無損檢測李喜孟主編課后習(xí)題答案

1、第一章1、試述超聲波的特點和適用范圍。答：（1）特點：a）超聲波的方向性好。b）超聲波的穿透能力強。c）超聲波的能量 高。d）遇有界面時，超聲波將產(chǎn)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)變。e）對人體無害。（2）適用范圍：工業(yè)超聲檢測常用的工作頻率為 0.510MHz。較高的頻率 主要用于細品材料和高靈敏度檢測，而較低的頻率則常用于衰減較大和粗晶材料 的檢測。有此特殊要求的檢測工作，往往首先對超聲波的頻率作出選擇， 如粗晶 材料的超聲檢測常選用1MHz以下的工作頻率，金屬陶瓷等超細晶材料的檢測， 其頻率選擇可達10 200MHz，甚至更高。2、簡述超聲波有哪此基本波型和分類方法 ？答：超聲波的基本波型：縱波 L

2、、橫波S （T）、表面波R、板波（S型、A型）超聲波有很多分類方法：主要的分類方法有按波振面的形狀分類， 按振動持 續(xù)時間分類。一縱波橫波 S型一 按質(zhì)點的振動方向與聲波 一 板波一： 傳播方向之間的關(guān)系分類 L表面波La型平面波超聲波的分類一按波的形狀分類T柱面波L球面波連續(xù)波一按振動持續(xù)的時間分類 Y一脈沖波3、何謂超聲場，它有哪些基本參量？答：（1）聲場：充滿超聲波的空間，或在介質(zhì)中超聲振動所波及的質(zhì)點占據(jù)的范 圍叫超聲場。（2）基本參量：聲壓p,聲強I,分貝和奈培，聲阻抗；質(zhì)點振動位移、質(zhì) 點振動速度。4、試分述介質(zhì)聲參量的物理意義和數(shù)學(xué)表達式。答：聲參量包括聲阻抗、聲速和聲衰減系數(shù)。

3、聲阻抗：表示聲場中介質(zhì)對質(zhì)點振動的阻礙作用。Z=P/V ;聲速：聲波在介質(zhì)中的傳播速度；常用 c表示， 一。聲衰減系數(shù)：超聲波在介質(zhì)中傳播時，隨著傳播距離的增加能量逐漸減弱的現(xiàn)象 叫做超聲波的衰減；5、簡述超聲波垂直人射時的r、3 R、T及界面兩側(cè)必須滿足的邊界條件。答：界面上反射聲波壓 Pr與入射聲波壓Po之比稱為界面的聲壓反射率，用r表示；界面上投射波聲壓Pt與入射波聲壓P0之比稱為界面的聲壓透射率，用t表 示；界面上反射波聲強Ir與入射波聲強I0之比稱之為聲強反射率 R；界面上投射聲強It與入射聲強Io之比稱之為聲強透射率To;界面兩側(cè)的聲波必須滿足兩個邊界條件：1) 一側(cè)總聲壓等于另一

4、側(cè)，否則界面兩側(cè)受力不等，將會發(fā)生界面運動；2)兩側(cè)質(zhì)點速度振幅相等，以保持波的連續(xù)性。6、默寫斯涅爾定律，第一.第二臨界角的數(shù)學(xué)表達式。答：斯涅爾定律：式中，a入射角，B折射角，T反射角，L縱波，S橫波第一臨界角表達式：當 > 時，必然有B l>0s;令B l=90° ,得第一臨界角：a karcsin-；當a L= a I時，第二介質(zhì)中將只存在折射橫波。第二臨界角表達式：若> ，則Bs>ocl；令Bs=90° ,得：a產(chǎn)arcsin7、何謂超聲波的聚焦河述水浸聚焦探頭的設(shè)計思路。答：由斯涅耳定律可得，超聲波平面波入射到 C1<C2的凹曲面和

5、C1>C2的凸曲 面上時，其投射波將聚焦。水浸聚焦探頭：根據(jù)平面波入射到 C1>C2的凸曲面上時，投射波將產(chǎn)生聚 焦的原理設(shè)計制作的。聚焦探頭中的聲透鏡，如果為球面，將獲得點聚焦；如果 為柱面，將獲得線聚焦。8、何謂超聲場的近場區(qū)、遠場區(qū)和指向性 ？答：近場區(qū)：X (聲程)<N (近場長度)的區(qū)域為聲源的近場區(qū)；遠場區(qū)：X>N時的區(qū)域為遠場區(qū)；指向性：聲場的指向性是指聲場中 8方向的聲壓振幅Pmax ( 9)與8為0° 時的聲壓振幅Pmax ( 9)之比，它表達了聲場中聲壓 P的振幅與方向角8之間的變化關(guān)系，以Dc來表示。Dc= -9、同一個探頭發(fā)射超聲波，傳

6、播介質(zhì)分別為水、鋁、鋼和有機玻璃，試問，在 哪種材料中越聲波的擴散角最大？答：鋁的擴散角最大，因為超聲波在鋁中的波長最長。10、簡述標準試塊的作用和分類。答：標準試塊可用于測試探傷儀的性能、調(diào)整檢測靈敏度和聲時的測定范圍。例 如我國的標準試塊CSK-11、國際標準試塊H W、HW2等。第二章1、對比射線檢測和超聲檢測的優(yōu)缺點和適用范圍：答：射線檢測：對氣孔、夾渣、疏松等體積型缺陷的檢測靈敏度較高，對于平面缺陷的檢測靈敏度較低，如當射線方向與平面缺陷垂直是就很難檢測出來， 另外， 射線對人體有害，需要有保護措施；超聲波檢測：方向性好、穿透力強、能量高、遇到界面時，超聲波將反射、 折射和波形的轉(zhuǎn)換

7、以及對人體無害2、X射線、丫射線和中子射線是如何產(chǎn)生的？答：X射線：是一種兩級電子管，將陰極燈絲通電加熱，使之白熾而放出電子， 在管的兩板間加上幾十甚至幾百千伏電壓后，由燈絲發(fā)出的電子即以很高的速度撞擊靶面，此時電子能量的絕大部分將轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)掉，而極少一部分以X射線能量形式輻射出來。丫射線：是一種電磁波，可以從天然放射性原子核中產(chǎn)生， 也可以從人工放 射性原子核中產(chǎn)生，天然放射性同位素如鐳-226、鈾-235等，價格昂貴；人工放 射源應(yīng)用較廣的有鉆-60、金衣-192、空色-137、悠-170等中子射線：通過原子核反應(yīng)產(chǎn)生。除了普通的氫核之外，其他任何原子都含有中子，對其施加強大的作用，中

8、子就釋放出來了3、X射線檢測的原理是什么？答：當射線通過被檢測物體時，有缺陷部位與無缺陷部位對射線吸收能力不同， 一般情況是透過有缺陷部位的射線強度高于無缺陷部位射線的強度，因而可以通過檢測透過被檢測物體后的射線強度的差異，來判斷被檢測物體中是否有缺陷4、透度計的使用原則。答：將透度計擺放在透照靈敏度最低的位置， 為此，透度計應(yīng)放在工件靠近射線 源的一側(cè)，并靠近透照場邊緣的表面上，讓透度計上淺槽的一端或直徑小的一側(cè) 遠離射線中心。每張底片原則上必須有透度計5、不同形狀的工件如何確定合適的投射方向？答：（1）、平板形工件：讓X射線從前方照射，將膠片放在被檢測部位的后 面。再檢測V形坡口對焊的焊縫

9、和X形坡口對焊的焊縫時，除了從垂直方 向進行照射外，還要在坡口斜面的垂直方向進行照射。（2）、圓管：使膠片與被檢測部位的貼合要緊密， 并使錐形中心輻射線與被檢 測區(qū)域中心的切面相互垂直。（3）、角形件：X射線照射的方向多為其角的二等分線的方向（4）、管接頭焊縫：照射在接頭和管的連接處（5）、圓柱體：使用濾波板，安裝在 X射線管保護罩的窗口上。6、鑄件和焊件中常見缺陷在底片上的特征是什么？答：（1）鑄件：1）氣孔：呈圓形、橢圓形、長形或梨形黑斑，邊界清晰，有單 個有密集或呈鏈狀分布。2）疏松：羽毛或?qū)訔l狀的暗色影像或為海綿狀或云狀的暗色團 塊。3）縮孔：呈樹枝狀、細絲或鋸齒狀的黑色影像。4）針孔

10、：呈近似圓形的暗點或長形暗色影像。5）溶劑夾渣：白色斑點或雪花狀，有的還呈蘑菇云狀。6）氧化夾渣：形狀不定而輪廓清晰的黑斑，單個或者密集。7）夾砂：呈近白色的半點或黑色斑點，邊界較清晰，形狀不規(guī) 則，分布不均勻。8）金屬夾渣物：明亮影像或黑色影像，輪廓較明晰，形狀不規(guī)則，分布不均勻。9）冷隔：呈明顯的似斷似續(xù)的黑色條紋，形狀不規(guī)則，邊緣模 糊不清。10）偏析：亮的斑點或云狀。11）裂紋：呈黑色的曲線或直線。（2）焊件：1）氣孔：呈圓形、橢圓形、長形或梨形黑斑，邊界清晰，有單個有 密集或呈鏈狀分布。2）夾渣：不規(guī)則的黑色塊狀、條狀和點狀或白色斑點3）未焊透：呈平行于焊縫方向的連續(xù)的或間斷的黑線或

11、斷續(xù)點狀， 黑度的深淺不一。4）未熔合：呈直線狀的黑色條紋，密度較大且直或不是很長。5）裂紋：呈黑色的曲線或直線。方向可能是任意方向7、丫射線和中子射線檢測的特點是什么？答：（1） 丫射線：1）可以根據(jù)不同檢測厚度來調(diào)節(jié)能量，它有自己固定的能量；2）曝光時間比較長，一般都要增感屏；3）隨時都在放射4）穿透力強，但是靈敏度低，可用于高空、水下和野外作業(yè)（2）中子射線：有更強的穿透力，對不同元素有不同的吸收系數(shù)，可以真 實地轉(zhuǎn)換中子射線圖像，一般用來檢測的含氫、硼、鋰的物質(zhì)與重金屬組合的物 體、檢查爆炸裝置。檢查陶瓷中的含水情況、檢查密封在金屬中的固體火箭推進 劑。第三章1、何謂趨膚效應(yīng)？趨膚效應(yīng)

12、用什么物理量表示，它與哪些物理參數(shù)有關(guān) ？ 答:當交變電流通過導(dǎo)體時，分布在導(dǎo)體橫截面上的電流密度是不均勻的，即 表層電流密度最大，越靠近截面的中心電流密度則越小， 這種現(xiàn)象即所謂交變電 流分布的趨膚效應(yīng)。趨膚效應(yīng)的存在使交變電流激勵磁場的強度以及感生渦流的密度從被檢材料 或工件的表面到其內(nèi)部按指數(shù)分布規(guī)律遞減。 在渦流檢測中，將渦流密度衰減為 其表面（36.8%）時對應(yīng)的深度定義為滲透深度，其數(shù)學(xué)表達為：h=503/ 仙 丫），式中，h滲透深度（m）、f 電流頻率（Hz）、r r相對磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率(S/m)磁導(dǎo)率以及激勵頻率之間滲透深度是反應(yīng)渦流密度分布與被檢材料的電導(dǎo)率， 基本關(guān)系的特征值

13、。2、Z何謂規(guī)一化阻抗？為什么要對檢測線圈阻抗進行規(guī)一化處理？答：規(guī)一化阻抗是一種歸一化方法，選取一個固定電阻R作為基準電阻用基準電 阻R去除實際阻抗Z就得到了規(guī)一化處理。原因：為了消除初級線圈自身阻抗的變化對Z的這種影響需要進行規(guī)一化處理。3、何謂渦流檢測的相似律？何謂渦流檢測線圈的提離效應(yīng)！答:只要規(guī)定頻率比f/fg相同：flNlTl =f2N2 T 2 成立，則兩個不同工件內(nèi) 的有效磁導(dǎo)Ueff ,渦流密度和磁感應(yīng)強度的分布也相同，這即所謂的渦流檢測的 相似律。線圈充填系數(shù)：”(-)；是表示實際占據(jù)線圈橫截面的分數(shù)。d為電圓柱體的直徑 Da檢測線圈的內(nèi)徑。用探頭式線圈檢測板材時，線圈阻抗

14、的變化不僅與材料的電導(dǎo)率 ，磁導(dǎo)率等因 素的變化有關(guān)，而且還受線圈至板材表面距離變化的影響，此即所謂 提離效應(yīng)".第四章1、簡述磁粉檢測原理。磁粉檢測能否檢驗不銹鋼焊縫中的缺陷？答:磁粉探傷的原理是指鐵磁性材料和工件被磁化后， 由于不連續(xù)性的存在， 使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕， 從而顯示出不連續(xù)性的位置、 形狀 和大小，從而顯示缺陷。磁痕寬度比缺陷的實際寬度大數(shù)倍至數(shù)十倍， 所以磁痕 容易觀察出來。磁粉檢測只能檢測部分不銹鋼焊縫中的缺陷， 由于不同的不銹鋼具晶體結(jié)構(gòu) 不同，所表現(xiàn)出來的性質(zhì)也有所不同。奧

15、氏體不銹鋼是面心立方結(jié)構(gòu)，在常溫下， 面心立方品格的鐵是非磁性材料，不能被磁化，故奧氏體不銹鋼中的缺陷不能用 磁粉檢測出來；鐵素體不銹鋼是體心立方結(jié)構(gòu)，體心立方結(jié)構(gòu)的鐵則是鐵磁性材 料，會被強烈磁化，故鐵素體不銹鋼中的缺陷可以用磁粉檢測出來。2、簡述磁化方法的選擇依據(jù)及其分類方法。分析交叉電磁腕旋轉(zhuǎn)磁場探傷的工 作原理。答：(1)選擇依據(jù)：鑒于實際缺陷可能有各種取向，因此在實際檢測中，常需要采用不同的磁化方法，以使工件內(nèi)的磁力線能與缺陷表面基本正交， 獲得盡 可能強的缺陷漏磁場。(2)分類方法：根據(jù)磁化方向可分為周向磁化、縱向磁化、復(fù)合磁化。(3)交叉電磁腕旋轉(zhuǎn)磁場探傷的工作原理：交叉電磁腕由

16、兩個參數(shù)相同的 單磁腕交叉構(gòu)成，交叉角度一般為 90。用幅值相等，相位相差120的交流電分 別對兩個單磁腕勵磁。由磁場的矢量疊加原理可知，在四個磁極包圍的被檢表面 上將產(chǎn)生方向隨時間變化的橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場， 使用交叉電磁腕時在被檢表面上作 連續(xù)行走檢測。交叉電磁腕在被檢工件上移動，實際上是橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場的移動。 由于被檢表面上有效磁化場內(nèi)任意取向的缺陷都有與旋轉(zhuǎn)磁場最大幅值方向正 交的機會，因此使用交叉電磁腕能獲得最強的缺陷磁場。也許你最后也沒能環(huán)游世界，可是你在實現(xiàn)夢想的途中找到了自己。那是能夠為了一個目標默默努力的自己，不抱怨，不浮躁，不害怕孤單，沉默卻又努力的自己。說不定你想要苦苦追尋的夢想，已經(jīng)握在你手中了。我們會覺得焦慮，無非因為現(xiàn)在的我們，跟想象中的自己很有距離，不喜歡現(xiàn)在的自己。只有拼命地想辦法去改變，只有馬上行動起來，因為這個事情只有你自己能做到，只有你自己能