2025年超聲波探傷高級試題及答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.超聲波在介質(zhì)中傳播時，遇到障礙物會發(fā)生反射，反射波的強度與（）有關(guān)。A.障礙物的形狀B.障礙物的大小C.障礙物與超聲波的聲阻抗差異D.以上都是答案：D解析：障礙物的形狀會影響反射波的傳播方向和分布；大小不同，反射的能量也不同；而聲阻抗差異是決定反射率大小的關(guān)鍵因素，所以反射波強度與以上三者都有關(guān)。2.下列哪種超聲檢測方法不屬于常規(guī)超聲檢測方法（）。A.脈沖反射法B.穿透法C.衍射時差法（TOFD）D.共振法答案：C解析：常規(guī)超聲檢測方法主要包括脈沖反射法、穿透法和共振法。衍射時差法（TOFD）雖然也是超聲檢測方法，但它屬于一種特殊的超聲檢測技術(shù)，有別于常規(guī)方法。3.超聲波探傷中，采用水浸法檢測時，水層厚度的選擇應(yīng)使二次界面回波（）。A.出現(xiàn)在第一次底波之后B.出現(xiàn)在第一次底波之前C.與第一次底波重合D.以上都不對答案：B解析：水浸法檢測時，水層厚度應(yīng)保證二次界面回波出現(xiàn)在第一次底波之前，這樣可以避免二次界面回波對缺陷波和底波的干擾，便于準(zhǔn)確識別缺陷信號。4.用直探頭檢測厚度為200mm的鋼工件，已知超聲波在鋼中的傳播速度為5900m/s，儀器時基線按聲程1:10調(diào)節(jié)，當(dāng)示波屏上出現(xiàn)第一次底波時，時基線對應(yīng)的刻度值約為（）。A.20B.40C.60D.80答案：B解析：根據(jù)聲程計算公式\(S=vt\)（\(S\)為聲程，\(v\)為聲速，\(t\)為傳播時間），超聲波在厚度為\(d=200mm=0.2m\)的鋼工件中傳播一個來回的聲程\(S=2d=0.4m\)。儀器時基線按聲程1:10調(diào)節(jié)，所以時基線對應(yīng)的刻度值為\(0.4\times10=40\)。5.超聲檢測中，對表面粗糙的工件進(jìn)行探傷時，宜選用（）探頭。A.高頻率B.低頻率C.大晶片D.小晶片答案：B解析：表面粗糙的工件會使超聲波產(chǎn)生較大的散射和衰減。低頻率超聲波的波長較長，對表面粗糙度的敏感性較低，能夠更好地穿透工件并減少散射損失，所以宜選用低頻率探頭。6.以下關(guān)于超聲波聲速的說法，錯誤的是（）。A.超聲波在不同介質(zhì)中的聲速不同B.超聲波在同一介質(zhì)中的聲速是固定不變的C.超聲波的聲速與介質(zhì)的彈性模量和密度有關(guān)D.超聲波在氣體中的聲速小于在液體中的聲速答案：B解析：超聲波在不同介質(zhì)中的聲速不同，聲速與介質(zhì)的彈性模量和密度有關(guān)，一般來說，超聲波在氣體中的聲速小于在液體中的聲速。但在同一介質(zhì)中，聲速會受到溫度、壓力等因素的影響而發(fā)生變化，并不是固定不變的。7.在超聲檢測中，利用試塊來校準(zhǔn)儀器的（）。A.水平線性B.垂直線性C.靈敏度D.以上都是答案：D解析：試塊在超聲檢測中具有重要作用?？梢酝ㄟ^試塊來校準(zhǔn)儀器的水平線性，確保時基線的準(zhǔn)確性；校準(zhǔn)垂直線性，保證儀器對不同幅度信號的放大比例符合要求；還可以通過試塊調(diào)整儀器的靈敏度，使其能夠準(zhǔn)確檢測到不同大小的缺陷。8.當(dāng)超聲波傾斜入射到異質(zhì)界面時，會產(chǎn)生（）現(xiàn)象。A.反射B.折射C.波型轉(zhuǎn)換D.以上都是答案：D解析：當(dāng)超聲波傾斜入射到異質(zhì)界面時，一部分超聲波會發(fā)生反射，另一部分會發(fā)生折射。同時，根據(jù)入射角和介質(zhì)的性質(zhì)，還會產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換，例如縱波可以轉(zhuǎn)換為橫波等。9.超聲檢測中，缺陷的當(dāng)量大小是指（）。A.缺陷的實際尺寸B.與缺陷回波高度相同的標(biāo)準(zhǔn)反射體的尺寸C.缺陷在檢測方向上的投影尺寸D.以上都不對答案：B解析：缺陷的當(dāng)量大小是通過與已知尺寸的標(biāo)準(zhǔn)反射體回波高度進(jìn)行比較來確定的，即與缺陷回波高度相同的標(biāo)準(zhǔn)反射體的尺寸，它并不一定等于缺陷的實際尺寸。10.采用雙晶探頭檢測時，兩個晶片的工作方式是（）。A.一個發(fā)射，一個接收B.兩個同時發(fā)射C.兩個同時接收D.以上都不對答案：A解析：雙晶探頭由兩個晶片組成，一個晶片作為發(fā)射探頭發(fā)射超聲波，另一個晶片作為接收探頭接收反射回來的超聲波，這樣可以提高檢測的靈敏度和分辨力。11.超聲波探傷儀的垂直線性是指（）。A.儀器熒光屏上顯示的回波幅度與探頭接收的信號幅度成正比的程度B.儀器熒光屏上時基線顯示的水平刻度與實際聲程成正比的程度C.儀器能夠檢測到的最小缺陷尺寸D.以上都不對答案：A解析：垂直線性描述的是儀器熒光屏上顯示的回波幅度與探頭接收的信號幅度之間的線性關(guān)系，即回波幅度與信號幅度成正比的程度。水平線性是指儀器熒光屏上時基線顯示的水平刻度與實際聲程成正比的程度。儀器能夠檢測到的最小缺陷尺寸與靈敏度等因素有關(guān)。12.以下哪種情況會導(dǎo)致超聲波探傷時出現(xiàn)草狀回波（）。A.工件內(nèi)部存在大量微小缺陷B.探頭與工件表面耦合不良C.儀器增益過大D.以上都是答案：D解析：工件內(nèi)部存在大量微小缺陷時，這些微小缺陷會產(chǎn)生大量雜亂的反射信號，形成草狀回波；探頭與工件表面耦合不良會使超聲波在傳播過程中產(chǎn)生散射和干擾，也可能導(dǎo)致草狀回波；儀器增益過大，會放大噪聲和微小信號，同樣可能出現(xiàn)草狀回波。13.在超聲檢測中，為了提高檢測的靈敏度，可采取的措施是（）。A.提高探頭頻率B.增大儀器增益C.優(yōu)化探頭與工件的耦合D.以上都是答案：D解析：提高探頭頻率可以使超聲波的能量更集中，有利于檢測到更小的缺陷，從而提高靈敏度；增大儀器增益可以放大回波信號，使微小缺陷的回波更容易被檢測到；優(yōu)化探頭與工件的耦合可以減少超聲波在耦合層的損失，提高能量傳輸效率，進(jìn)而提高檢測靈敏度。14.超聲波在介質(zhì)中傳播時，其衰減的主要原因不包括（）。A.擴(kuò)散衰減B.吸收衰減C.散射衰減D.折射衰減答案：D解析：超聲波在介質(zhì)中傳播時，衰減的主要原因包括擴(kuò)散衰減，即隨著傳播距離的增加，超聲波能量擴(kuò)散導(dǎo)致強度降低；吸收衰減，是介質(zhì)對超聲波能量的吸收；散射衰減，是超聲波遇到微小顆粒等障礙物時發(fā)生散射造成的能量損失。折射是超聲波在不同介質(zhì)界面的傳播方向改變現(xiàn)象，不是衰減的主要原因。15.用斜探頭檢測焊縫時，為了使聲束在焊縫中得到良好的覆蓋，應(yīng)選擇合適的（）。A.探頭頻率B.探頭角度C.探頭晶片尺寸D.以上都是答案：D解析：探頭頻率會影響檢測的靈敏度和分辨力，合適的頻率能更好地檢測焊縫中的缺陷；探頭角度決定了聲束在焊縫中的傳播方向和覆蓋范圍，正確選擇探頭角度可以使聲束覆蓋焊縫的關(guān)鍵區(qū)域；探頭晶片尺寸會影響聲束的擴(kuò)散和能量分布，合適的晶片尺寸有助于提高檢測效果，所以以上因素都需要合適選擇。二、判斷題（每題2分，共20分）1.超聲波探傷只能檢測金屬材料中的缺陷。（）答案：錯誤解析：超聲波探傷不僅可以檢測金屬材料中的缺陷，還可以檢測陶瓷、塑料等非金屬材料中的缺陷，只要這些材料能夠傳播超聲波即可。2.超聲檢測中，缺陷的回波高度與缺陷的實際大小成正比。（）答案：錯誤解析：缺陷的回波高度與缺陷的實際大小并不一定成正比。除了缺陷大小外，缺陷的形狀、取向、性質(zhì)以及超聲檢測的條件等因素都會影響回波高度。3.水浸法超聲檢測時，水層厚度不需要嚴(yán)格控制。（）答案：錯誤解析：水浸法超聲檢測時，水層厚度需要嚴(yán)格控制。如前面所述，水層厚度應(yīng)保證二次界面回波出現(xiàn)在第一次底波之前，以避免對檢測結(jié)果產(chǎn)生干擾。4.超聲波探傷儀的水平線性誤差越小，檢測結(jié)果越準(zhǔn)確。（）答案：正確解析：水平線性誤差越小，說明儀器熒光屏上時基線顯示的水平刻度與實際聲程的比例關(guān)系越準(zhǔn)確，這樣在確定缺陷位置等參數(shù)時就越精確，從而使檢測結(jié)果更準(zhǔn)確。5.當(dāng)超聲波垂直入射到異質(zhì)界面時，不會發(fā)生波型轉(zhuǎn)換。（）答案：正確解析：波型轉(zhuǎn)換是在超聲波傾斜入射到異質(zhì)界面時才會發(fā)生的現(xiàn)象。當(dāng)超聲波垂直入射到異質(zhì)界面時，只會發(fā)生反射和折射，不會產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換。6.超聲檢測中，探頭的頻率越高，檢測的深度越大。（）答案：錯誤解析：探頭頻率越高，超聲波的波長越短，在介質(zhì)中傳播時的衰減越大，因此檢測深度會減小。低頻率探頭更適合檢測較厚的工件。7.采用試塊來校準(zhǔn)儀器靈敏度時，試塊的材質(zhì)和形狀可以與被檢測工件不同。（）答案：錯誤解析：采用試塊來校準(zhǔn)儀器靈敏度時，試塊的材質(zhì)應(yīng)與被檢測工件盡可能相同，以保證超聲波在兩者中的傳播特性相似；形狀也應(yīng)盡量接近被檢測部位的形狀，這樣才能更準(zhǔn)確地校準(zhǔn)儀器靈敏度，使檢測結(jié)果更可靠。8.雙晶探頭適用于檢測近表面缺陷。（）答案：正確解析：雙晶探頭的兩個晶片分別作為發(fā)射和接收探頭，其聲束聚焦在一定深度范圍內(nèi)，對于近表面缺陷的檢測具有較高的靈敏度和分辨力，所以適用于檢測近表面缺陷。9.超聲波探傷中，檢測到的缺陷信號一定是真實的缺陷。（）答案：錯誤解析：超聲波探傷中，檢測到的缺陷信號可能是真實的缺陷產(chǎn)生的，但也可能是由于工件的結(jié)構(gòu)、偽像、噪聲等因素導(dǎo)致的虛假信號，需要進(jìn)一步分析和判斷。10.超聲檢測中，為了提高檢測速度，可以增大探頭的移動速度。（）答案：錯誤解析：增大探頭的移動速度可能會導(dǎo)致部分缺陷信號漏檢。為了保證檢測的準(zhǔn)確性，探頭的移動速度需要根據(jù)檢測要求、儀器性能等因素合理控制，不能單純?yōu)榱颂岣邫z測速度而盲目增大移動速度。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述超聲波探傷的基本原理。答：超聲波探傷是利用超聲波在材料中傳播時，遇到缺陷會產(chǎn)生反射、折射、散射等現(xiàn)象來檢測材料內(nèi)部缺陷的方法。其基本原理如下：首先，探傷儀通過探頭向被檢測工件發(fā)射超聲波。當(dāng)超聲波在均勻的材料中傳播時，它會按照一定的方向和速度前進(jìn)。如果材料中存在缺陷，超聲波遇到缺陷后，一部分超聲波會在缺陷界面發(fā)生反射，反射波被探頭接收并轉(zhuǎn)換為電信號，探傷儀將電信號進(jìn)行放大、處理后，在熒光屏上顯示出回波信號。通過分析回波信號的幅度、位置、形狀等特征，可以判斷缺陷的存在、大小、位置、性質(zhì)等信息。例如，回波信號的幅度大小與缺陷的大小有關(guān)，回波在熒光屏上的水平位置對應(yīng)著缺陷在工件中的深度位置等。另外，還有一部分超聲波可能會發(fā)生折射和散射，折射波會改變傳播方向繼續(xù)在材料中傳播，散射波則會向各個方向散射，這些現(xiàn)象也會對檢測結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，在分析時需要綜合考慮。2.試比較脈沖反射法和穿透法超聲檢測的優(yōu)缺點。答：脈沖反射法優(yōu)點：-檢測靈敏度高，能夠檢測到微小的缺陷。因為它通過接收缺陷的反射波來檢測缺陷，對于小缺陷產(chǎn)生的較弱反射波也能有較好的響應(yīng)。-可以準(zhǔn)確確定缺陷的位置。根據(jù)反射波在熒光屏上的水平位置，結(jié)合儀器的聲程校準(zhǔn)，可以精確計算出缺陷在工件中的深度和位置。-檢測結(jié)果直觀。在熒光屏上可以直接看到缺陷的回波信號，通過觀察回波的幅度、形狀等特征，便于分析缺陷的性質(zhì)和大小。-對缺陷的定位和定量比較準(zhǔn)確?？梢愿鶕?jù)回波的相關(guān)參數(shù)較為精確地確定缺陷的位置和大致大小。缺點：-對形狀復(fù)雜的工件檢測難度較大。因為復(fù)雜形狀的工件會使超聲波的傳播路徑變得復(fù)雜，反射波的分析也更加困難，可能會出現(xiàn)漏檢或誤判的情況。-對于近表面缺陷的檢測存在一定困難。由于探頭存在盲區(qū)，近表面的缺陷回波可能會被探頭的雜波等干擾，導(dǎo)致難以準(zhǔn)確檢測。-檢測結(jié)果的判斷需要豐富的經(jīng)驗。不同性質(zhì)和形狀的缺陷可能會產(chǎn)生相似的回波信號，需要檢測人員根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。穿透法優(yōu)點：-對檢測表面的要求相對較低。因為它是通過接收穿透工件后的超聲波信號來判斷缺陷，不像脈沖反射法那樣對表面耦合等要求嚴(yán)格。-可以檢測較厚的工件。只要穿透后的信號強度能夠被接收探頭檢測到，就可以對較厚的工件進(jìn)行檢測。-檢測速度相對較快。不需要像脈沖反射法那樣細(xì)致地分析反射波的特征，只需觀察穿透信號的變化即可初步判斷是否存在缺陷。缺點：-檢測靈敏度相對較低。對于微小缺陷，穿透信號的變化可能不明顯，難以準(zhǔn)確檢測到。-無法準(zhǔn)確確定缺陷的位置和大小。只能判斷工件中是否存在缺陷，但不能像脈沖反射法那樣精確地確定缺陷在工件中的具體位置和大小。-對工件的材質(zhì)均勻性要求較高。如果工件材質(zhì)不均勻，會影響穿透信號的穩(wěn)定性，導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確。3.簡述超聲檢測中試塊的作用。答：超聲檢測中試塊具有非常重要的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：-校準(zhǔn)儀器：-水平線性校準(zhǔn)：通過試塊上已知的幾何尺寸和反射體位置，調(diào)整儀器的時基線，使熒光屏上顯示的水平刻度與實際聲程成準(zhǔn)確的比例關(guān)系，保證儀器能夠準(zhǔn)確測量缺陷的位置。-垂直線性校準(zhǔn)：利用試塊上不同幅度的反射體回波，檢查儀器熒光屏上回波幅度與探頭接收信號幅度之間的線性關(guān)系，確保儀器對不同幅度信號的放大比例符合要求，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。-靈敏度校準(zhǔn)：根據(jù)試塊上規(guī)定尺寸的反射體，調(diào)整儀器的增益等參數(shù)，使反射體的回波達(dá)到一定的高度，從而確定檢測的靈敏度，保證儀器能夠檢測到規(guī)定大小的缺陷。-評定缺陷：-確定缺陷當(dāng)量：將被檢測工件中缺陷的回波高度與試塊上已知尺寸反射體的回波高度進(jìn)行比較，從而確定缺陷的當(dāng)量大小，對缺陷的大小進(jìn)行定量評估。-評估缺陷性質(zhì)：通過觀察試塊上不同類型反射體（如平底孔、橫孔等）的回波特征，并與被檢測工件中缺陷的回波特征進(jìn)行對比分析，有助于判斷缺陷的性質(zhì)，如缺陷是氣孔、裂紋還是夾雜等。-檢測探頭性能：-檢測探頭的聲束特性：使用試塊可以測量探頭的聲束擴(kuò)散角、指向性等參數(shù)，了解探頭的聲束特性是否符合要求，確保探頭能夠在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)有效地檢測缺陷。-評估探頭的靈敏度和分辨力：通過試塊上不同間距和大小的反射體，檢測探頭的靈敏度和分辨力，判斷探頭是否能夠滿足檢測任務(wù)的要求。-培訓(xùn)和質(zhì)量控制：-培訓(xùn)檢測人員：試塊為檢測人員提供了一個標(biāo)準(zhǔn)的檢測對象，檢測人員可以通過在試塊上進(jìn)行操作和練習(xí)，熟悉超聲檢測的流程和方法，提高檢測技能和經(jīng)驗。-質(zhì)量控制：在實際檢測過程中，定期使用試塊對儀器和探頭進(jìn)行校準(zhǔn)和性能檢查，確保檢測設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，保證檢測結(jié)果的質(zhì)量和一致性。四、計算題（每題10分，共10分）用直探頭檢測厚度為300mm的鋼工件，已知超聲波在鋼中的傳播速度\(v=5900m/s\)，儀器時基線按深度1:15調(diào)節(jié)。當(dāng)在示波屏上觀察到一個缺陷回波，其對應(yīng)的時基線刻度值為20，求該缺陷距工件表面的深度。解：首先明確儀器時基線按深度1:15調(diào)節(jié)的含義，即示波屏上時基線的刻度值與缺陷實際深度之間的比例關(guān)系為1:15。已知缺陷回波對應(yīng)的時基線刻度值為\(x=20\)。設(shè)缺陷距工件表面的深度為\(h\)。根據(jù)時基線的比例關(guān)系可得：\(\frac{h}{x}=15\)將\(x=20\)代入上式可得：\(h=15\timesx\)\(h=15\times20=300mm\)所以，該缺陷距工件表面的深度為300mm。五、論述題（每題10分，共10分）論述超聲檢測在特種設(shè)備檢測中的應(yīng)用及重要性。答：超聲檢測在特種設(shè)備檢測中具有廣泛的應(yīng)用和極其重要的作用，以下從應(yīng)用方面和重要性兩方面進(jìn)行論述。應(yīng)用方面-鍋爐檢測：鍋爐是特種設(shè)備中的重要設(shè)備，其承受高溫、高壓。超聲檢測可用于檢測鍋爐的筒體、封頭、管道等部件。對于鍋爐筒體和封頭，可檢測內(nèi)部是否存在裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，特別是在焊縫部位，這些缺陷可能會在高溫高壓環(huán)境下擴(kuò)展，導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。對于鍋爐管道，超聲檢測可以檢測管道內(nèi)壁的腐蝕、磨損情況，以及管道焊縫的質(zhì)量，確保管道的安全運行。-壓力容器檢測：壓力容器在化工、石油等行業(yè)廣泛應(yīng)用。超聲檢測可以對壓力容器的殼體、接管等部位進(jìn)行檢測。在制造過程中，檢測焊接接頭的質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)未焊透、未熔合等焊接缺陷。在使用過程中，檢測容器內(nèi)部是否因介質(zhì)腐蝕、疲勞等原因產(chǎn)生裂紋等缺陷，保障壓力容器的安全使用。-壓力管道檢測：壓力管道輸送各種危險介質(zhì)，其安全運行至關(guān)重要。超聲檢測可用于檢測壓力管道的對接焊縫、彎頭、三通等部位。通過檢測焊縫中的缺陷，以及管道因外力作用、介質(zhì)腐蝕等產(chǎn)生的裂紋、壁厚減薄等情況，確保壓力管道的完整性和安全性。-起重機械檢測：起重機械的關(guān)