2023超声波二级闭卷考试题.docx
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1、一、是非推断题(在每题后面括号内打“X”号表示“错误”,画“。”表示正确)L超声波检测中应用的所谓板波,实际是在薄板中产生的一种表面波(X)2 .超声波在某一给定的无限大介质中传播时,质点振动速度就是声速(X)3 .两束频率不同的声波在同一介质中传播时,假如相遇可产生干涉现象(0)4 .两束频率相同但行进方向相反的声波叠加可形成驻波(0)5 .在同一固体介质中,纵波,横波,瑞利波,兰姆波的传播速度均为常数(X)6 .由于在远场区超声波束会扩散,所以探伤应尽可能在近场区进行(X)7 .为了在试件中得到纯横波,斜探头透声斜楔材料的纵波速度应小于被检试件中的纵波速度(0)8 .超声波在介质中传播时,
2、声能的传播是由各质点的位移连续变更来传递的(0)9 .如材质相同,细钢棒(直径入)与钢锻件中的声速相同(X)10 .当试件内存在较大的内应力时,将使超声波的传播速度及方向发生变更(0)11 .焊缝斜角探伤时常采纳液态耦合剂,说明横波可以通过液态介质薄层(X)12 .用接触法在试件中产生横波的方法,唯有利用透声斜楔使纵波倾斜入射到界面上(X)13 .在异质界面上,当横波折射角等于90。时的纵波入射角称为第一临界角(X)14 .在异质界面上,当纵波折射角等于90。时的纵波入射角称为第一临界角(0)15 .在异质界面上,当横波折射角等于90。时的纵波入射角称为其次临界角(0)16 .目前一般的小型数
3、字式超声波测厚仪其工作原理基于脉冲回波法(0)17 .用共振式测厚仪测定声速的公式是:C=2fn(d/n),式中。为共振频率,n为共振次数,d为试块厚度(0)18 .机械振动在弹性介质中的传播过程称为机械波,在振动过程中能量和质量交替向前传播(X)19 .形成球面波或柱面波的差别主要确定于波源的形态(0)20 .依据惠更斯定理,可以描绘出超声波探头发出的超声波在介质中的传播方向(0)21 .方形振子的远场计算公式是:N方=L2D2/4MX)22 .聚焦探头的几何焦距f相对于同一晶片的非聚焦探头来说,f必定小于近场长度N(0)23 .在钢中测定为某一折射角的斜探头,在铝中测定时其折射角变大(X)
4、24 .在钢中测定为某一折射角的斜探头,在铝中测定时其折射角变小(0)25 .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%(X)1.60。 。横波入射到端角时超声波能量反射最低,故应避开运用(0)27 .超声波探伤仪的脉冲重复频率越高,探伤频率也越高(X)28 .超声波探伤仪的脉冲重复频率与探伤频率不是一回事(0)29 .任何探头电缆,只要是高频的,在任何状况下均可互换运用(X)30 .超声波检测中,幻像波的产生缘由是在衰减小的材料中脉冲重复频率选用过高(0)3LB型显示的超声波仪器可测定缺陷至工件表面的距离(0)32 .频带越宽,脉冲越窄(0)33 .超声波检测中,
5、1.25MHz探头的辨别率比5MHz探头的辨别率差(0)34 .当超声波声程大于3N时,如声程相同,若长横孔直径相差一倍时,则波高相差6dB(X)35 .当超声波声程大于3N时,如声程相同,若平底孔面积相差一倍,则波高相差12dB(X)36 .超声波检测仪是利用压电效应放射超声波的(X)37 .同一探头在钢中的近场N要比在水中的近场长(X)38 .相同直径的探头其工作频率高的指向性好(0)39 .超声波通过介质时,施加于介质表面的压强称为声压,它与声阻抗成正比,与质点振速成反比(X)40 .一般的超声波检测仪在有抑制作用的状况.卜其垂直线性必定变坏(0)41 .垂直通过单位面积的声能称为声强,
6、它具有“功”的概念(X)42 .钢板超声波检测时,若无底波反射,则说明板中并无缺陷(X)43 .钢板超声波检测时,只要依据有无缺陷波反射,即可推断板中有无缺陷(X)44 .钢管水浸聚焦法探伤时,不宜采纳线聚焦探头探测较短缺陷(0)45 .钢管水浸聚焦法探伤时,为了提高检测效率,采纳线聚焦探头就能保证检出全部缺陷(X)46,管子壁厚t与外径D之比(t/D)0.2,在用纯横波检查纵向缺陷时,中心声束会达不到管子的内壁(。)47 .调整锻件探伤灵敏度的底波法,其含义是锻件扫查过程中依据底波变更状况评定锻件质量等级(X)C修磨探测面宽度D.改善探测面粗糙度88 .超声检测工艺由()组成。A.通用工艺B
7、.专用工艺C.通用技术条件、托付书D.通用工艺和专用工艺E.以上全部89 .依据考规规定,超声检测的通用工艺应由()超声检测人员编制。a.I级b. n级cm级d. n级或n级以上90 .超声检测通用工艺编制依据主要由()组成。A.技术标准JB/T47302023承压设备无损检测B.被检对象执行的现行平安技术规范和产品标准被检对象涉及到的条例、规范、标准C.设计文件、合同D.以上全部三、计算题1.用2.5MHz20mm直探头对钢材进行超声波探伤,求此探头的近场区长度和指向角的角度 解:设钢中纵波波速5900米/秒,则该探头在钢中波长九=5.9/2.5=2.36mm,近场区长度 N=D2/4 入=
8、202/4*2.36=42.37mm由指向角 0=arcsin(1.22Z/D)=8.27 2,用水浸法聚焦探头垂直探伤法检验36x3mm钢管,已知水层距离为15mm时,声束焦点与钢管轴心 重合,求有机玻璃声透镜的曲率半径?有机玻璃声透镜的曲率半径=15.3mm3 .设某合金与钢完全结合,当超声纵波从合金垂直入射到钢时;结合界面的声压反射率是多少?钢底面 (与空气接触)的声压反射率是多少?已知合金厚度30毫米,声阻抗24.2xlO6Kg/m2s,钢板厚度20毫Z1 合金 J S 30米,声阻抗 45.6xl()6Kg/m2s 亘二寸 3 2。解:合金-钢界面的声压反射率T合金=P合/Po=(Z
9、2-Zi)/(Z2+Zi)=(24.2-45.6)/(24.2+45.6)=-O.3O3取-30%,负号表示入射声波与反射声波相位差180。(相位相反)合金-钢界面的声压透射率tp=2Z2/(Z2+Zi)=2x45.6/(24.2+45.6)=l.3钢底面声压反射率rp4w=P钢/Pt=(Z气-Z钢)/(Z气+Z钢川(Z2+Zi)/2Z2=0.765=76.5%4 .用有机玻璃做球面声透镜的聚焦探头,若探头直径为20mm,水中焦距f=100mm,求声透镜的球面半 径I值。解:已知 C 有=2700 米/秒,C 水=1450 米/秒,f=100mm,由 f=rCi/(Ci-C2),可求得 r=4
10、6.5mm5 .在前沿长度为10毫米,tg0分别为1、2、2.5的三种斜探头中,哪个适合用于上宽度24mm,下宽度 22mm,上加强高5mm,下加强高3mm,板厚25mm的平钢板对接焊缝检测?并求出所须要的探头扫查 范围,若在声程120mm处(已扣除斜楔声程)发觉一个缺陷,求缺陷的水平及深度位置。选用tg0=2 的探头,扫描范围二150mm,缺陷水平距离107.3mm,埋藏深度3.7mm6 .用直探头探测一个厚度为350mm的钢制锻件,在15()mm处发觉一个平底孔当量为2mm的缺陷, 该缺陷回波高度比基准波高要高出8dB,求所用的探伤灵敏度。所用的探伤灵敏度为3mm平底孔当量 7.假设有一厚
11、度5为30mm的压力容器焊缝,外表面焊缝宽为60mm,内焊缝宽为30mm,探头前沿距 离L=15mm,为保证声束扫查到整个焊缝,探头的折射角最小应取多大?解:依据题意,探头的水平跨 距最小应是外焊道和内焊道的半数和,所以探头的:tg降(L+b+a)/b=(15+30+15)/30=2,式中:b-(l/2)外 焊道宽;a-(l/2)内焊道宽,即p63.4o8.某钢制转子锻件外径(p950mm,内径(pl50mm,在用(p20mm25MHz直探头在其外圆周表面探伤时 要求用底波校正探伤灵敏度,使其能检出2mm平底孔当量的缺陷,应把底波从基准波高提高多少分 贝?若在280mm深度处发觉一个缺陷,缺陷
12、回波比基准波高出13分贝,该缺陷当量多大?解:壁厚Si=(950-150)/2=400mm,波长九=5.9/2.5=2.36mm (设钢中纵波声速5900米/秒)底波法调整探伤灵敏度dB=201g(兀2勿入Si)=-43.5 = -44dB(需把底波从基准波高提高44分贝:先将仪器 上衰减器储存44dB,将探头平稳耦合在工件外圆周面上得到稳定的底波,通过增益调整底波高度为基 准波高,例如50%,然后释放衰减器44dB,即为探测400mm深处2mm平底孔当量缺陷的探测灵敏度, 注:因为干脆在工件上调整底波,在调整增益时仪器已经自动补偿了曲率影响,因此不需另加曲率补偿 计算值,这与先在大平底上调整
13、再加曲率补偿的方法是不同的)缺陷定量 0db=401g(0/2)(400/280) V(Ddb=13 .,=2.96mm9.用水浸聚焦探头探钢管,当要求水层高度为10mm,检查中40mm的钢管时,试计算透镜的曲率 半径。解:依据公式ri=l-(C2/Ci)f,式中:门-透镜曲率半径;Ci-有机玻璃声速;C2-水声速;f-焦距(探 头至管子中心的垂直距离),n=l-(C2/Ci)f=l-(1500/2700)(20+10(l-0.556)x30=13.3mm答:检查40mm的钢管时,透镜的曲率半径为13.3mm10.用水浸聚焦法检查中42x4mm的小口径钢管,水层距离为30mm,求偏心距、入射角
14、、折射角、 焦距和透镜的曲率半径各为多少?解:已知:钢管42x4mm、水层厚度L2=30mm,(42/2)-4=17, y=(R2-X2)1/2,式中:R=D/2=21mmX=r .(Cl2/Cs3)=17x(1.5/3.2)=8mm, y=(212-82)1 /2=(377)1 /2= 19.4mm,焦距 f=L2+y=30+19.4=49.4mm入射角:sina=X/R=8/21=0.38, a=22.3 ;折射角:sinp=r/R=l7/21=0.81, 0=54.1。声透镜曲率半径:r=(n-l)/n. f,式中:n=CLi/CL2=2.7/1.5=1.8, 1M(L8-l)/L8.
15、49.4 = 22mm 偏心距:X=8mm11.超声波检测100mm板厚的纵焊缝,该园筒外半径为500mm,用tgP=l的探头探伤,在平板试块上1:1 深度定位调整扫描线,从筒体外园面探伤时,在荧光屏80mm深处发觉一缺陷反射波,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LR.0174 . 0 . R=0.0174 . tgtgp . h/(R-h) . R=0.0174 . tg”l . 80/(500-80) . 500=93.786mm h(尸R-(tgp.h/sin0)=5OO-(l . 80/sinl0.78)=72.2mm答:该缺陷的曲面跨距是93.786mm,离工件
16、表面深度 72.2mm12.用斜探头探测如下图CSK-IIIA试块上深度距离40mm的(p 1x6mm横孔,测得探头前沿到试块端面 的水平距离为86mm,探测深度距离为80mm的cp 1x6mm横孔,测得探头前沿到试块端面的水平距离为 86mm,求此探头的tg尸?和探头的前沿长度L=?此探头的tgp=l.5,探头的前沿长度L=14mm13 .用2.5P20Z(2.5MHz,20mm)直探头检验400mm厚钢锻件,材料衰减系数ai=0.01dB/mm,将200mm 厚钢试块底波调整到50dB进行探伤(试块a2=0.005dB/mm,锻件与试块耦合差1.5dB,声速Cl均为 5900m/s),求:
17、 试计算探伤灵敏度为当量多少mm? 探伤中发觉一缺陷:深250mm,波幅为23dB, 求此缺陷当量?解: 耦合差=L5dB ,声程差 AH=201g(X2/xi)=201g(400/200)=6dB ,衰减差口2x400a一 2x200a2=8-2=6dBAXeMOOmm处,底波与探伤灵敏度当量平底孔波高dB差:Z=50-50-1.5-6-6=36.5(18由nZOlgQ入Xb/兀2)=36.5dB 得2=2XB/(l()36.5/2()=(2x2,36x400)/mx66=9 探伤灵敏度为=3(mm) 衰减差=2(XbXf)a=2x(400-250)x0.01=3dB, X尸250mm 处缺
18、陷波高与 XB=400mm 处 =3mm 孔波iWj dB 差:A=23-Af-0=23-3=20dB,缺陷当量:.3(Xf/XB)(l()20/4()=3x(250/400)x3.2=6(mm)14 .采纳钢焊缝探伤用的K=1 (tgp=l)斜探头(Cu=2700m/s,钢Cs=3200m/s),检验某种硬质合金焊缝 (Cs=3800m/s),其实际K值为多大?解:设Cs2, pi, Ki为钢中声速,折射角,及探头K值,Cs*仇,K2为合金中声速,折射角及探头实 际K值。贝ij: pi=tgKi二tg/l=45, sinPi=0.707, sina=sinPi . (Cli/Cs2)sin0
19、2=sin(x .(Cs2/CLi)=sin0i .(Cli/Cs2).(Cs27cLi)=sinpi (Cs27Cs2)=0.707x(3800/3200)=0.840优=57. 1 , K2=tg02=tg57.1 = 1.515 .采纳水浸聚焦探头检验钢板,已知水中CL2=1500m/s,钢中CL3=5900m/s,水层厚度H=60mm。欲使超声束聚焦于钢板上表面以下10mm处,选用声速CLi=2600m/s的环氧树脂作声透镜,试计算透镜曲率半径?解:焦距 f=H+L,已知 H=60mm, L=10mm, f=60+10=70(mm),水中焦距 f 为:f=f+L(CL3/CL2)=70
20、+l0x(5900/1500)109(mm)曲率半径1为:r=(Cu Cl2/Cli). f=(2600-1500)/2600x 10946(mm)16 .采纳充水探头(2.5MHZ, 620mm),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:2=CL2/f=5.9xl06/2.5xl06=2.36(mm)钢中剩余近场区长度为:N=N2-L(Ci/C2)=(D2/4X2)-L(Ci/C2)=(202/4x2.36)-60x(1500/5900)M27(mm)17
21、 .超声波垂直入射至水/钢界面,已知水的声速CLi=1500m/s ,钢中声速CL2= 5900m/s ,钢密度p2= 7800kg/m3,试计算 界面声压反射率、声压透射率、声强反射率、声强透射率?已知:Cu=1500m/s ;Cl2= 5900m/s ;p2 = 7800kg/m3; pi = 1000kg/m3求:r= ? ; t = ? ; R = ? ; T = ?解:Zi =pi xCli = 1500 xlOOO = 1.5 xl06kg/m2.sZ2 =p2 xCL2= 5900 x7800 = 46x 106kg/m2.s46xl06 -1.5xl06=0 9446x106
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