超聲波考試復(fù)習(xí)計算題

已知鋼中CL=5900m/s,求2.5P20Z探頭探測鋼時，超聲波發(fā)射聲場的近場區(qū)長度N、半擴散角00和未擴散區(qū)長度b各為多少？解：D220-A-4l?= =42.4/n/H4-2.366b=L64N=1.64?42.4=69.5mm答:近場區(qū)長度為42.4mm.半擴散角為8.3°?未擴散區(qū)長度為69.5mm.現(xiàn)要進(jìn)行鋁合金焊縫的超聲波檢測，探頭晶片直徑為14X14,探頭K值為1?5,如何挑選一個能便于水平1:1調(diào)節(jié)的鋁合金半圓試塊（Cs鋼=3230m/s,Cs鋁二3080m/S.四舍五入取整數(shù)）.解：由于用于水平1:1調(diào)節(jié)打描比例.故試塊R第一次回波的水平距離設(shè)計為30mm是最佳的.這樣第二個回波的水平距離就是90mm,將達(dá)到充分利用熒光屏寬度，提高調(diào)節(jié)精度的目的.先求出鋁的折射角.??sm鋁S1H0鋼?C.??sm鋁S1H0鋼?C鋁sin56”3O8O3230=0.793再求出鋁半圓試塊的半徑R根據(jù)半圓試塊的回波規(guī)律和按水平1:1調(diào)節(jié)打描比例的要求，則將半圓試塊第一個回波的水平距離調(diào)至3格，第二個回波調(diào)至9格，是最佳設(shè)計，故計算鋁半圓試塊半徑時應(yīng)用水平距離L=30來代入：P水平距離厶K= =S1110鋁=30 ?38/77/770.793答:鋁合金半圓試塊的半徑為38mm.己知有機玻璃中縱波速度CL=2730m/s,鋼中縱波速度CL=5900m/s,鋼中橫波速度C=3230m/s.求縱波傾斜入射到有機玻璃/鋼界面時的第一臨界角a和第二臨界角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:第一臨界角為27.6°，第二臨界角為57.7°用單探頭接觸法橫波探傷外徑為300mm厚60mm的人II徑鋼管時，應(yīng)選用折射角為多少的探頭？解:

(1-sinj8)260~30Q=0.6D2260~30Q=0.62T:.sin5<1■—=1D^<36.9a答:應(yīng)選用折射角為36.9。1?用2MHz,"24直探頭，測定厚度為70mm的鋼鑄件的材質(zhì)衰減系數(shù)，已知B：波為100%示波屏高度,Bt波為10%波高，每次反射損失為ldB,求此鑄件的衰減系數(shù)(單程).解：D24"N=——= =4&8/h/h;4A4?5?9/21.64^=1.64-48.8=30mm.據(jù)題意E和彷的聲程均大于1.64N,故衰減系數(shù)a可用下式計算:201g型一6必—2?1必a= =0?O43dB/〃〃并2(4-2)-70答：此鑄件的衰減系數(shù)為0.043dB/mm.1.用縱波探頭檢測厚度為100mm和400mm的平底鍛件，若后者檢測面組糙，與前者耦合差2dB,材質(zhì)衰減均為0.02dB/'mm(雙程)，今將前者底面回波調(diào)至滿幅(100%)高，則后者底面回波應(yīng)多高？解:聲程差:△dB,=201g(400/100)=12dB;耦合差：△dB2=2dB;材質(zhì)衰減差：△dB^a(B2-BJ=O?O2dB/nun(400-100)=6dB故400/B波幅二100/B波幅-AdB廠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:后者底面回波為滿幅的10%.1?己知有機玻璃中縱波聲速C1=2730nVs,鋼中縱波聲速CL=5900nVs.鋼中橫波聲速Cs=3230111/s,求第一和第二臨界角？(5分)解：.ctx.i2730 “a=sm［丄=sin" =27.6c/2 5900an=sur1丄=sin4 =57.7°"c.3230J■答：第一臨界角為27.6o；第二臨界角為57.702.用4P20直探頭檢測厚度為350mm的鍛鋼件，要求事《b3的當(dāng)量缺陷不漏檢，利用工件底面如何校正檢測靈敏度？解：ME=20lg竺^=201g丄?>94?40=313必冊 3.14-32答:(1)在工件完好部位將底波調(diào)整至基準(zhǔn)波高度(如滿屏的80%)(2)再增益31.3dB,則探測靈敏度校正符合要求。1按照J(rèn)B4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，用K=2.0的斜探頭，采用一次反射法探測厚度16mm的對接焊縫，探頭移動區(qū)寬度應(yīng)為多少亳米？答：P=2KT=64mm,探頭移動區(qū)寬度L>1.25P=80mm2用2.5P20Z(2.5\lHz,020mm)直探頭檢驗厚度為350mm餅形鋼鍛件(CL=5900m/s),用底波調(diào)節(jié)儀器靈敏度，要求能發(fā)現(xiàn)的當(dāng)量缺陷，靈敏度應(yīng)如何調(diào)節(jié)？探傷中發(fā)現(xiàn)一缺陷，深200mm,波幅比基準(zhǔn)波高高出29dB,求此缺陷當(dāng)量？解：xb=Xf=350mm,A=Cl/2.5MHz=2.36mm用底波調(diào)節(jié)儀器靈敏度：平底孔對人平底△=201g(TT-<t>-xB/2-A-Xr)=42dB兩個不同聲程、不同直徑的平底孔回波聲壓比：△二40lg(<t>ix2/<t>2Xi)(dB)29dB=401og(2-200/<i>2-350)得到產(chǎn)4.65mm,即此缺陷當(dāng)量為<i>4.65mm平底孔3外徑250亳米、壁厚20亳米的鋼管需要檢驗內(nèi)外壁縱向缺陷，用單斜探頭接觸法探傷，求此探頭允許的最人K值為多少？解：為保證發(fā)現(xiàn)內(nèi)外壁縱向缺陷，聲束應(yīng)滿足聲軸線與內(nèi)壁相切的條件，即折射角應(yīng)滿足P^sin1(r/R),R=250/2=125,r=125-20=105,代入：p^snr1(105/125)=57°,K=tgp:=tg57°=1.54實際應(yīng)用中可取K值為1.5的斜探頭4用2.5P20Z(2.5MHz,<t)20mm)直探頭檢驗厚度為300mm具有上卞平行表面的鑄鋼件,需要測定其雙聲程衰減系數(shù)，現(xiàn)已經(jīng)測得［Bl-B2］=32dB.設(shè)往返損失2dB,求雙聲程衰減系數(shù)解：a二(32-6-2)dB/300mm