超声波检测二级考试试题及答案邓同新

,求所用的探伤灵敏度(以平底孔当量表示)是多少?如果该锻件的材质衰减(双声程)为0.02dB/mm,在150mm处发现一个回波高度为18dB 的缺陷,求缺陷当量?(答案从略) 8.在前沿长度为10毫米,tgβ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?并求出所需要的探头扫查范围,若在声程120mm处(已扣除斜楔声程)发现一个缺陷,求缺陷的水平及深度位置。 答:选用tgβ=2的探头,扫描范围≥150mm,缺陷水平距离107.3mm,埋藏深度3.7mm 9.在使用tgβ=2,2.5MHz的斜探头探测25mm厚度的钢板对接焊缝时,若用深度距离44mm的Φ6mm横通孔试块调节灵敏度,要求能在同样深处发现Φ2mm平底孔当量的缺陷,则应将Φ6mm横通孔回波提高多少dB?(楔内声程为7mm)答:11dB 10.把合金轴瓦浸没在水中(即钢套与合金层均与水接触),用直探头接触法在合金层面上垂直入射纵波,检测粘合质量,问:粘合良好处的界面回波和底波之间相差多少分贝?(合金层声阻抗25x106Kg/m2s,钢套声阻抗45x106Kg/m2s,曲率和衰减影响不计)答:4dB 11.超声波从声阻抗Za=39.3x106Kg/m2s的A介质透过Zb=25.5x106Kg/m2s的B介质,进入C介质的垂直往返过程中,其往返透过率为(-12dB),若不考虑超声波在介质中的衰减,C介质的声阻抗Zc是多少?答:Zc=1.5x106Kg/m2s 12.超声波从A介质通过B介质透入C介质,在A/B界面上产生一个声压为PA的回波,在B/C界面上产生一个声压为PB的回波,已知:A、B、C三种介质的声阻抗分别为 ZA=26.8x106Kg/m2s;ZB=18.3x106Kg/m2s;ZC=2.4x106Kg/m2s,在不考虑三种介质衰减情况下,求PB比PA高多少分贝? 解:在A/B界面上有PA/P0=(ZB-ZA)/(ZB+ZA),则PA=P0[(ZB-ZA)/(ZB+ZA)],在A/B界面上的透射声压Pt即为B/C界面的入射声压, 则Pt/P0=2ZB/(ZB+ZA),Pt=P0[2ZB/(ZB+ZA)],在B/C界面上反射声压PB应为:PB/Pt=(ZC-ZB)/(ZC+ZB),即PB=Pt[(ZC-ZB)/(ZC+ZB)], 在B/A界面的透过声压为:PB'=PB[2ZA/(ZB+ZA)]=P0[4ZAZB/(ZB+ZA)2][(ZC-ZB)/(ZC+ZB)] 因此:20log(PB'/PA)=......≈12dB 13.用直探头探测一个厚度为350mm的钢制锻件,在150mm处发现一个平底孔当量为Φ2mm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。 答:所用的探伤灵敏度为Φ3mm平底孔当量 14.用一个钢中折射角63.4°的斜探头检查横波速度2250米/秒,厚度20毫米的铜合金板材,已知探伤仪的时基线按铜合金试块1:1声程定位,现在时基线70mm处发现缺陷回波,该缺陷的水平距离与埋藏深度各为多少? 解:先求该探头在铜合金中的折射角: sinβ2=(2250/2700)sinα=(2250/2700)(2700/3230)sinβ1,求得β2=38.5° (???择探头斜楔的纵波声速2700米/秒,钢中横波声速3230米/秒); 埋藏深度h=70cosβ2-2*20=14.8mm;水平距离L=70sinβ2=43.5mm 15.某钢制转子锻件外径φ950mm,内径φ150mm,在用φ20mm,2.5MHz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Φ2mm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深度处发现一个缺陷,缺陷回波比基准波高出13分贝,该缺陷当量多大?(设钢中纵波声速5900米/秒) 解:壁厚S1=(950-150)/2=400mm,波长λ=5.9/2.5=2.36mm 底波法调整探伤灵敏度△dB=20lg(πΦ2/2λS1)=-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Φ2mm平底孔当量缺陷的探测灵敏度,注:因为直接在工件上调整底波,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再加曲率补偿的方法是不同的) 缺陷定量Φdb=40lg[(Φ/2)(400/280)] ∵Φdb=13 ∴Φ=2.96mm 16.有一钢制零件厚度400毫米,用2.5MHz、20mm直径的直探头,Φ2mm灵敏度作超声探伤???发现距离探测面200毫米处有一缺陷,其反射波衰减26dB后达到基准波高,求该缺陷的平底孔当量直径是多少? 解:缺陷定量Φdb=40lg[(Φ/2)(400/200)] ∵Φdb=26 ∴Φ=4.47mm 17.用水浸聚焦探头探钢管,当要求水层高度为10mm,检查Φ40mm的钢管时,试计算透镜的曲率半径。解:根据公式r1=[1-(C2/C1)]f,式中:r1-透镜曲率半径;C1-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), r1=[1-(C2/C1)]f=[1-(1500/2700)](20+10)=(1-0.556)x30=13.3mm 答:检查Φ40mm的钢管时,透镜的曲率半径为13.3mm 18.用水浸聚焦法检查Φ42x4mm的小口径钢管,水层距离为30mm,求偏心距、入射角、折射角、焦距和透镜的曲率半径各为多少?解:已知:钢管Φ42x4mm、水层厚度L2=30mm,r=(42/2)-4=17,y=(R2-X2)1/2,式中:R=Φ/2=21mm X=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:sinα=X/R=8/21=0.38,α=22.3°; 折射角:sinβ=r/R=17/21=0.81,β=54.1° 声透镜曲率半径:r'=[(n-1)/n]·f,式中:n=CL1/CL2=2.7/1.5=1.8, r'=[(1.8-1)/1.8]·49.4≈22mm 偏心距:X=8mm 19.用2.5MHzΦ20的直探头对厚度为215mm的钢锻件进行探伤,要求能发现Φ2当量的平底孔缺陷。①怎样调节探伤灵敏度?②在深度200mm处发现一缺陷,用衰减器调节至同一稳定高度时,衰减器读数 nf=20dB,求缺陷大小。(利用AVG曲线计算) 解:根据公式:L0=D2/4λ先计算近场区长度,λ=c/f=5.9/2.5=2.34mm, L0=202/(4x2.34)=43mm Φ2mm的缺陷归一化后得G=2/20=0.1,δ=215mm; 探测距离归一化后得A=215/43=5,由基本AVG曲线查出A=5、G=0.1时的增益值V=48dB。将探头放在工件上,将荧光屏显示的底波调节到某一高度(通常是满屏的80%),增益48dB,仪器的探伤灵敏度调节完毕。 当在129mm处发现一缺陷时,衰减器读数nf=20dB,此时缺陷的增益值为Vf=V-nf,∴Vf=V-nf=48-20=28dB 将缺陷距离化为归一化距离:Af=129/43=3,根据Af=3、Vf=28dB 查基本AVG曲线图得Gf=0.2,缺陷当量大小为Φf=Gf·Df=0.2x20=4mm 答:该缺陷为Φ4当量.(注:基本AVG曲线图考试卷上给出。)