超声波考试复习计算题

已知钢中CL=5900m/s,求2.5P20Z探头探测钢时，超声波发射声场的近场区长度N、半扩散角00和未扩散区长度b各为多少？解：D220-A-4l?= =42.4/n/H4-2.366b=L64N=1.64・42.4=69.5mm答:近场区长度为42.4mm.半扩散角为8.3°•未扩散区长度为69.5mm.现要进行铝合金焊缝的超声波检测，探头晶片直径为14X14,探头K值为1・5,如何挑选一个能便于水平1:1调节的铝合金半圆试块（Cs钢=3230m/s,Cs铝二3080m/S.四舍五入取整数）.解：由于用于水平1:1调节打描比例.故试块R第一次回波的水平距离设计为30mm是最佳的.这样第二个回波的水平距离就是90mm,将达到充分利用荧光屏宽度，提高调节精度的目的.先求出铝的折射角.•・sm铝S1H0钢•C.•・sm铝S1H0钢•C铝sin56”3O8O3230=0.793再求出铝半圆试块的半径R根据半圆试块的回波规律和按水平1:1调节打描比例的要求，则将半圆试块第一个回波的水平距离调至3格，第二个回波调至9格，是最佳设计，故计算铝半圆试块半径时应用水平距离L=30来代入：P水平距离厶K= =S1110铝=30 «38/77/770.793答:铝合金半圆试块的半径为38mm.己知有机玻璃中纵波速度CL=2730m/s,钢中纵波速度CL=5900m/s,钢中横波速度C=3230m/s.求纵波倾斜入射到有机玻璃/钢界面时的第一临界角a和第二临界角a解：.7s..]2730a.=sm-^-=sin =27.6TOC\o"1-5"\h\z' c/2 5900~ ・-iQi・ 2730an=sin—=sui =37.7〃 c52 3230答:第一临界角为27.6°，第二临界角为57.7°用单探头接触法横波探伤外径为300mm厚60mm的人II径钢管时，应选用折射角为多少的探头？解:

(1-sinj8)260~30Q=0.6D2260~30Q=0.62T:.sin5<1■—=1D^<36.9a答:应选用折射角为36.9。1•用2MHz,"24直探头，测定厚度为70mm的钢铸件的材质衰减系数，已知B：波为100%示波屏高度,Bt波为10%波高，每次反射损失为ldB,求此铸件的衰减系数(单程).解：D24"N=——= =4&8/h/h;4A4・5・9/21.64^=1.64-48.8=30mm.据题意E和彷的声程均大于1.64N,故衰减系数a可用下式计算:201g型一6必—2・1必a= =0・O43dB/〃〃并2(4-2)-70答：此铸件的衰减系数为0.043dB/mm.1.用纵波探头检测厚度为100mm和400mm的平底锻件，若后者检测面組糙，与前者耦合差2dB,材质衰减均为0.02dB/'mm(双程)，今将前者底面回波调至满幅(100%)高，则后者底面回波应多高？解:声程差:△dB,=201g(400/100)=12dB;耦合差：△dB2=2dB;材质衰减差：△dB^a(B2-BJ=O・O2dB/nun(400-100)=6dB故400/B波幅二100/B波幅-AdB厂AdB?-AdBROO/B波幅T2dB-2dB-6dB=100/B波幅-20dB即/20lg400/B100/5即/20lg400/B100/5=—20dB-20・・・400/B波幅=100%・10百=10%答:后者底面回波为满幅的10%.1•己知有机玻璃中纵波声速C1=2730nVs,钢中纵波声速CL=5900nVs.钢中横波声速Cs=3230111/s,求第一和第二临界角？(5分)解：.ctx.i2730 “a=sm［丄=sin" =27.6c/2 5900an=sur1丄=sin4 =57.7°"c.3230J■答：第一临界角为27.6o；第二临界角为57.702.用4P20直探头检测厚度为350mm的锻钢件，要求事《b3的当量缺陷不漏检，利用工件底面如何校正检测灵敏度？解：ME=20lg竺^=201g丄•>94•40=313必册 3.14-32答:(1)在工件完好部位将底波调整至基准波高度(如满屏的80%)(2)再增益31.3dB,则探测灵敏度校正符合要求。1按照JB4730.3-2005标准的规定，用K=2.0的斜探头，采用一次反射法探测厚度16mm的对接焊缝，探头移动区宽度应为多少亳米？答：P=2KT=64mm,探头移动区宽度L>1.25P=80mm2用2.5P20Z(2.5\lHz,020mm)直探头检验厚度为350mm饼形钢锻件(CL=5900m/s),用底波调节仪器灵敏度，要求能发现的当量缺陷，灵敏度应如何调节？探伤中发现一缺陷，深200mm,波幅比基准波高高出29dB,求此缺陷当量？解：xb=Xf=350mm,A=Cl/2.5MHz=2.36mm用底波调节仪器灵敏度：平底孔对人平底△=201g(TT-<t>-xB/2-A-Xr)=42dB两个不同声程、不同直径的平底孔回波声压比：△二40lg(<t>ix2/<t>2Xi)(dB)29dB=401og(2-200/<i>2-350)得到产4.65mm,即此缺陷当量为<i>4.65mm平底孔3外径250亳米、壁厚20亳米的钢管需要检验内外壁纵向缺陷，用单斜探头接触法探伤，求此探头允许的最人K值为多少？解：为保证发现内外壁纵向缺陷，声束应满足声轴线与内壁相切的条件，即折射角应满足P^sin1(r/R),R=250/2=125,r=125-20=105,代入：p^snr1(105/125)=57°,K=tgp:=tg57°=1.54实际应用中可取K值为1.5的斜探头4用2.5P20Z(2.5MHz,<t)20mm)直探头检验厚度为300mm具有上卞平行表面的铸钢件,需要测定其双声程衰减系数，现已经测得［Bl-B2］=32dB.设往返损失2dB,求双声程衰减系数解：a二(32-6-2)dB/300mm