初中級無損檢測技術(shù)資格人員-超聲檢測考題匯編計算題

1、初、中級無損檢測技術(shù)資格人員-超聲檢測考題匯編計算題計算題1.在水浸法探傷中，求水/鋼的往復透過率T解：Z1=1.5106Kg/m2s(水溫20) Z2=45.4106Kg/m2s(水溫20)T=4Z1Z2/(Z1+Z2)2=(4x1.5x45.4x1012)/(1.5+45.4)21012=0.12=12% 答：水/鋼的往復透過率T為12%2.碳素鋼和不銹鋼的聲阻抗差異約為1%，求二者復合界面上的聲壓反射率。解：設(shè)界面聲壓反射率為r（r取絕對值）r=(Z1-Z2)/(Z1+Z2)=(1-0.99)/(0.99+1)=0.005=0.5% 答：二者復合界面上的聲壓反射率為0.5%。3.邊長為D

2、=10mm的方形晶片，指向角用0=57/D表示。試計算探測鋼材時，下列探頭晶片的指向角：5MHz10x10、4MHz12x12、3MHz15x15、2MHz20x20解：=(5900x103)/(5x106)=1.18mm；=(5900x103)/(4x106)=1.48mm；=(5900x103)/(3x106)=1.97mm；=(5900x103)/(2x106)=2.95mm，則：的指向角：0=57x1.18/10=6.70；的指向角：0=57x1.48/12=7.030；的指向角：0=57x1.97/15=7.480；的指向角：0=57x2.95/20=8.4104.當聲壓比為下列數(shù)值

3、時，計算dB值。（不可用圖表及計算尺）8、400、20、0.8、1000解：如用分貝表示兩數(shù)值之比P/Q，則數(shù)值A(chǔ)=20lg（P/Q） A=20lg8=60lg2=18dB； A=20lg400=40lg20=52dB； A=20lg20=20(lg2+lg10)=26dB； A=20lg0.8=20(lg8+lg10-1)=-2dB； A=20lg1000=60lg10=60dB5.5P20x10 45的探頭有機玻璃楔塊內(nèi)聲速為2730m/s，被檢材料（低碳鋼）中聲速為3230m/s，求入射角。解：根據(jù)折射定律：sin/sin=CL1/CS2 又：=45 sin=(CL1/CS2)sin=(

4、2730/3230)sin45=0.59=36.7 答：入射角為36.76.試以鋼材為例，計算2MHz30直探頭的近場區(qū)解：聲波在鋼材中的縱波速度為5900m/s 鋼=鋼f=5900x103/2x106=2.95mm N鋼=D2/4=302/4x2.95=76mm答：2MHz30直探頭近場區(qū)為76mm。7.用折射角60的斜探頭探測坡口角為60的鋼板對接焊縫,如下圖所示,計算在探頭一側(cè)坡口面發(fā)現(xiàn)坡口面未熔合缺陷處所有反射波型的反射角(CL=5900m/s,CS=3200m/s)（標準答案從略） 8.用直探頭水浸法探鋼板，當板厚=60mm時，使底波第二次反射波B2正好與水層第二次反射波S2重合，求

5、其水層高度？解：題意要求鋼板的第二次回波與水層的第二次回波重合，即超音波在水中的傳播時間等于超音波在鋼板中兩次反射波的傳播時間。h/CL水=2/ CL鋼 式中：h-水層高度，-鋼板厚度 h=(CL水/CL鋼)2=(5.9/1.48)x2x60=30.1mm答：水層厚度h=30.1mm9.用水浸聚焦探頭探鋼管，當要求水層高度為10mm，檢查40mm的鋼管時，試計算透鏡的曲率半徑。解：根據(jù)公式r1=1-(C2/C1)f，式中：r1-透鏡曲率半徑；C1-有機玻璃聲速；C2-水聲速；f-焦距（探頭至管子中心的垂直距離），r1=1-(C2/C1)f=1-(1500/2700)(20+10)=(1-0.5

6、56)x30=13.3mm答：檢查40mm的鋼管時，透鏡的曲率半徑為13.3mm10.用水浸聚焦法檢查42x4mm的小口徑鋼管，水層距離為30mm，求偏心距、入射角、折射角、焦距和透鏡的曲率半徑各為多少？解：已知：鋼管42x4mm、水層厚度L2=30mm，r=(42/2)-4=17，y=(R2-X2)1/2，式中：R=/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：sin=X/R=8/21=0.38，=22.3；折射角：sin=r/R=17/21=0.81

7、，=54.1聲透鏡曲率半徑：r=(n-1)/nf，式中：n=CL1/CL2=2.7/1.5=1.8，r=(1.8-1)/1.849.422mm偏心距：X=8mm11.用單探頭接觸法橫波探傷外徑為300mm厚60mm的大口徑鋼管時，應(yīng)選用折射角為多少的探頭？解：為保證管內(nèi)壁的缺陷能被發(fā)現(xiàn)，聲束必須與內(nèi)壁相切：sin=r/R=90/150=0.6，=36.87答：探頭的折射角應(yīng)小于或等于36.8712.有一厚度為400mm的餅形鍛件，要求探傷靈敏度為h=400mm、4mm平底孔，當用底波調(diào)節(jié)靈敏度時，底波應(yīng)調(diào)至多少dB？若在100mm處發(fā)現(xiàn)波高24dB的缺陷，該缺陷的當量直徑為多大？（使用2.5M

8、Hz、20mm的直探頭）答：底波應(yīng)調(diào)至31.4dB。該缺陷的當量直徑為4mm13.用2.5MHz20的直探頭對厚度為215mm的鋼鍛件進行探傷，要求能發(fā)現(xiàn)2當量的平底孔缺陷。怎樣調(diào)節(jié)探傷靈敏度？在深度200mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷，用衰減器調(diào)節(jié)至同一穩(wěn)定高度時，衰減器讀數(shù)nf=20dB，求缺陷大小。（利用AVG曲線計算）解：根據(jù)公式：L0=D2/4先計算近場區(qū)長度,=c/f=5.9/2.5=2.34mm，L0=202/(4x2.34)=43mm2mm的缺陷歸一化后得G=2/20=0.1，=215mm；探測距離歸一化后得A=215/43=5，由基本AVG曲線查出A=5、G=0.1時的增益值V=48dB。

9、將探頭放在工件上，將熒光屏顯示的底波調(diào)節(jié)到某一高度（通常是滿屏的80%），增益48dB，儀器的探傷靈敏度調(diào)節(jié)完畢。當在129mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷時，衰減器讀數(shù)nf=20dB，此時缺陷的增益值為Vf=V-nf，Vf=V-nf=48-20=28dB將缺陷距離化為歸一化距離：Af=129/43=3，根據(jù)Af=3、Vf=28dB 查基本AVG曲線圖得Gf=0.2，缺陷當量大小為f=GfDf=0.2x20=4mm 答:該缺陷為4當量.(注：基本AVG曲線圖考試卷上給出。)14.用tg=2.5的探頭，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：探頭移動區(qū)寬度L=2Ttg+50=2x16x2.5

10、+50=130mm15.用某折射角的斜探頭的二次波發(fā)現(xiàn)一缺陷，當用水平距離1:1調(diào)節(jié)儀器的掃描時，怎樣確定缺陷的埋藏深度？答：缺陷的埋藏深度H=2T-水平距離/tg16.對60x6鋼管的對接焊縫進行探傷，焊縫寬14mm，探頭折射角應(yīng)選多大？答：按一次掃查到焊根計算，若探頭前沿距離b=8mm，則：tg=(焊縫寬度/2)+b/T=(7+8)/6=2.5，=68.217.假設(shè)有一厚度為30mm的壓力容器焊縫，外表面焊縫寬為60mm，內(nèi)焊縫寬為30mm，探頭前沿距離L=15mm，為保證聲束掃查到整個焊縫，探頭的折射角最小應(yīng)取多大？解：根據(jù)題意，探頭的水平跨距最小應(yīng)是外焊道和內(nèi)焊道的半數(shù)和，所以探頭的：

11、tg(L+b+a)/=(15+30+15)/30=2，式中：b-(1/2)外焊道寬；a-(1/2)內(nèi)焊道寬，即63.418.當板厚=20mm時，利用2.5MHz，tg=2的斜探頭進行超音波檢測，試計算第一、二次聲程的水平距離。解：一次水平距離=tg=2x20=40mm；二次水平距離=2tg=2x40=80mm19.用tg=2的斜探頭探測厚度=20mm的焊縫，缺陷在熒光屏上出現(xiàn)的位置分別為32和52，求缺陷在鋼中的深度。（按水平比例1:1定位）解：一次聲程缺陷深度 1=X1/tg=32/2=16mm；二次聲程缺陷深度 2=2-(X2/2)=40-(52/2)=14mm 答：一、二次聲程缺陷深度分

12、別為16mm和14mm。20.試計算出厚度=46mm和120mm對接焊縫的探頭移動區(qū)。（選用tg=1和tg=2探頭）解：厚度=46mm時應(yīng)采用單面兩側(cè)探傷，故探測區(qū)P12tg+50mm，對于tg=1探頭：P12x46x1+50=142mm；對于tg=2探頭：P12x46x2+50=234mm厚度 =120mm時應(yīng)采用兩面探測，故探測區(qū)P2Ttg+50mm，對于tg=1探頭：P2120x1+50=170mm；對于tg=2探頭：P2120x2+50=20mm21.外半徑為400mm，內(nèi)半徑為340mm的筒體縱焊縫，我們至少應(yīng)選多大折射角的探頭進行探傷？解：超音波聲束中心線與筒體內(nèi)表面相切時，=90

13、，sin/sin=r/R，sin=1，r/R=sin=340/400=0.85，=58.2或tg=1.6 答：我們至小應(yīng)選tg小于或等于1.6探頭來探傷。22.如右圖所示，探頭為tg=2，用儀器與鋼試塊比較，測得探頭中S=10mm，計算探頭中a和b的長度。解：因為儀器中測得的S值是相當于鋼中的S值，所以要將S鋼換算成S有機玻璃,即:S有機玻璃/CL有機玻璃=S鋼/CS鋼，S有機玻璃=S鋼CL有機玻璃/CS鋼=10x2.7/3.2=8.4另外tg=2，=63.4，sin=CL有機玻璃sin/CS鋼=2.7sin63.4/3.2=0.754，=48.97，因此：a=cosS有機玻璃=cos48.9

14、78.4=5.5mmb=sinS有機玻璃=sin48.978.4=6.3mm 答：a=5.5mm，b=6.3mm 23.用深度比例定位，探頭tg=1.5，探測厚度=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=tgh=1.5x80=120mm 答：水平距離L=120mm24.利用右圖所示試塊（CSKA試塊）測定探頭K值（K=tg），選用試塊中h=30mm和60mm的孔，調(diào)節(jié)好儀器的水平比例。測得h=30mm孔的水平距離為60mm，h=60mm孔的水平距離為120mm求探頭的K值是多少？解：K=b/a 式中：b-探頭入射點至探測

15、孔的水平距離，a-探頭入射點至探測孔的垂直距離。用h=30mm的孔調(diào)節(jié)水平比例時K=60/30=2（還可用h=60mm的孔檢驗以上求出的K值是否正確）答：探頭的K值等于2。 25.超音波檢測100mm板厚的縱焊縫，該園筒外半徑為500mm，用tg=1的探頭探傷，在平板試塊上1:1深度定位調(diào)節(jié)掃描線，從筒體外園面探傷時，在熒光屏80mm深處發(fā)現(xiàn)一缺陷反射波，求缺陷在曲面上跨距弧長及離工件外表面的深度。解：由公式L=0.0174R=0.0174tg-1tgh/(R-h)R=0.0174tg-1180/(500-80)500=93.786mmh0=R-(tgh/sin)=500-(180/sin10

16、.78)=72.2mm 答：該缺陷的曲面跨距是93.786mm,離工件表面深度72.2mm26.求直徑為20毫米，頻率為2.5兆赫的探頭在水中的半擴散角解：水中波長（C水=1480m/s）=c/f=1.48x106/2.5x106=0.59mm，水中半擴散角sin=1.22(/D)或70(/D)70(0.59/20)=227.比較2.5兆赫、14探頭與2.5兆赫、20探頭的指向性（鋼中聲速為5900米/秒）解：鋼中波長=c/f=5.9x106/2.5x106=2.36mm，探頭的半擴散角分別為：170(/D)70(2.36/14)11.8270(/D)70(2.36/20)8.3，同頻率的探頭

17、，直徑較大的指向性較好28.試計算2.5兆赫、直徑20毫米的直探頭在鋼中的近場區(qū)長度（鋼中聲速為5900米/秒）解：鋼中波長=c/f=5.9x106/2.5x106=2.36mm，鋼中的近場長度N=D2/4=202/(4x2.36)=42.4mm29.當縱波從有機玻璃楔塊通過耦合劑斜入射鋼制工件時，得到橫波折射角為45，已知有機玻璃中的縱波速度CL=2730米/秒，鋼中橫波聲速CT=3230米/秒，試計算楔塊的角度是多少度？解：按折射定律sini/Ci=sint/Ct，sini=sint(Ci/Ct)=sin45(2730/3230)=0.598 i=36.730.當采用液浸探頭探測浸于水中的

18、工件時，為使縱波能從水傳入鋼件中并且只有橫波，求所需的入射角解：按折射定律sini/Ci=sint/Ct=sin90/CL，sini=(Ci/CL)sin90=(1480/5900)x1， i14.531.用水浸法探測鋼材，超聲波以14的入射角射入工件，求鋼中橫波折射角解：按折射定律sini/Ci=sint/Ct，sint=(Ct/Ci)sini=(3200/1480)sin14，t=3132.兩聲壓比值為下列各數(shù)值：0.4；9；16；400；105，分別計算分貝值各為多少？解：20lg0.4=20lg(4/10)=20(lg4-lg10)=-8dB；20lg9=20lg32=40lg3=40

19、x0.47=19dB；20lg16=20lg24=80lg2=80x0.3=24dB；20lg400=20lg(22x100)=20(2lg2+lg102)=20(2x0.3+2x1)=52dB；20lg105=20x5lg10=100dB33.探測300毫米厚的鋼制工件，用2.5兆赫直探頭，用底波調(diào)節(jié)儀器靈敏度，要求能發(fā)現(xiàn)2的當量缺陷，問衰減器調(diào)節(jié)量多少？解：底面反射與缺陷反射之比：PF/PB=2/2X，式中X-聲程，-平底孔徑，=c/f=5.9x106/2.5x106=2.36mm，取對數(shù)代入，=2，X=300，dB=20lg(PF/PB)=20lg(2/2X)=20(lg2-lg2X)=20(1.10-3.15)=-41(dB)34.用2.5兆赫、20直探頭探測400毫米厚鋼件，在200毫米處發(fā)現(xiàn)一缺陷波高比底波低12分貝，求其當量平底孔直徑解：由題意得PF/PB=1/4 （-12dB），PF/PB=2X2/X12=3.14x2x400/2x2.36x2002=0.00672，0.00672=1/4=0.25，2=0.25/0.0067=37，=6mm35.用折射角60的斜探頭探測同孔徑、不同聲程、距離表面分別為30毫米和6