初中級(jí)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)資格人員-超聲檢測(cè)考題匯編計(jì)算題

1、初、中級(jí)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)資格人員-超聲檢測(cè)考題匯編計(jì)算題計(jì)算題1.在水浸法探傷中，求水/鋼的往復(fù)透過(guò)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(fù)透過(guò)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(fù)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(duì)值）r=(Z1-Z2)/(Z1+Z2)=(1-0.99)/(0.99+1)=0.005=0.5% 答：二者復(fù)合界面上的聲壓反射率為0.5%。3.邊長(zhǎng)為D

2、=10mm的方形晶片，指向角用0=57/D表示。試計(jì)算探測(cè)鋼材時(shí)，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(dāng)聲壓比為下列數(shù)值

3、時(shí)，計(jì)算dB值。（不可用圖表及計(jì)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(jī)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(jì)算2MHz30直探頭的近場(chǎng)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(chǎng)區(qū)為76mm。7.用折射角60的斜探頭探測(cè)坡口角為60的鋼板對(duì)接焊縫,如下圖所示,計(jì)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(biāo)準(zhǔn)答案從略） 8.用直探頭水浸法探鋼板，當(dāng)板厚=60mm時(shí)，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(shí)間等于超音波在鋼板中兩次反射波的傳播時(shí)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(dāng)要求水層高度為10mm，檢查40mm的鋼管時(shí)，試計(jì)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(jī)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(shí)，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(shí)，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(dāng)用底波調(diào)節(jié)靈敏度時(shí)，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(dāng)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(dāng)量直徑為4mm13.用2.5MHz20的直探頭對(duì)厚度為215mm的鋼鍛件進(jìn)行探傷，要求能發(fā)現(xiàn)2當(dāng)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(shí)，衰減器讀數(shù)nf=20dB，求缺陷大小。（利用AVG曲線(xiàn)計(jì)算）解：根據(jù)公式：L0=D2/4先計(jì)算近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)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(cè)距離歸一化后得A=215/43=5，由基本AVG曲線(xiàn)查出A=5、G=0.1時(shí)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(mǎn)屏的80%），增益48dB，儀器的探傷靈敏度調(diào)節(jié)完畢。當(dāng)在129mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷時(shí)，衰減器讀數(shù)nf=20dB，此時(shí)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(xiàn)圖得Gf=0.2，缺陷當(dāng)量大小為f=GfDf=0.2x20=4mm 答:該缺陷為4當(dāng)量.(注：基本AVG曲線(xiàn)圖考試卷上給出。)14.用tg=2.5的探頭，探測(cè)厚度16mm的對(duì)接焊縫，探頭移動(dòng)區(qū)寬度應(yīng)為多少毫米？答：探頭移動(dòng)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(dāng)用水平距離1:1調(diào)節(jié)儀器的掃描時(shí)，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(duì)60x6鋼管的對(duì)接焊縫進(jìn)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(jì)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(gè)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(dāng)板厚=20mm時(shí)，利用2.5MHz，tg=2的斜探頭進(jìn)行超音波檢測(cè)，試計(jì)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(cè)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(jì)算出厚度=46mm和120mm對(duì)接焊縫的探頭移動(dòng)區(qū)。（選用tg=1和tg=2探頭）解：厚度=46mm時(shí)應(yīng)采用單面兩側(cè)探傷，故探測(cè)區(qū)P12tg+50mm，對(duì)于tg=1探頭：P12x46x1+50=142mm；對(duì)于tg=2探頭：P12x46x2+50=234mm厚度 =120mm時(shí)應(yīng)采用兩面探測(cè)，故探測(cè)區(qū)P2Ttg+50mm，對(duì)于tg=1探頭：P2120x1+50=170mm；對(duì)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(jìn)行探傷？解：超音波聲束中心線(xiàn)與筒體內(nèi)表面相切時(shí)，=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(lái)探傷。22.如右圖所示，探頭為tg=2，用儀器與鋼試塊比較，測(cè)得探頭中S=10mm，計(jì)算探頭中a和b的長(zhǎng)度。解：因?yàn)閮x器中測(cè)得的S值是相當(dāng)于鋼中的S值，所以要將S鋼換算成S有機(jī)玻璃,即:S有機(jī)玻璃/CL有機(jī)玻璃=S鋼/CS鋼，S有機(jī)玻璃=S鋼CL有機(jī)玻璃/CS鋼=10x2.7/3.2=8.4另外tg=2，=63.4，sin=CL有機(jī)玻璃sin/CS鋼=2.7sin63.4/3.2=0.754，=48.97，因此：a=cosS有機(jī)玻璃=cos48.9

14、78.4=5.5mmb=sinS有機(jī)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(cè)厚度=100mm的焊縫，在熒光屏上80mm處出現(xiàn)一缺陷波，計(jì)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(cè)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(cè)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(diǎn)至探測(cè)

15、孔的水平距離，a-探頭入射點(diǎn)至探測(cè)孔的垂直距離。用h=30mm的孔調(diào)節(jié)水平比例時(shí)K=60/30=2（還可用h=60mm的孔檢驗(yàn)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(cè)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(xiàn)，從筒體外園面探傷時(shí)，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(zhǎng)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(kuò)散角解：水中波長(zhǎng)（C水=1480m/s）=c/f=1.48x106/2.5x106=0.59mm，水中半擴(kuò)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(zhǎng)=c/f=5.9x106/2.5x106=2.36mm，探頭的半擴(kuò)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(jì)算2.5兆赫、直徑20毫米的直探頭在鋼中的近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度（鋼中聲速為5900米/秒）解：鋼中波長(zhǎng)=c/f=5.9x106/2.5x106=2.36mm，鋼中的近場(chǎng)長(zhǎng)度N=D2/4=202/(4x2.36)=42.4mm29.當(dāng)縱波從有機(jī)玻璃楔塊通過(guò)耦合劑斜入射鋼制工件時(shí)，得到橫波折射角為45，已知有機(jī)玻璃中的縱波速度CL=2730米/秒，鋼中橫波聲速CT=3230米/秒，試計(jì)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(dāng)采用液浸探頭探測(cè)浸于水中的

18、工件時(shí)，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(cè)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(jì)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(cè)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(dāng)量缺陷，問(wèn)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(duì)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(cè)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(dāng)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(cè)同孔徑、不同聲程、距離表面分別為30毫米和6