检测出锻件中各个方向的缺陷。17.答：直探头径向和轴向检测、斜探头周向检测、斜探头轴向检测。目的是检测出锻件中各个方向的缺陷。18.答：除了纵波检测外，还需要根据流线分布，增加特定角度的纵波斜入射检测和横波检测。19.答：焊接接头的缺陷包括外部缺陷和内部缺陷。外部缺陷指焊缝外观尺寸不符合要求，如咬边、焊瘤、表面气孔、表面裂纹缺陷等，通常采用目视检测、磁粉检测、渗透检测等方法对这些缺陷进行检测。常见的内部缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。（缺陷特点见教材P135～136）。20.答：在焊缝检测中，由于焊缝余高的影响及焊缝中存在的缺陷往往是与检测面近于垂直或形成一定角度，所以在一般情况下采用超声波倾斜入射到工件内部的检测方法，即横波检测法。21.答：探头K值或折射角的选择应从三方面考虑：第一，能使声束扫查到整个焊缝截面。第二，使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直。第三，保证有足够的检测灵敏度。22.答：要求被检测面的修整宽度：。23.答：缝中的纵向缺陷应选择横波检测法在焊缝单面单侧或单面双侧进行锯齿形扫查，扫查时，探头要作10°～15°的转动，以便发现与焊缝倾斜的缺陷。横向缺陷应选择横波检测法在焊缝的双面双进行检验，探头可作平行扫查和串列式扫查。24.答：锯齿形扫查、前后、左右、环绕、转角扫查等方式主要用于检测纵向缺陷。斜平行、平行扫查、交叉扫查等方式主要用于检测横向缺陷。串列式扫查主要用于检测垂直于检测面的缺陷。25.答：实际检测时，可在缺陷波幅度最大时的探头实际位置直接用尺子量出所对应的缺陷位置，先直接判断缺陷是否在焊缝中。然后可根据缺陷回波在时基线上的位置，判断是直射法还是一次反射法，再根据相应公式确定缺陷的水平位置与垂直深度。 26.解：；。27.答：T形角焊缝由翼板和腹板焊接而成，坡口开在腹板上。检测方式有以翼板为检测面的直探头法、以腹板为检测面的斜探头法、以翼板外侧或内侧为检测面的斜探头法。28.答：管座角焊缝的结构形式有插入式和安放式两种。插入式管座角焊缝是接管插入容器筒件内焊接而成，可采用以下几种方式检测：①采用直探头在接管内壁进行检测。②采用斜探头在容器筒体外壁利用一、二次波进行检测。③采用斜探头在接管内壁利用一次波检测。也可在接管外壁利用二次波检测，但后者灵敏度较低。安放式管座角焊缝是接管安放在容器筒体上焊接而成，可采用以下几种方式检测:①采用直探头在容器筒体内壁进行检测。②采用斜探头在接管外壁利用二次波进行检测。③采用斜探头在接管内壁利用一次波进行检测。29.答：铝焊缝的特点是导热率大、热膨胀系数大、材质衰减系数小、塑性好、强度低。此外，铝中纵波声速比钢大，横波声速比钢小。因此宜选用较高的频率检测、不宜用碱性耦合剂。30.答：管材检测最常用的超声检测技术是水浸式横波检测法。主要用于检测沿管轴方向的裂纹、折叠、分层和夹杂等缺陷。对于与管轴方向平行的夹层缺陷，一般采用垂直入射或联合双斜探头进行检测。对于垂直于管轴的径向缺陷，可采用与管轴在同一平面内的斜入射进行检测。对于平行于管轴的径向缺陷，可采用垂直于管轴的斜入射方向进行检测。31.答：从超声检测的角度，薄壁管和厚壁管的界限是在管材中得到的纯横波并能到达内壁，通常认为管厚度与管外径比小于0.2的为薄壁管，大于0.2的为厚壁管。小直径薄壁管外径小，曲率大，探头难以与管材表面直接耦合；管壁薄，声束在管材大曲率内壁上发散较为严重，很难采用直接接触法检测，因此常采用水浸法。水浸检测时可采用聚焦探头，提高了检测灵敏度和分辨力，而且便于实现自动化检测。32.答：线聚焦是将超声束聚焦成一条直线的方法，点聚焦是将超声束聚焦成一个圆点的方法。线聚焦检测速度快，点聚焦检测速度慢。但点聚焦探头比线聚焦探头的检测灵敏度高，线聚焦探头不宜检测短伤，线聚焦探头只适于检测近似聚焦线长度以上的长伤。33.答：主要原因是铸件的晶粒粗大和组织不致密性。34.答：分层法检测是检测时将铸件厚度分为若干层，每一层分别采用该层的深度调整灵敏度进行检测。厚度特别大的铸件一般采用分层大检测。如果用缺陷回波法进行检测厚度比较大的铸件时，检测灵敏度按最大厚度的调整，由于晶粒粗大散射引起的杂波信号和缺陷信号难以分别。使用分层检测法对于近表层，厚度小，声衰减小，仪器增益较低，杂波信号相应下降，因此，分层检测法是解决铸件检测时不被杂波干扰的一种有效措施。35.答 ：一般厚度不大又经过热处理的铸件，检测频率采用2~5MHz；厚度较大或未经热处理的铸件，多采用0.5~1MHz；铸钢，检测频率采用2.5MHz以下。36.答：铸件表面比较粗糙，检测时应选用粘度较大的耦合剂，如机油、甘油等。更粗糙的表面可用水玻璃做耦合剂。第五单元超声检测工艺文件的编制与管理一、选择题1.C；2.D；3.C；4.A；5.D；6.D；7.B；8.B；9.B；10.C二、判断题1．×；2.×；3.×；4.×；5.×；6.√；7.×；8.√；9.√；10×；11.√三、问答1.答：检测标准是给出某种超声检测技术或某类产品超声检测的通用技术要求，其使用规范是由全国各行业或是某行业内部，或某企业内部给出的。检测工艺规程则是依据这些标准编制的针对某种或某类产品的检测程序要求，一般在企业内部使用。检测工艺卡是为具体的针对某一产品的详细检测要求。从内容上讲，标准、检测规程和检测工艺卡为对象的限定性是逐级增强的，相应的检测工艺参数也是逐级增加的。2.答：编制超声检测工艺规程需要考虑委托单位的要求，工件的结构特点及有关法规、标准等。3.答：超声检测工艺卡是为某具体零件的检测的实施提供准确的工艺指导，以保证检测实施的正确性，以及检测结果的一致性和可重复性。超声检测人员遵照检测工艺卡内容实施监测，超声检测工艺卡是产品质量的保证。4.工艺规程如下：1.适用范围（1）本规程适用于化工等行业的压力容器焊缝的超声检测。（2）本规程适用于材料厚度不小于6mm的非奥氏体钢制全焊透熔焊对接焊缝、角接焊缝的脉冲反射法手工超声检测。（3）本规程不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝；外径小于159mm的钢管对接焊缝；内径小于200mm的管座角焊缝及外径小于250mm和内外径之比小于80%的纵向焊缝。2.引用标准JB/T4730-2005承压设备无损检测。JB/T10062-1999超声波检测用探头性能测试方法；JB/T10063-1999超声波探伤用1号标准试块技术条件；3.检测人员（1）从事焊缝检测的检验者，应具有焊缝超声波检测实践经验，并掌握一定的材料、焊接基础知识。（2）超声波检测人员，应具有压力容器行业颁布的超声Ⅱ级及以上资格证书。 （3）资格证书必须在有效期内。4．检测仪、探头和系统性能（1）检测仪使用A型显示脉冲反射式检测仪，工作频率范围为1～5MHz，仪器配备衰减器或增益控制器，其精度为任意相邻12dB误差在±ldB，步进级每档不大于2dB，总调节量应大于60dB。水平线性误差不大于1.0％，垂直线性误差不大于5.0％。（2）探头1）所用探头必须满足JB/T4730-2005标准中关于探头的要求。2）斜探头的公称折射角ß为45º；60º；70º或K值为1.0；1.5；2.0；2.5。3）折射角的实测值与公称值的偏差不大于2º。4）探头频率通常使用2.5MHz或5MHz。（3）系统性能1）系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10dB以上。2）斜探头远场分辨力Z≥6dB。3）检测仪、探头、系统性能均按JB/T9214—1999的规定方法进行测试。4）超声波检测仪器按标准规定，每三个月至六个月进行周期技术鉴定一次。5.检测用试块（1）对比试块应采用与被检工件相同或声学性能相近的材料制成．该材料用直探头检，不得有大于至Ф2.0平底孔当量直径的缺陷。（2）试块一般采用CSK-1A以及与标准规定相对应的对比试块。（3）现场检测时，也可以采用其它形式的等效试块。（4）超声波检测用标准试块应送计量部门每年进行一次检定。6.耦合剂及补偿（1）通常采用机油，浆糊，甘油和水等透声性好，且不损伤检测工件表面的耦合剂。（2）在现场检测和缺陷定量时，应对工件表面粗糙度引起的能量损耗进行补偿。（一般为4～6dB）（3）在现场检测和缺陷定量时，应对材料衰减引起的检测灵敏度降低和缺陷定量误差进行实测补偿。7.检测前的准备（1）检测面1）探头扫查的区域范围内应无焊接飞溅物、氧化皮、油垢及其它杂质。被检测表面应平整光滑，便于探头移动扫查，表面粗糙度Ra应达到6.3μm。探头移动区域应不小于1.25P；P=2TK或P=2Ttgß，式中P—跨距mm，T—母材厚度mm，K—探头K值，ß—探头折射角。 2）探测区域的宽度应为焊缝本身宽度，再加上焊缝两侧各10mm～20mm的热影响区。3）用斜探头检测时，通常使用一次反射法的半波程和全波程在焊缝的单面双侧进行探侧。当材料厚度大于50mm，可采用双面双侧进行。（2）仪器调整1）在CSK-1A或IIW标准试块的R100处，测量探头入射点（探头前沿距离）。探头在R100处前后移动，找出示波屏上最高反射波这一点位置后，固定探头，R100的零点处，即为探头入射点。入射点到探头前沿的距离，即为探头前沿距离。2）在CSK-1A或IIW试块上利用Ф50圆弧面和Ф1.5横孔实测探头的K值。3）探测范围调节最大探测范围应调至显示屏时基线满刻度的2／3附近，并根据委托通知单上告知的被检材料厚度，选择合适K值的探头，在CSK-1A、IIw或对比试块上进行时基线扫描比例调节。（3）绘制距离一波幅曲线利用CSK-IIA试块测试距离-波幅曲线，评定线、定量线和判废线满足JB/T4730-2005的相关要求。（4）检测灵敏度不低于评定线，扫查灵敏度在基准灵敏度的基础上提高6dB。（5）检测时机检测面经打磨外观检查合格后方可进行。（6）校验每天检测工作前，应在对比试块上进行扫描时基线性比例和距离一波幅曲线校验，校验点不少于2点。当发现与原测定曲线误差±2dB时，应重新绘制。8.检测要点（1）根据驻生产车间检查员提出的超声波检测申请单，检测人员应了解被探工件材质、结构，曲率、厚度、焊接方法，坡口形式、焊缝余高及背后衬垫沟槽等情况，做好检测前技术准备。（2）检测扫查速度不应大于150mm／s，相邻两次扫查应有10％的重叠。（3）斜探头扫查形式应前后，左右作锯齿形扫查，同时应做10º～15º的左右转动。（4）为准确定位定量缺陷形状，观察缺陷动态波形，区别缺陷讯号，需采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式。9.缺陷的测定（1）对所有缺陷反射波幅超过定量线以上的区域和指示长度均要测长和定量定位。（2）缺陷指示长度的测定：当缺陷反射波幅只有一个高峰点时，采用半波高度法测长。当判断其是危害性缺陷时，先找出缺陷最高波幅峰值点后左右移动探头，直至缺陷波消失的绝对灵敏度法测长。 当发现缺陷反射波峰值点起伏变化多个峰值点时，应采用端点半波高度法测长，或者用绝对灵敏度法测其指示长度。（3）当疑为危险性缺陷时，应分别用两种K值和频率的探头从不同探侧面检测，并结合焊接工艺综合判定，或者辅以其它检测方法综合判定。10.产品质量等级所有焊缝按JB/T4730-2005标准B级要求，不允许存在的缺陷按该标准中II级之规定执行。（1）在检测过程中，若发现危险性缺陷时，应延长扩大探测扫查范围，直至缺陷波消失为止。（2）检测人员判定为危险性缺陷时，无论其缺陷反射波幅高低和尺寸大小，均作判废处理。（3）判定为超标的缺陷、均应返修。修复后区域及热影响区域，必须按原检测条件进行重复检测和评级。（4）在探测过程中，应做好现场原始记录，必要时需绘制草图，并详细标记缺陷部位。11.检测记录和报告（1）检测记录卡内容应包括，施工单位、工件名称、工件编号、焊缝种类、坡口形式、材质、厚度、表面状况、执行规程、验收标准、仪器型号、检测频率、探头K值、耦合剂、对比试块、检测灵敏度、超标缺陷和评定记录、检测人员和日期等。（2）检测报告内容应包括工件名称、部件名称、工件编号、焊缝编号、检测方法、坡口形式、检测部位、检测仪器、探测灵敏度、探测范围、检测标准、缺陷状况、检测结论、检测人员及审核人员签字、检测日期及检测人员资格等。（3）检测记录和报告内容应全面明确，字迹清楚、整洁，并及时发放检测报告。（4）检测报告、原始记录整理后存档，保存期不少于7年。工艺卡：×××容器焊缝超声检测工艺卡工件名称××容器工件编号K88-4-25材质16MnR焊接类型内手工焊、外自动焊探测面状态抛磨光滑耦合剂机油仪器型号CTS-22A检测时机焊后24小时检验标准JB/T4730-2005检验等级B级验收等级Ⅱ级检测人员资格Ⅱ级 检测示意图：序号NO.2、NO.3、NO.4NO.5、NO.6探头种类K1K2K1直探头检测频率2.5MHz2.5MHz2.5MHz2.5MHz晶片尺寸14×1614×1614×16Φ20参考反射体CSK-ⅠA、CSK-ⅢACSK-ⅠA、CSK-ⅢACSK-ⅠA、CSK-ⅢACS-Ⅰ反射体深度（mm）××××××××××××表面补偿（dB）2222检测面外圆外圆外圆内圆检测比例100%100%100%100%探测条件测长线定量线判废线纵向横向纵向横向纵向横向 《超声检测》期中试题一（第一、二、三单元）一、选择题1.超过人耳听觉范围的声波称为超声波，它的频率高于（b）a.20赫 b.20千赫 c.2千赫 d.2兆赫2.介质中质点振动方向和传播方向垂直时，此波称为（b）a.纵波 b.横波 c.表面波 d.板波3.应用2P20×20A60°的探头探测钢时，钢材中超声波的波长是（b）a.1.43mm b.1.6mm c.2.95mm d.2.34mm4.超声波在介质中的传播速度就是（a）。a.声能的传播速度 b.脉冲的重复频率 c.脉冲恢复速度 d.物质迁移速度5.钢中声速最大的波型是（a）。a.纵波 b.横波 c.表面波 d.在给定材料中声速与所有波型无关6.波束扩散角是晶片尺寸和所通过的介质中声波波长的函数，并且（a）a.频率或晶片直径减少时增大 b.频率或晶片直径减少时减少 c.频率增加而晶片直径减少时减少d.与晶片尺寸无关7.超声波到达两个不同材料的界面上，可能发生（d）a.反射 b.折射 c.波型转换 d.以上都是8.同一介质中，同一波型的超声波反射角（a）a.等于入射角 b.等于折射角 c.与使用的耦合剂有关 d.与使用频率有关9.为使经折射透入第二介质的超声波只有横波，纵波在第一介质的入射角应（c）a.大于第二临界角 b.小于第一临界角 c.在第一和第二临界角之间 d.在第二和第三临界角之间10.由发射探头发射的超声波，通过试件后再由另一接收探头接收，这种检验方法称为（c）a.表面波法 b.斜射法 c.穿透法 d.垂直法11.把某些材料所具有的，能使电能与机械能相互转换的特性称为（b）a.波型变换 b.压电效应 c.折射 d.阻抗匹配12.一般地说，在远场区，同一深度的平底孔，直径增大一倍，其回波高度提高（c）a.1倍 b.9dB c.12dB d.24dB13.超声波在介质中的传播速度主要取决于（d）a.脉冲宽度 b.频率 c.探头直径 d.超声波通过的材质和波型 14.探伤面上涂敷耦合剂的主要目的是（b）a.防止探头磨损 b.消除探头与探测面之间的空气 c.有利于探头滑动 d.防止工件生锈15.探伤面上涂敷耦合剂的主要目的是（b）a.防止探头磨损 b.消除探头与探测面之间的空气 c.有利于探头滑动 d.防止工件生锈16.超声波通过一定厚度的薄层介质时，若介质两侧的物质声阻抗相等，则薄层厚度为（a）时，将有最大的声压透过率a.1/2波长的整数倍 b.1/4波长的奇数倍 c.1/4波长的整数倍 d.1/8波长的整数倍17.超声波由A介质透入B介质时，如果面对入射方向的界面为一个凹面，并且声速CA＜CB,则该曲面将对透过波（a）a.起聚焦作用 b.起发散作用 c.不起作用 d.有时聚焦，有时发散18.超声波探伤系统的灵敏度（a）a.取决于探头、脉冲发生器和放大器 b.随频率提高而提高 c.与换能器的机械阻尼无关 d.随分辨率提高而提高19.A型超声波探伤仪上的"抑制"旋钮打开对下述哪个性能有影响?(a)a.垂直线性 b.水平线性 c.脉冲重复频率 d.延迟20.超声波检测仪中，以荧光屏纵轴显示超声波信号强度，以横轴显示超声波传播时间或反射体深度的脉冲显示法叫做（b）a.连续波显示 b.A扫描显示 c.B扫描显示 d.C扫描显示二、判断题1.最常用的超声波换能器是利用压电效应发射和接收超声波的()2.质点完成五次全振动所需要的时间，可以使超声波在介质中传播五个波长的距离()3.脉冲宽度大的仪器其频带宽度窄()4.超声波检测时要求声束方向与缺陷取向垂直为宜()5.声阻抗是衡量介质声学特性的重要参数,温度变化对材料的声阻抗也会有影响()6.第二介质中折射的纵波其折射角达到90°时的纵波入射角为第二临界角()7.吸收衰减和散射衰减是材料对超声能量衰减的主要原因()8.超声波在异质界面上倾斜入射时,同一波型的声束反射角大于入射角()9.声源面积不变时,超声波频率越高,超声场的近场长度越长()10.不同压电晶体的频率常数不一样,因此用不同压电晶体作成频率相同的晶片时其厚度不同()11.超声波探头发射超声波利用的是逆压电效应,而接收超声波则是利用的正压电效应() 12.超声波束的指向角是在晶片直径一定的情况下,频率越低,指向角越小()13.物体在振动过程中，当外力的频率等与振动系统的固有频率时，物体的振幅达到最大值，这种现象称为谐振()14.当钢中的气隙（如裂纹）厚度一定时，超声波频率增加，反射波高将随之降低()15.一般情况下，对于薄层反射体，能得到最大反射信号的厚度为（λ/2的偶数倍）()16.超声波检测常用的压电晶体石英、钛酸钡、铌酸锂、硫酸锂中居里点最高的是硫酸锂()17.在人工反射体平底孔、矩形槽、横孔、V形槽中，回波声压只与声程有关而与探头折射角度无关的是矩形槽()18.水平线性、垂直线性、动态范围属于超声波检测仪的性能指标()19.频带宽度、探测深度、重复频率属于超声波检测仪的性能指标()20.在普通常用的超声波检测仪上，使用“抑制”旋钮的抑制作用，可以减少杂波显示，与此同时也会导致回波宽度变小()21.单位时间内垂直通过单位面积上的声能叫做声强，它与声压的平方成正比()22.在传播超声波的介质中，由于交变振动产生的附加压强叫做声压()23.超声波仪器的B、C型显示都属于二维显示（）24.在超声波检测中，如果使用的探测频率过高，在探测粗晶材料时会出现林状回波（）25.超声波检测仪在单位时间内产生的脉冲数量叫做脉冲的重复频率()三、问答题1.将超声波直探头置于IIW1试块侧面上探测100mm距离的底波,如下图所示在第一次底波与第二次底波之间前两个迟到波各是什么波型?（前面为L-L-L波,后面为L-S-L波）2.产生超声波的必要条件是什么？答：①要有作超声振动的波源（如探头中的晶片）。②要有能传播超声振动的弹性介质（如受检工件或试块）。 3.简述影响超声波在介质中传播速度的因素有哪些？答：①超声波在介质中的传播速度与介质的弹性模量和介质的密度有关。对一定的介质，弹性模量和密度为常数。不同介质，声速不同。②超声波波型不同时，声速也不一样。同一介质，传播不同类型声波时，声速也不相同。③介质尺寸大小及介质温度对声速也有一定影响。4.什么是波型转换？波型转换的发生与哪些因素有关？答：①超声波入射到异质界面时，除产生入射波同类型的反射和折射波外，还会产生与入射波不同类型的反射或折射波，这种现象称为波型转换。②波型转换只发生在倾斜入射的场合，且与界面两侧介质的状态（液、固、气态）有关。5.什么叫压电效应？答：在某些物体上施加压力时，在其表面上产生电荷聚集的现象，称为正压电效应。反之，当把这种物体放在电场中，它自身产生形变，称为逆（或负）压电效应。压电效应是可逆的。6.超声波检测仪发射电路中的阻尼电阻有什么作用？答：改变阻尼电阻的阻值可改变发射强度，阻值大发射强度高，发射的声能多，阻尼电阻阻值小，则发射强度低。但改变阻值也会改变探头电阻尼大小，影响分辨力。《超声检测》期中试题二（第一、二、三单元）一、选择题1.一般来说，在频率一定的情况下，在给定的材料中，横波探测缺陷要比纵波灵敏，这是因为（a）a.横波比纵波的波长短 b.在材料中横波不易扩散 c.横波质点振动的方向对缺陷更为灵敏 d.横波比纵波的波长长2.超过人耳听觉范围的声波称为超声波，它的频率高于（b）a.20赫 b.20千赫 c.2千赫 d.2兆赫3.应用2P20×20A60°的探头探测钢时，钢材中超声波的波长是（b）a.1.43mm b.1.6mm c.2.95mm d.2.34mm4.可在液体中传播的超声波波型是（a）。a.纵波 b.横波 c.表面波 d.板波5.介质中质点振动方向和传播方向垂直时，此波称为（b）a.纵波 b.横波 c.表面波 d.板波 e.爬波6.超声波在介质中的传播速度就是（a）。 a.声能的传播速度 b.脉冲的重复频率 c.脉冲恢复速度 d.物质迁移速度7.频率为2.5MHZ的横波,在探测钢时的波长是(b)。a.2.34mm b.1.3mm c.2.6mm d.1.26mm8.钢中声速最大的波型是（a）。a.纵波 b.横波 c.表面波 d.在给定材料中声速与所有波型无关9.在固体表面能沿园滑过渡的边角传播的超声波称为（b）。a.横波 b.表面波 c.纵波10.如果超声波频率增加，则一定直径晶片的声束扩散角将（a）。a.减少 b.保持不变 c.增大 d.随波长均匀变化11.超声波从一种介质进入另一种不同介质而改变传播方向的现象叫做（a）。a.折射 b.扩散 c.角度调整 d.反射12.为减小超声波通过介质时的衰减和避免林状回波，宜采用（d）进行探伤。a.高频率、横波 b.较低频率、横波 c.高频率、纵波 d.较低频率、纵波13.莱姆波可用于检查（d）a.锻件 b.棒坯 c.铸锭 d.薄板14.声程大于3N且声程相同时，若孔径差1倍，平底孔回波高度差（a）dBa.12 b.3 c.6 d.12 e.9 f.1215.当某些晶体受到拉力或压力时，产生形变，从而晶体的表面上出现电荷，这种现象称为（a）效应，这一效应是可逆的。a.压电 b.振动 c.逆压电 d.应变16.超声波由A介质透入B介质时，如果面对入射方向的界面为一个凸面，并且声速CA＜CB,则该曲面将对透过波（b）a.起聚焦作用 b.起发散作用 c.不起作用 d.有时聚焦，有时发散17.A型超声波探伤仪上的"抑制"旋钮打开对下述哪个性能有影响?(a)a.垂直线性 b.水平线性 c.脉冲重复频率 d.延迟18.探伤仪发射电路部分的功用是（c）a.发射超声脉冲 b.把发射脉冲放大 c.发射电脉冲 d.产生方形波19.超声波检测仪中，以荧光屏纵轴显示超声波信号强度，以横轴显示超声波传播时间或反射体深度的脉冲显示法叫做（b）a.连续波显示 b.A扫描显示 c.B扫描显示 d.C扫描显示20.超声波检验中，脉冲的持续时间称为（a） a.脉冲宽度 b.脉冲振幅 c.脉冲形状 d.上述三种都不对。二、判断题1.最常用的超声波换能器是利用压电效应发射和接收超声波的()2.一般的超声波检测仪在有抑制作用的情况下其水平线性必然变坏()3.在同一固体介质中,纵波的传播速度为常数()4.在同一固体材料中,传播纵、横波时的声阻抗相同()5.第二介质中折射的横波其折射角达到90°时的纵波入射角为第二临界角()6.有机玻璃声透镜水浸聚焦探头,透镜曲率越大,焦距越大()7.超声波在异质界面上倾斜入射时,同一波型的声束反射角大于入射角()8.超声波在钢中传播时,频率越低,波长越短()9.不同压电晶体的频率常数不一样,因此用不同压电晶体作成频率相同的晶片时其厚度不同()10.在超声波检测中，窄脉冲的纵向分辨力高，这是因为它的脉冲宽度大()11.超声波垂直入射时，界面两侧介质声阻抗相差愈小，声压往复透过率愈高()12.对空心圆柱体在内圆周面上探伤时，曲底面回波声压比同声程大平面高()13.一般情况下，对于薄层反射体，能得到最大反射信号的厚度为（λ/4的奇数倍）()14.超声波检测常用的压电晶体石英、钛酸钡、铌酸锂、硫酸锂中接收效率最高的是铌酸锂()15.在人工反射体平底孔、矩形槽、横孔、U形槽中，回波声压只与声程有关而与探头折射角度无关的是平底孔()16.用sinθ=1.22λ/D公式计算的指向角是声束边缘声压P1与声束中心声压P0之比等于10%时的指向角()17.灵敏度余量、盲区、分辨力属于超声波检测仪的性能指标()18.在普通常用的超声波检测仪上，使用“抑制”旋钮的抑制作用，可以减少杂波显示，与此同时也会导致其他回波幅度一并下降()19.超声波检测仪在单位时间内产生的脉冲数量叫做脉冲的重复频率()20.超声波检测仪在单位时间内产生的脉冲数量叫做超声波频率()21.如果超声波频率增加而晶片直径不变，则声束扩散角将增大()22.为提高分辩力，在满足探伤灵敏度要求情况下，仪器的发射强度应尽量调得高一些()23.超声波检测仪上的衰减器精度用每12dB中的误差表示() 24.超声波的频率取决于晶片振动的频率()25.按照声学的经典理论,在超声波探伤中容易探测出来的缺陷其尺寸一般不应小于波长的一半()三、问答题1.何谓超声波声场？超声波声场的特征量有哪些？答：充满超声波的空间或超声振动所波及的部分介质，称为超声波声场。描述超声波声场的物理量即特征量有声压、声强和声阻抗。声压：超声波声场中某一点在某一瞬时所具有的压强P与没有超声波存在时同一点的静压强P之差，称为该点的声压。声强：单位时间内通过与超声波传播方向垂直的单位面积的声能，称为声强。常用I表示。声阻抗：介质中某一点的声压P与该质点振动速度V之比，称为声阻抗，常用Z表示，声阻抗在数值上等于介质的密度与介质中声速C的乘积。2．什么是波型转换？波型转换的发生与哪些因素有关？答：①超声波入射到异质界面时，除产生入射波同类型的反射和折射波外，还会产生与入射波不同类型的反射或折射波，这种现象称为波型转换。②波型转换只发生在倾斜入射的场合，且与界面两侧介质的状态（液、固、气态）有关。3.什么是压电晶体？举例说明压电晶体分为几类？答：①某些晶体受到拉力或压力产生变形时，在晶体界面上出现电荷的现象称为正压电效应。在电场的作用下，晶体产生弹性形变的现象，称为逆压电效应。正、逆压电效应统称为压电效应。能够产生压电效应的材料称为压电材料。由于它们多为非金属电介质晶体结构，故又称为压电晶体。②压电晶体分为：单晶体：如硫酸锂、碘酸锂、铌酸锂等。多晶体：如钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铝（PZT）等。4.指出下列四种情况下因为探头斜楔磨损而导致折射声束轴线方向变化的情况(实线为原始斜楔面,虚线为磨损後的斜楔面)答：折射角：a.变大，b.变小；折射声轴线：c.偏左，d.偏右5.简述超声波检测系统的主要性能指标有哪些？答：系统性能是仪器，电缆、探头特性的综合反映，即检测仪和探头的组合性能，主要有信噪比，灵敏度余量，始波宽度，盲区和分辩力：① 信噪比：是检测仪荧光屏上界面反向波幅与最大杂波幅度之比。以dB数表示。②灵敏度余量：也称综合灵敏度。是指探测一定深度和尺寸的反射体，当其反射波高调到荧光屏指定高度时，检测仪剩余的放大能力。以此时衰减器的读数（dB）表示。③始波宽度：也称始波占宽，它是指发射脉冲的持续时间，通常以一定灵敏度条件下，荧光屏水平“0”刻度至始波后沿与垂直刻度20%线交点间的距离所相当的声波在材料中传播距离来表示。④盲区：是探测面附近不能探出缺陷的区域。以探测面到能够探出缺陷的最小距离表示。⑤分辨力：是在检测仪荧光屏上能够把两个相邻缺陷作为两个反射信号区别出来的能力。分辩力可分为纵向分辩力和横向分辩力。通常所说的分辩力是指纵向分辩力。一般以相距6mm或9mm的两个反射面反射波幅相等时，波峰与波谷比值的dB数表示。期末考试题一一、判断正（T）误（F）：15分（）1、超声波的波长越短，所能发现的缺陷就越小。（）2、最常用的超声波换能器是利用压电效应发射和接收超声波的。（）3、超声波检测中，1MHz探头的分辨率要比5MHz探头的分辨率高。（）4、固体和液体中都可以传播纵波。（）5、超声波探伤时，当工件中折射横波平行于界面时，表示已达到第一临界角。（）6、超声波探伤所能检测到的最小缺陷的尺寸是波长的一半。（）7、质点完成五次全振动所需要的时间，可以使超声波在介质中传播五个波长的距离。（）8、焊缝中常见的缺陷有气孔、砂眼、未焊透等。（）9、超声波探头的分辨率指探测小缺陷的能力。（）10、利用A型显示的ut仪显示屏上回波垂直高度幅值，可以确定缺陷的相对大小。（）11、在同一固体材料中,传播纵、横波时的声阻抗相同。（）12、超声波探头的近场长度近似与晶片直径成正比,与波长成反比。（）13、压电晶片是利用“逆压电效应”的原理接收超声波的。（）14、一台垂直线性理想的超声波检测仪，其回波高度与探头接收到的声压成正比例。（）15、一般情况下，对于薄层反射体，能得到最大反射信号的厚度为λ/4的偶数倍。二、填空：20分1、超声波的频率在（）以上，它具有（）、（）、（）和（）的特点。2、所谓声强，就是在（）内（）通过（）的超声能量，它具有（）的概念。3、超声场的特征值指（）、（）和（）。 4、波高相差一倍的两个回波的分贝差是（）。5、超声波在钢/空气界面上几乎（）而无（）。6、超声波的波长由声速与频率求得，而声速则由（）和（）决定的。7、在相同条件下，横波的半扩散角比纵波（）。8、超声波探伤仪水平线性主要影响缺陷的（），垂直线性主要影响缺陷的（）。9、探头2.5P20Z型号中“20”表示（）。10、试块通常可以分为（）试块和（）试块。11、在固体表面能沿园滑过渡的边角传播的超声波称为（）。12、探伤厚度小于２０mm的钢板时，往往以（）来评价缺陷。13、产生超声波的条件是（）和（）。14、用入射角为30°的有机玻璃斜探头探测钢时，折射横波的折射角是（）。要使钢中折射横波的折射角是45°，纵波在水中的入射角应是（）。15、一般地说，如果频率相同，则在粗晶材料中，穿透力强的波型是（）。16、透镜的曲率半径增大时，透镜的焦距将（）。17、超声波探伤仪在单位时间内产生的脉冲数目叫做（）。18、钢板探伤的扫查方式有：（）、（）、（）、（）。19、为实现钢管的横波探伤，要求入射角在（）和（）之间。20、频率都是2.5MHZ的纵波和横波在探测钢时的波长分别是（）和（）。三、名词解释：15分1、波阵面：2、耦合剂：3、水平线性：4、AVG曲线：5、扫描速度：四、问答：20分1、我国对IIW试块作了哪些修改？2、超声波探伤时，为何应尽量避开近场区？3、什么是超声波的衰减？引起超声衰减的主要原因有哪些？4、什么叫探伤灵敏度？常用的调节探伤灵敏度的方法有几种？五、计算：30分1、用2.5P20Z探头探伤锻件，利用100mm大平底试块调节灵敏度，已知：CL＝5900m/s，底波高Ｂ＝50dＢ，锻件a＝0.01dＢ／㎜，试块a＝0.005dＢ／㎜，二者表面耦合损失差为8 dＢ，探伤时在150㎜处发现一缺陷，其波高为15dＢ，求此缺陷的当量大小？2、用入射角aＬ＝500的斜探头探伤Ｔ＝22㎜的钢焊缝，已知探头楔块中CL＝2730m/s，钢中CS＝3230m/s，仪器按水平1∶1调节扫描速度，探伤时在水平刻度60处发现一缺陷，求此缺陷的位置。3、超声波检测100mm板厚的纵焊缝，该园筒外半径为500mm，用tgβ=1的探头探伤，在平板试块上1:1深度定位调节扫描线，从筒体外园面探伤时，在荧光屏80mm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。参考答案：一、判断正（T）误（F）：15分（T）1、超声波的波长越短，所能发现的缺陷就越小。（T）2、最常用的超声波换能器是利用压电效应发射和接收超声波的。（F）3、超声波检测中，1MHz探头的分辨率要比5MHz探头的分辨率高。（T）4、固体和液体中都可以传播纵波。（F）5、超声波探伤时，当工件中折射横波平行于界面时，表示已达到第一临界角。（T）6、超声波探伤所能检测到的最小缺陷的尺寸是波长的一半。（T）7、质点完成五次全振动所需要的时间，可以使超声波在介质中传播五个波长的距离。（F）8、焊缝中常见的缺陷有气孔、砂眼、未焊透等。（F）9、超声波探头的分辨率指探测小缺陷的能力。（T）10、利用A型显示的ut仪显示屏上回波垂直高度幅值，可以确定缺陷的相对大小。（F）11、在同一固体材料中,传播纵、横波时的声阻抗相同。（T）12、超声波探头的近场长度近似与晶片直径成正比,与波长成反比。（F）13、压电晶片是利用“逆压电效应”的原理接收超声波的。（T）14、一台垂直线性理想的超声波检测仪，其回波高度与探头接收到的声压成正比例。（F）15、一般情况下，对于薄层反射体，能得到最大反射信号的厚度为λ/4的偶数倍）。二、填空：20分1、20000赫兹、方向性好、能量高、穿透力强、具有界面现象。2、单位时间、垂直、单位面积、功。3、声压、声阻抗、声强。4、6.02分贝。5、全反射、透射。6、材质、波的种类。7、小。8、定位、定量。9、探头的直径为20毫米。10、标准、对比。 11、表面波。12、F2。13、机械振动、弹性介质。14、36°、19°。15、纵波。16、增大。17、脉冲重复频率。18、全面扫查、格子扫查、列线扫查、边缘扫查。19、第一临界角、第二临界角。20、2.34、1.3。三、名词解释：15分1、波阵面：同一时刻，介质中振动相位相同的质点所联成的面。2、耦合剂：为了提高耦合效果，在探头与工件表面之间施加的一层透声介质。3、水平线性：超声波探伤仪显示屏上的回波水平刻度值与该回波代表的工件中的距离成正比例的程度。4、AVG曲线：描述反射体至波源的距离、反射信号的幅度、反射面积当量大小三者之间相互关系的曲线。5、扫描速度：超声波探伤仪显示屏上的回波水平刻度值与该回波代表的工件中的距离之比。四、问答：15分1、我国对IIW试块作了哪些修改？答：一是将R100的圆柱面改为R50、R100阶梯圆柱面；二是将φ50孔改为φ40、φ44、φ50的台阶孔；三是将折射角改为K值。2、超声波探伤时，为何应尽量避开近场区？答：近场区存在着较多的声压极大值和极小值，不利于探伤，可能导致将大缺陷误判为小缺陷。3、什么是超声波的衰减？引起超声衰减的主要原因有哪些？答：超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，超声波的能量逐渐减弱的现象称为超声波的衰减。衰减的主要原因：①扩散衰减：由于声束的扩散，随着传播距离的增加，波束截面愈来愈大，从而使单位面积上的能量逐渐减少。这种衰减叫扩散衰减。扩散衰减主要取决于波阵面的几何形状，与传播介质的性质无关。②散射衰减：超声波在传播过程中，遇到由不同声阻抗介质组成的界面时，发生散射（反射、折射或波型转换），使声波原传播方向上的能量减少。这种衰减称为散射衰减。材料中晶粒粗大（和波长相比）是引起散射衰减的主要因素。③吸收衰减：超声波在介质中传播时，由于介质质点间的内磨擦（粘滞性）和热传导等因素，使声能转换成其他能量（热量）。这种衰减称为吸收衰减，又称粘滞衰减。 散射衰减，吸收衰减与介质的性质有关，因此统称为材质衰减。4、什么叫探伤灵敏度？常用的调节探伤灵敏度的方法有几种？答：探伤灵敏度是指在确定的探测范围的最大声程处发现规定大小缺陷的能力。有时也称为起始灵敏度或评定灵敏度。通常以标准反射体的当量尺寸表示。实际探伤中，常常将灵敏度适当提高，后者则称为扫查灵敏度或探测灵敏度。调节探伤灵敏度常用的方法有试块调节法和工件底波调节法。试块调节法包括以试块上人工标准反射体调节和水试块底波调节两种方式。工件底波调节法包括计算法，AVG曲线法，底面回波高度法等多种方式。五、计算：30分1、解：2、解：3、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=93.786mmh0=R-(tgβ·h/sinθ)=500-(1·80/sin10.78°)=72.2mm答：该缺陷的曲面跨距是93.786mm,离工件表面深度72.2mm期末试题二一、判断正（T）误（F）：15分（）1、超声波探伤时，当工件中折射横波平行于界面时，表示已达到第一临界角。（）2、超声波探伤所能检测到的最小缺陷的尺寸是波长的一半。（）3、质点完成五次全振动所需要的时间，可以使超声波在介质中传播五个波长的距离。 （）4、焊缝中常见的缺陷有气孔、砂眼、未焊透等。（）5、超声波的波长越短，所能发现的缺陷就越小。（）6、最常用的超声波换能器是利用压电效应发射和接收超声波的。（）7、超声波检测中，1MHz探头的分辨率要比5MHz探头的分辨率高。（）8、固体和液体中都可以传播纵波。（）9、压电晶片是利用“逆压电效应”的原理接收超声波的。（）10、一台垂直线性理想的超声波检测仪，其回波高度与探头接收到的声压成正比例。（）11、一般情况下，对于薄层反射体，能得到最大反射信号的厚度为λ/4的偶数倍。（）12、超声波探头的近场长度近似与晶片直径成正比,与波长成反比。（）13、超声波探头的分辨率指探测小缺陷的能力。（）14、利用A型显示的ut仪显示屏上回波垂直高度幅值，可以确定缺陷的相对大小。（）15、在同一固体材料中,传播纵、横波时的声阻抗相同。二、填空：20分1、超声波探伤仪在单位时间内产生的脉冲数目叫做（）。2、在固体表面能沿园滑过渡的边角传播的超声波称为（）。3、在相同条件下，横波的半扩散角比纵波（）。4、频率都是2.5MHZ的纵波和横波在探测钢时的波长分别是（）和（）。5、探头2.5P20Z型号中“20”表示（）。6、超声波的波长由声速与频率求得，而声速则由（）和（）决定的。7、超声场的特征值指（）、（）和（）。8、超声波探伤仪水平线性主要影响缺陷的（），垂直线性主要影响缺陷的（）。9、超声波在钢/空气界面上几乎（）而无（）。10、试块通常可以分为（）试块和（）试块。11、所谓声强，就是在（）内（）通过（）的超声能量，它具有（）的概念。12、探伤厚度小于２０mm的钢板时，往往以（）来评价缺陷。13、产生超声波的条件是（）和（）。14、用入射角为30°的有机玻璃斜探头探测钢时，折射横波的折射角是（）。要使钢中折射横波的折射角是45°，纵波在水中的入射角应是（）。15、一般地说，如果频率相同，则在粗晶材料中，穿透力强的波型是（）。16、透镜的曲率半径增大时，透镜的焦距将（）。17、超声波的频率在（）以上，它具有（ ）、（）、（）和（）的特点。18、钢板探伤的扫查方式有：（）、（）、（）、（）。19、为实现钢管的横波探伤，要求入射角在（）和（）之间。20、波高相差一倍的两个回波的分贝差是（）。三、名词解释：15分1、前沿距离：2、耦合剂：3、AVG曲线：4、垂直线性：5、扫描速度：四、问答：20分1、影响缺陷反射波高度的因素有哪些？2、超声场分为几个区域？各个区域的主要特征是什么？用示意图注明简述之？3、什么是超声波的衰减？引起超声衰减的主要原因有哪些？4、什么叫探伤灵敏度？常用的调节探伤灵敏度的方法有几种？五、计算：30分1、用2.5P20Z探头探伤锻件，利用100mm大平底试块调节灵敏度，已知：CL＝5900m/s，底波高Ｂ＝50dＢ，锻件a＝0.01dＢ／㎜，试块a＝0.005dＢ／㎜，二者表面耦合损失差为8dＢ，探伤时在150㎜处发现一缺陷，其波高为15dＢ，求此缺陷的当量大小？2、用K2探头探伤厚度T=40mm对接焊缝，仪器按深度1：1调节扫描速度，探伤中在示波屏水平刻度30和60处出现两个缺陷波，求这两缺陷的位置。3、超声波检测100mm板厚的纵焊缝，该园筒外半径为500mm，用tgβ=1的探头探伤，在平板试块上1:1深度定位调节扫描线，从筒体外园面探伤时，在荧光屏80mm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。参考答案：一、判断正（T）误（F）：15分（F）1、超声波探伤时，当工件中折射横波平行于界面时，表示已达到第一临界角。（T）2、超声波探伤所能检测到的最小缺陷的尺寸是波长的一半。（T）3、质点完成五次全振动所需要的时间，可以使超声波在介质中传播五个波长的距离。（F）4、焊缝中常见的缺陷有气孔、砂眼、未焊透等。（T）5、超声波的波长越短，所能发现的缺陷就越小。（T）6、最常用的超声波换能器是利用压电效应发射和接收超声波的。（F）7、超声波检测中，1MHz探头的分辨率要比5MHz探头的分辨率高。 （T）8、固体和液体中都可以传播纵波。（F）9、压电晶片是利用“逆压电效应”的原理接收超声波的。（T）10、一台垂直线性理想的超声波检测仪，其回波高度与探头接收到的声压成正比例。（F）11、一般情况下，对于薄层反射体，能得到最大反射信号的厚度为λ/4的偶数倍）。（T）12、超声波探头的近场长度近似与晶片直径成正比,与波长成反比。（F）13、超声波探头的分辨率指探测小缺陷的能力。（T）14、利用A型显示的ut仪显示屏上回波垂直高度幅值，可以确定缺陷的相对大小。（F）15、在同一固体材料中,传播纵、横波时的声阻抗相同。二、填空：20分1、脉冲重复频率。2、表面波。3、小。4、2.34、1.3。5、探头的直径为20毫米。6、材质、波的种类。7、声压、声阻抗、声强。8、定位、定量。9、全反射、透射。10、标准、对比。11、单位时间、垂直、单位面积、功。12、F2。13、机械振动、弹性介质。14、36°、19°。15、纵波。16、增大。17、20000赫兹、方向性好、能量高、穿透力强、具有界面现象。18、全面扫查、格子扫查、列线扫查、边缘扫查。19、第一临界角、第二临界角。20、6.02分贝。三、名词解释：15分1、前沿距离：斜探头的最前端与其入射点之间的距离。2、耦合剂：为了提高耦合效果，在探头与工件表面之间施加的一层透声介质。3、AVG曲线：描述反射体至波源的距离、反射信号的幅度、反射面积当量大小三者之间相互关系的曲线。 4、垂直线性：超声波探伤仪显示屏上的回波高度值与其回波声压成正比例的程度。5、扫描速度：超声波探伤仪显示屏上的回波水平刻度值与该回波代表的工件中的距离之比。四、问答：20分1、影响缺陷反射波高度的因素有哪些？答：影响缺陷反射波高度的因素有以下五个方面：①仪器和探头的因素，有仪器的发射功率、频率、放大系数和电缆长度以及探头的晶片尺寸、晶片材料、固有频率、阻抗等；②对被检工件来说，有探测面形状、厚度、粗糙度、晶粒结构、声速、衰减等；③从缺陷角度看，有缺陷的深度、形状、方向、大小、内部介质等；④耦合剂的衰减、声速、厚度等能影响反射波高度；⑤声束的方向、扩散角、能量等也影响反射波高度。2、超声场分为几个区域？各个区域的主要特征是什么？用示意图注明简述之。答：超声波声场可分为：①主声束和副瓣--声源正前方，声能最集中的锥形区域即为主声束。主声束的范围最大，声源发射的声能主要集中在主声束中。探头的频率指的是主声束的频率。声束副瓣（即副声束）通常出现在邻近探头晶片的一个区域内，旁侧于主波束。其轴线倾斜于晶片表面，能量微弱，截面较小。晶片尺寸和波长之比不同，副声束的能量和辐射方向也不相同。②近场--指主声束中心轴线上最后一个声压最大值处至晶片表面这一区域。近场区长度用N表示，它取决于晶片的直径D（或面积As）和波长λ，用公式N=D2/4λ=As/πλ表示。近场区邻近压电晶片，声压分布最不均匀，这是由于此区域内声波干涉现象最严重。近场区也称为干涉区，干涉现象对探伤有很大影响，探伤时要尽量避免。③远场--近场以外的区域称为远场。远场中各子波传播的距离已经很长，相位几乎相等，各量可简单相加。声压值随距离增加单调下降。远场区的大小由晶片尺寸、波长、介质的声学特性及激励晶片的电压决定。④未扩散区--主声束截面与声源直径相同之点至近场与远场分界点的一段区域，称为未扩散区。未扩散区分界点至晶片表面的距离约为近场区长度的1.6倍，该区域内的平均声压可以看做常数，自此点开始主声束扩散，形成锥体。3、见“期末试题一”。4、见“期末试题一”。五、计算：30分1、见“期末试题一” 2、解：3、见“期末试题一”。'