超声波重点.docx
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超声波重点
1.何谓绕射(衍射)?
绕射现象的发生与哪些因素有关?
答:
波在传播过程中遇到与波长相当的障碍物时,能绕过障碍物的边缘继续前进的现象,称为波的绕射(衍射)。
衍射的产生与障碍物的尺寸Df和波长λ的相对大小有关:
Df<<λ时,几乎只绕射无反射;Df>>λ时,几乎只反射无绕射;Df与λ相当时,既反射又绕射。
2.什么叫波型转换?
波型转换与哪些因素有关?
答:
超声波倾斜入射到异质界面时,除产生与入射波同类型的反射和折射波外,还会产生与入射波不同类型的反射与折射波,这种现象称为波型转换。
波型转换只发生在倾斜入射的场合,与界面两侧介质的特性(状态、声束等)以及波的入射角有关。
3.什么是缺陷的当量尺寸?
在超声检测中为什么要引进当量尺寸的概念?
答:
A型反射法是根据缺陷反射回波声压的高低来评价缺陷的大小。
然而工件中的缺陷形状性质各不相同,目前的检测技术还难以确定缺陷的真实大小和形状。
回波声压相同的缺陷的实际大小可能相差很大,为此引用当量法。
当量法是指在同样的探测条件下,当自然缺陷的实际回波与某人工规则反射体回波等高时,则该人工规则反射体的尺寸就是此自然缺陷的当量尺寸。
自然缺陷的尺寸往往大于当量尺寸。
4.超声波斜探头的技术指标有哪些?
答:
除了频率、晶片材料、晶片尺寸等影响声场性能的指标外,超声波斜探头还有以下技术指标:
①斜探头的入射点和前沿长度:
是指其主声束轴线与探测面的交点,入射点至探头前沿的距离称探头前沿长度,测定入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测量探头的K值。
②斜探头K值和折射角βS:
斜探头K值是指被探工件中横波折射角βS的正切值,K=tgβS。
③探头主声束偏离:
是指探头实际主声束与其理论几何中心轴线的偏离程度,常用偏离角来表示。
5.聚焦探头的焦点有什么特点?
聚焦探头有哪些优点和不足?
答:
聚焦探头的焦点不是一个点,而是一个聚焦区,该聚焦区呈柱形,称为焦柱,焦柱直径d及长度L与波长λ、焦距F、波源半径R有关。
优点:
①聚焦探头声束细,产生散乱反射的几率小,用于铸钢件及奥氏体钢晶粒粗大、衰减严重的材料检测,可降低草状回
波,提高信噪比的灵敏度,有利于缺陷
的检出。
②使用聚焦探头有利于提高定
量精度。
不足:
最大缺点是声束细,每
次扫查范围小,探测效率低。
另外,探
头通用性差,每只探头仅适用于探测某
一深度范围的缺陷。
6.试块应满足哪些基本要求?
使用试
块应注意什么?
答:
试块材质要均匀,内部杂质少,无
影响使用的缺陷。
加工容易,不易变形
和锈蚀,具有良好的声学性能。
试块的
平行度、垂直度、光洁度和尺寸精度都
要符合一定的要求。
注意事项:
①试块
要在适当部位编号,以防混淆。
②试块
在使用和搬运过程中应注意保护,防止
碰伤或擦伤。
③使用试块时应注意清楚
反射体内的油污和锈蚀。
④注意防止试
块锈蚀,使用后停放时间较长,要涂敷
防锈剂。
⑤注意防止试块变形,平板试
块尽可能立放,防止重压。
7.什么叫检测灵敏度?
常用的调节检
测灵敏度的方法有几种?
答:
检测灵敏度是指在确定的范围的最
大声程处发现规定大小缺陷的能力。
有
时也称为起始灵敏度或评定灵敏度。
通
常以标准反射体的当量尺寸表示。
实际
检测中,常常将灵敏度适当提高后者成
为搜索灵敏度或扫差灵敏度。
调节检
测灵敏度常用的方法有试块调节法和
工件底波调节法。
试块上人工反射体
调节和以试块底波调节两种方式。
工件
底波调节法包括计算法、AVG曲线法、
底面回波高度法等多种形式。
8.何谓缺陷定量?
简述缺陷定量方法
有几种?
答:
超声波检测中,确定工件中缺陷的
大小和数量,称为缺陷定量。
缺陷的大
小包括缺陷的面积和长度。
缺陷的定量
方法很多,常用的有当量法、底波高度
法和测长法。
9.什么是缺陷的指示长度?
确定缺陷
的指示长度的方法有哪些?
答:
按确定的灵敏度基准,根据探头移
动距离测定的缺陷长度称为缺陷的指
示长度。
测定缺陷指示长度的方法分为
相对灵敏度法、绝对灵敏度法和端点峰
值法。
相对灵敏度法:
是以缺陷最高回
波为相对基准,沿缺陷长度方向移动探
头,以缺陷波幅降低一定的dB值得探
头位置作为缺陷边界来测定缺陷长度
的方法。
绝对灵敏度法:
是沿缺陷长度
方向移动探头,以缺陷波幅降到规定的
测长灵敏度的探头位置作为缺陷边界
来测定长度的方法。
端点峰值法:
是缺
陷反射波峰起伏变化,有多个高点时,
以缺陷两端反射波极大值处的探头位
置作为缺陷边界来测定长度的方法。
10.简要说明钢板检测中,引起底波消
失的几种可能情况?
答:
①表面氧化皮与钢板结合不好。
②
近表面有大面积缺陷。
③钢板中有吸收
性缺陷(如疏松或密集小夹层)。
④钢
板中有倾斜的大缺陷。
11.在钢板超声波检测中,常采用什么
方法来调节检测灵敏度?
答:
①阶梯试块法,板厚不大于20mm
时,用CBI试块将工件等厚部位第一
次底波高度调整到满刻度的50%,再
提高10dB作为基准灵敏度。
②平底孔
试块法,板厚大于20mm时,应将CB
II试块φ5平底孔第一次反射波高调整
到满刻度的50%作为基准灵敏度。
③
底波法,板厚不小于探头的3倍近场区
时,也可取钢板无缺陷完好部位的第一
次底波来校准灵敏度,其结果应与上条
的要求相一致。
12.试说明小径管纵向、横向缺陷的一
般检测方法。
答:
超声波检测中的小径管是指外径小
于或等于100mm的管材。
小径管一般
为无缝管,其主要缺陷平行于管轴的纵
向缺陷,也有垂直于管轴的横向缺陷。
对于纵向缺陷一般利用横波进行周向
扫差。
对于横向缺陷,一般利用横波进
行轴向扫差探测。
13.在锻件超声波检测中,调节灵敏度
的常用方法有哪几种?
各适用于什么
情况?
答:
调节锻件检测灵敏度方法有两种,
一是利用锻件的底波来调节,另一是利
用试块来调节。
当锻件被检部位厚度大
于或等于3倍近场区,且锻件具有平行
底面或圆柱曲底面时,常用底波来调节
检测灵敏度。
当锻件被检部位厚度小于
3倍近场区,或由于几何形状所限或底
面粗糙时,应利用具有人工缺陷的试块
来调节检测灵敏度。
应注意:
当试块表
面形状、粗糙度与锻件不同时,要进行
耦合补偿;当试块与工件的材质衰减相
差较大时,还要考虑介质的衰减补偿。
14.铸件超声波检测的困难是什么?
答:
①透声性差:
铸件重要特点是组织
不致密、不均匀和晶粒粗大,透声性差。
②声耦合差:
铸件表面粗糙,声耦合差,
检测灵敏度低,波束指向性不好,且探
头磨损严重。
③干扰杂波多:
一是由于
粗晶和组织不均匀引起的散乱反射,形
成草状回波,使信噪比下降。
二是铸件
形状复杂,一些轮廓回波和迟到变形波
引起的非缺陷信号多。
此外,铸件粗糙
表面也会产生一些反射回波,干扰对缺
陷的正确判定。
15.横波检测焊缝时,选择探头K值应
依据哪些原则?
答:
应从三个方面考虑:
①使声束能扫
查到整个焊缝截面。
②使声束中心线尽
量与主要危险性缺陷垂直。
③保证有足
够的检测灵敏度。
16.焊缝检测中,常见的伪缺陷波有哪
几种?
答:
①仪器杂波:
仪器接上探头的情况
下,由于仪器性能不良,灵敏度调节过
高,荧光屏上出现单峰或者多峰波形,
接上探头工作时,此波在荧光屏上的位
置固定不变。
一般情况下,降低灵敏度
后,信号既消失。
②探头杂波:
仪器接
上探头后,在荧光屏上显示出脉冲幅度
很高、很宽的信号,无论探头是否接触
工件,它都存在且位置不随探头移动而
移动。
③耦合剂反射波:
如果探头的折
射角较大,而检测灵敏度又调的很高,
则有一部分能力转换成表面波,这种表
面波传播到探头前沿耦合剂堆积处,造
成反射信号。
只要探头固定不动,随着
耦合剂的流失、波幅慢慢降低、很不稳
定,用手擦掉探头前面的耦合剂时,信
号就消失。
④焊缝表面沟槽反射波:
在
多道焊的焊缝表面形成一道道沟槽。
当
超声波扫查到沟槽时,会引起沟槽反
射。
鉴别的方法是,一般一次、二次波
处或稍偏后位置,这种反射信号的特点
是不强烈,迟钝。
⑤焊缝上下错位引起
的反射波:
由于焊缝上下焊偏,在一次
检测时,焊角反射波很像焊缝内的缺
陷,当探头移动到另一侧检测时,在一
次波前没有反射波或测得探头的水平
距离在焊缝母材上。
17.焊缝检测中,如何选择探头的频
率?
答:
焊缝检测中,探头的频率选择应依
据所探测对象的材质来确定。
对碳钢和
铝,由于晶粒比较细小,可选用较高的
频率检测,一般为2.5—5.0MHZ。
对
于板厚较小的焊缝,可采用较高的频
率,对于板厚较大,衰减明显的焊缝,
应选用较低的频率。
铝焊缝要用专用探
头,一般频率为5.0MHZ。
对奥氏体不
锈钢,频率对衰减的影响较大。
频率越
高,衰减越大,穿透力越低,又因焊缝
晶粒粗大,宜选用较低的检测频率,通
常为0.5—2.5MHZ。
18.超声检测时,对灵敏度的补偿有哪几种?
①耦合补偿,在检测和缺陷定量时,对表面粗造度引起的耦合损失进行补偿。
②衰减补偿,检测和缺陷定量时,对材质衰减引起的检测灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿。
③曲面补偿,对检测面是曲面的工件,采用曲率半径与工件相同或相近的对比试块,通过对比试验进行曲面补偿。
19.对缺陷的类型识别如何规定的?
答:
对缺陷类型主要分为点状、线状、体积状、平面状和多重性五种缺陷。
缺陷类型识别一般是通过探头从两个方向扫查(即前后和左右扫查),观察其回波动态波形来进行的。
必要时,宜采用两种以上声束方向做多种扫查,包括前后、左右、转动和环绕扫查,以此对各种超声信息进行综合评定识别缺陷。
20.对探伤仪、探头以及探伤仪和探头组合系统的性能规定了哪些要求?
探伤仪:
①频率:
0.5--10MHZ。
②垂直线性:
在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性,误差≯5%。
③水平线性:
误差≯1%。
探头:
①晶片面积一般≯500m㎡,且任一边长原则上≯25mm。
②单晶斜探头声束轴线水平偏离角≯2°,主声束垂直方向不应有明显的双峰。
系统性能:
①在达到所探工件的最大检查声程时,其有效灵敏度余量应≮10dB。
②仪器和探头的组合频率与公称频率误差≯±10%。
③仪器和直探头组合的始脉冲宽度(在基准灵敏度下)的要求有,对于频率为5MHZ的探头,宽度≯10mm;对于频率为2.5MHZ的探头,宽度≯15mm。
④直探头的远场分辨力应≮30dB,斜探头的远场分辨力应≮6dB。
21.对超声波检测的缺陷性质估判依据有哪些?
答:
①工件结构与坡口形式。
②母材与焊材种类。
③焊接方法和焊接工艺。
④缺陷几何位置。
⑤缺陷最大反射回波高度。
⑥缺陷定向反射特性。
⑦缺陷回波静态波形。
⑧缺陷回波动态波形。
22.钢板的超声检测中,当板厚大于探头的三倍近场区时,如何用底波来校准灵敏度?
答:
板厚大于探头的三倍近场区时,可取钢板无缺陷完好部位的第一次底波来校准灵敏度,第一次反射波高调整到满刻度的50%作为基准灵敏度。
其结果应和板厚>20mm时,CBII试块φ5mm平底孔第一次反射波高调整到满刻度的50%的基准灵敏度相一致。
23.基准灵敏度和扫查灵敏度区别?
答:
基准灵敏度一般是指记录灵敏度,
通常用于缺陷的定量和等级评定。
扫查
灵敏度是指实际检测灵敏度。
为了不漏
掉记录缺陷或某些特定的缺陷,确保承
压设备安全,实际检测时通常采用较高
的检测灵敏度进行扫查。
原则上扫查灵
敏度不得低于基准灵敏度。
24.超声检测面得选择?
答:
当超声波工件中缺陷延伸方向垂
直,此时反射波频率最高,因此在探伤
中被检工件应选择能让超声波声束尽
量与缺陷延伸方向垂直。
25.采用底波探伤法应满足的条件?
答:
①工件探伤面与底面相互平行,确
保产生多次反射。
②钢板的材质晶粒均
匀,保证无缺陷底波。
③材质衰减较少
的材质。
26.缺陷的识别?
答:
一般通过探头从两个方面扫查,观
察回波的动态波形来进行的,必要时宜
采用两种以上的声束方向多种扫查。
包
括前后、左右和环绕扫查,以此时对各
种超声信息进行综合评定来识别缺陷。
27.对试块的基本要求?
答:
①材质相同或相近。
②不得有φ
2mm平底孔当量以上的缺陷。
③φ
5mm平底孔底面与探测面垂直且光
滑。
④平底孔距离应符合标准。
28.缺陷定量需要确定的因素?
答:
①缺陷位置的确定。
②缺陷当量大
小的确定。
③估判缺陷的性质。
29.缺陷性质的估判?
答:
①分层:
缺陷波形整齐均匀,波峰
陡直。
大面积分层只有缺陷回波,无底
波,指示面积长。
小面积分层有缺陷波,
底波降低或消失,有一定长度。
分层大
多数在中部,平行于钢板表面测定方向
性强,垂直于检测面不易探测到。
②白
点:
波形密集尖锐活跃,底波明显降低,
次数减少,重复性差,移动探头,回波
此起彼伏。
③折叠:
存在于钢材表面或
近表面,在探测面附近时不一定直接产
生缺陷波,对底波多次反射波减少次
数。
④分散夹杂物:
缺陷位置无规律性,
缺陷分布有一定范围,呈分散性。
30.复合板探伤时的检测形式有哪
些?
答:
复合板探伤可以从母材一侧或复合
材一侧扫查。
扫查方式:
100%扫查,
沿钢板方向间隔50mm平行扫查;坡
口预定线两侧各50mm范围内100%扫
查。
31.复合板超声检测从母材侧与从复
合材侧扫查的区别?
答:
从母材侧探测:
①无缺陷波,只有
底波B1,复合完好。
②B1下降,底波
降低,在底波前出现缺陷波,不完全未
接和。
③底波消失,只有缺陷波,完全
脱离区,未接和。
从复合材侧探测:
①
无缺陷波,只有底波B1,复合良好。
②底波B1下降,始波底波之后有缺陷
波,不完全脱接。
③底波消失,在始波
之后缺陷波宽度增大,完全脱接。
32.无缝管缺陷的分布方向?
答:
①平行于钢管的径向分布。
②垂直
于钢管的径向分布。
③平行于钢管的表
面层状分布。
33.小径管水浸法探伤应确定三个重
要参数:
X—偏心距;H—水层厚度;
F---焦距。
34.焦距应如何选择?
答:
焦点落在与声束轴线垂直的管子中
心线上,此时进入管壁中的横波声束基
本成平行波束,使声束边缘与声束中心
入射到管壁的入射角基本相等,减少声
束发散。
35.小径管探伤的特点是什么?
答:
①纯横波探伤。
②不适用于分层缺
陷的检测。
③采用夹角槽作为对比试块
的人工缺陷,若回波比尖角槽高时,视
为不合格。
36.锻造的过程:
加热、形变、成型和
冷却。
锻件的主要缺陷:
缩孔、疏松、
夹杂和裂纹。
锻造的缺陷:
折叠、白
点、裂纹和热处理缺陷。
奥氏体钢和
低碳铁素体钢一般不出现白点。
轴类
锻件探测方向:
①与轴线平行。
②直
探头径向探测为主。
饼类、碗类锻件:
厚度≯400mm时用直探头两端面进行
探测。
37.筒形锻件探伤时机?
答:
①粗加工以后精加工以前。
②热处
理后,槽、孔、台阶等加工前。
③如热
处理前检验,则在热处理后仍要进行检
测。
38.需要补偿的条件?
答:
①表面曲率,工件与试块不同。
②
探测面粗糙度,工件与试块不同。
③工
件材质与试块不同。
39.游动波产生的原因?
答:
随着探头的移动不同声束射至缺
陷:
中心波束射至缺陷,回波高,声程
小;边缘波束射至缺陷,回波低,声程
大。
40.白点与夹杂物的区分?
答:
①白点多出现在锻件的大截面段,
而中心夹杂物和各种偏析,只出现在锻
件的某一端。
②白点为清晰地林状波,
而中心夹杂物和各种偏析则为连续起
伏的丛状波。
③白点对超声波反射强
烈,所以对底波影响大;而中心夹杂物
和各种偏析因透声性相对较好,所以对
底波的影响较小。
41.耦合剂的使用目的和选择原则?
答:
目的:
排除探头与工件之间的气体,
保证声束有效传入工件。
选择原则:
①
具有一定粘度、流动性,易清洗。
②声
阻抗高,透声性好。
③对工件无腐蚀,
对人体无害。
④价格低。
42.影响探头K值变化的因素:
声速变
化、温度变化、探头磨损。
43.声能损失的原因:
①表面耦合差:
试块与工件表面粗糙度不同,曲率不同
②材质衰减差:
试块与工件材质不同引
起材质衰减不同。
③底面反射差:
试块
与工件表面粗糙度不同,曲率不同。
44.七种扫查方式:
锯齿形扫查、前后
扫查、左右扫查、转角扫查、环绕扫查、
平行和斜平行扫查、串列扫查。
45.缺陷评定三种方法:
①缺陷反射波
幅度②缺陷的指示长度③缺陷性质。
46.斜探头缺陷定位方法:
声程定位
法、水平定位法、深度定位法。
47.焊缝判废:
①反射波高位于III区内
的缺陷者。
②检验人员判为裂纹等危害
性缺陷者。
③位于II区的缺陷指示长
度超过各标准规定级别限值。
48.仪器主要性能:
水平线性、垂直线
性、动态范围、分辨力和灵敏度余量。
49.超声检测方法分类有哪几种?
答:
①按原理:
脉冲反射法、衍射时差
法、穿透法、共振法。
②按显示方式:
A型显示和超声成像显示。
③按波形:
纵波法、横波法、表面波法、板波法、
爬波法。
④按探头数目:
单探头法、双
探头法、多探头法。
⑤按探头与工件的
接触方式:
接触法、液浸法、电磁耦合
法。
⑥按人工干预的程度:
手工检测、
自动检测。
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