無損檢測技術(shù) 習題及答案 趙新玉

第一章超聲檢測基礎1、壓電效應與超聲波激勵與接收有何關(guān)系？答案：當高頻電脈沖激勵壓電晶片時，產(chǎn)生逆壓電效應，將電能轉(zhuǎn)換為聲能（機械能），換能器發(fā)射超聲波；當換能器接收超聲波時，產(chǎn)生正壓電效應，將聲能轉(zhuǎn)換成電能。2、簡述超聲檢測系統(tǒng)的組成與原理。答案：超聲檢測系統(tǒng)工作原理為脈沖發(fā)射儀產(chǎn)生電振蕩并加于換能器上，激勵換能器發(fā)射超聲波，同時將換能器送回的電信號進行放大，通過一定方式顯示出來，從而得到被探工件內(nèi)部有無缺陷及缺陷位置和大小等信息。3、一臺垂直線性好的超聲波探傷儀，在顯示屏上的回波高度由60%降低到30%（顯示屏垂直刻度），則對應衰減為多少？答案：6dB4、什么是超聲場？超聲場的特征量有哪些？答案：充滿超聲波的空間或超聲振動所波及的部分介質(zhì)，稱為超聲場。描述超聲場的特征量有聲壓、聲強、聲阻抗、質(zhì)點振動速度和質(zhì)點振動位移。5、超聲波在介質(zhì)中傳播時，隨著距離的增加，能量逐漸減小的現(xiàn)象叫做超聲波的衰減。產(chǎn)生超聲波衰減的原因有哪些？答案：擴散衰減：超聲波在傳播中，由于聲束的擴散，使能量逐漸分散，從而使單位面積內(nèi)超聲波的能量隨著傳播距離的增加而減小。散射衰減：當聲波在傳播過程中，遇到不同聲阻抗的介質(zhì)組成的界面時，將發(fā)生散亂反射（即散射），從而損耗聲波能量，這種衰減叫散射衰減。散射主要在粗大晶粒（與波長相比）的界面上產(chǎn)生。由于晶粒排列不規(guī)則，聲波在斜傾的界面上發(fā)生反射、折射及波型轉(zhuǎn)換（統(tǒng)稱散射），導致聲波能量的損耗。粘滯衰減：聲波在介質(zhì)中傳播時，由于介質(zhì)的粘滯性而造成質(zhì)點之間的內(nèi)壁摩擦，從而使一部分聲能變?yōu)闊崮?。同時，由于介質(zhì)的熱傳導，介質(zhì)的疏、密部分之間進行的熱交換，也導致聲能的損耗，這就是介質(zhì)的吸收現(xiàn)象。由介質(zhì)吸收引起的衰減叫做粘滯衰減。第二章超聲測量模型1、請說明活塞源的聲場特性。答案：聲源表面所有質(zhì)點都以相同的振幅和相位作簡諧振動。2、構(gòu)建一個完整的超聲測量模型來計算缺陷回波響應，需要獲得的三個必要條件是什么？答案：檢測系統(tǒng)的影響因子；換能器輻射聲場；缺陷散射聲場。3、用中心頻率2.5MHz、晶片直徑20mm的探頭檢測縱波波速5900m/s的工件，其近場長度N為多少？答案： 4、建立三維小缺陷模型所用的假設有哪些？答案：線性聲彈性介質(zhì)；探頭表面質(zhì)點速度可以寫成一個分離的形式；脈沖發(fā)射器、接收器、換能器和電纜可以等價為線性時不變系統(tǒng)；換能器為高頻活塞源；在缺陷附近的入射波是準平面波；假設體積較小的三維缺陷，入射波振幅在缺陷的表面變化不大。5、在針對圓柱形缺陷建立超聲測量模型時，二維缺陷散射體的遠場散射幅度與的關(guān)系是什么？答案：第三章射線檢測基礎1、簡述產(chǎn)生X射線的基本條件。答案：①要有一定數(shù)量的電子；②電子向一定方向高速運動；③在電子前進的路徑上，有阻止電子運動的障礙物。2、簡述γ射線的產(chǎn)生過程。答案：γ射線是放射性同位素經(jīng)過α衰變或β-衰變后，從激發(fā)態(tài)向穩(wěn)定態(tài)過渡的過程中，從原子核內(nèi)發(fā)出的。3、簡述管電壓、管電流和陽極靶的原子序數(shù)對X射線連續(xù)譜的影響。答案：①當管電壓升高(管電流、陽極靶原子序數(shù)不變)，各波長X射線的強度提高，短波限和強度最大值對應的波長減?。虎诋敼茈娏魃?管電壓、陽極靶原子序數(shù)不變)，各波長X射線的強度提高，短波限和強度最大值對應的波長不變；③當陽極靶原子序數(shù)升高(管電壓、管電流不變)，各波長X射線的強度提高，短波限和強度最大值對應的波長不變。4、如何提高X射線管發(fā)射X射線的效率。答案：提高X射線管發(fā)射X射線的效率，就要選用重金屬靶并施以高電壓。5、當X射線、γ射線入射到物體之后，將發(fā)生射線與原子束縛的核外電子、射線與自由電子以及射線與原子核的相互作用。從而導致一部分射線被物質(zhì)吸收、一部分被散射，最終導致穿透物質(zhì)的射線強度減弱。這些相互作用產(chǎn)生的現(xiàn)象主要哪些？答案：光電效應、康普頓效應、電子對效應和瑞利散射。第四章射線照相檢測技術(shù)1、簡述什么是幾何不清晰度？如何改善幾何不清晰度？答案：由于射線源具有一定尺寸。所以照相時工件輪廓或缺陷邊緣都會在底片上產(chǎn)生半影。這個半影寬度便是幾何不清晰度。改善措施：選擇焦點盡可能??；被測物體盡可能靠近探測器。2、簡述什么是半厚度。答案：半厚度是指入射射線的強度減弱為其原來值的1/2時的樣品厚度。3、簡述X射線檢測原理。答案：當射線通過被檢測物體時，物體中有缺陷的部位（如氣孔、非金屬夾雜等）與無缺陷部位對射線的吸收能力不同。因此可通過檢測透過被檢測物體后的射線強度差異，來判斷被檢測物體中是否存在缺陷。4、提高X射線照相檢測圖像對比度的措施有哪些？答案：①在射線穿透物體的情況下，盡可能采用低的射線能量，即低的管電壓，以提高吸收體的線性衰減系數(shù)；②采用各種屏蔽散射的措施，減少散射線的強度；③選擇最佳的投射方向，該方向最好為缺陷的最大尺寸方向。5、改善X射線照相檢測圖像隨機噪聲的措施有哪些？答案：①提高管電流；②增加積分時間；③圖像多幀疊加。第五章渦流檢測1、簡述渦流檢測的原理答案：當載有交變電流的試驗線圈靠近導體試件時，由于線圈產(chǎn)生的交變磁場的作用會在導體中感生出渦流。渦流的大小、相位及流動形式受到試件性能及有無缺陷的影響，而渦流的反作用磁場又使線圈阻抗發(fā)生變化。利用這種電磁感應現(xiàn)象來判斷材料性能和缺陷的方法。2、簡述什么是趨膚效應。答案：在試件中感應出的渦流集中在靠近激勵線圈的材料表面附近，這種現(xiàn)象叫趨膚效應。3、當激勵線圈中通以交流電流時，在試件某一深度上流動的渦流會產(chǎn)生一個與原磁場反向的磁場，減少了原磁通，并導致更深層的渦流的減少，所以渦流密度隨離表面距離的增加而減少，其變化取決于哪些量？答案：激勵頻率、試件的電導率和磁導率。4、簡述初級線圈視在阻抗平面圖的意義。答案：通過檢測初級線圈（即檢測線圈）視在阻抗的變化，來推斷被檢對象（次級線圈）的阻抗是否變化；進而判斷被檢對象的物理或工藝性能的變化及有無缺陷存在，實現(xiàn)檢測的目的。5、按照渦流檢測過程中和試樣的相對位置關(guān)系，檢測線圈分為哪幾類？簡述檢測線圈在使用過程中與被測工件之間具體的位置關(guān)系？答案：按照檢測時和試樣的相對位置關(guān)系，分為穿過式、內(nèi)通式以及放置式三種。穿過式：通常用于測量小直徑棒材或管材，使用時線圈套在被測工件上；內(nèi)通式：通常用于測量管材內(nèi)表面情況，使用時將線圈置于管徑內(nèi)；放置式：這種線圈適用于大直徑管材、板材、鉆孔等表面或內(nèi)表面的探傷，還可用于檢測材料的電導率、涂層厚度等，使用時放置在工件被測部位的表面。第六章磁粉檢測1、簡述磁粉檢測的基本原理答案：鐵磁性材料工件被磁化后，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，在合適的光照下形成目視可見的磁痕，顯示出不連續(xù)性的位置、大小、形狀和嚴重程度。2、磁粉檢測的工藝程序有哪些？答案：磁粉檢測的工藝程序有：①預處理②磁化③施加磁粉或磁懸液④磁痕的觀察與記錄⑤缺陷評級⑥退磁⑦后處理3、簡述什么是剩磁法與連續(xù)法，并簡述這兩種方法的特點與適用范圍。答案：剩磁法的優(yōu)點是檢測效率高，缺陷磁痕顯示干擾少、易于識別，并有足夠高的檢測靈敏度。一般來說，經(jīng)淬火、調(diào)質(zhì)、滲碳、滲氮的高碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼適用于剩磁法，而低碳鋼和處于退火狀態(tài)或熱變形后的鋼材則不能采用剩磁法。連續(xù)法適用于一切鐵磁材料，與剩磁法相比靈敏度更高，但檢測效率低于剩磁法，有時還會產(chǎn)生一些干擾缺陷磁痕評定的雜亂顯示。4、簡述濕法和干法的特點與適用范圍。答案：濕法的應用范圍有靈敏度要求高的工件、大批量零件的檢測、表面微小缺陷。濕法檢測的優(yōu)點為對工件表面微小缺陷的檢測靈敏度高、與固定式設備配合時，操作方便、效率高，磁懸液可回收。濕法檢測的局限性為對大裂紋和近表面缺陷的檢測靈敏度比干法檢測低。干法的應用范圍有表面粗糙的大型鍛件、鑄件、毛坯、結(jié)構(gòu)件和大型焊接件焊縫及對檢測靈敏度要求不高的工件以及大缺陷和近表面缺陷的檢測。干法檢測的優(yōu)點有對大裂紋的檢測靈敏度高、干法與單相半波整流電配合時對近表面缺陷的檢測靈敏度高、可用于現(xiàn)場檢驗。干法檢測的局限性為對小缺陷的檢測靈敏度不如濕法、磁粉不能回收且不適用于剩磁法檢測。5、磁粉檢測完成后，為什么要對工件進行退磁處理？答案：工件上保留的剩磁，會對其進一步加工和使用造成很大影響，例如影響工件附近的磁羅盤、儀表和電子元件的正常工作；吸附鐵屑和磁粉，影響后續(xù)工序的加工質(zhì)量；影響工件表面磁粉的清除；運動部件吸引磁粉后，會加速其磨損；工件電鍍時會影響電鍍電流，從而影響電鍍質(zhì)量；電弧焊中會使電弧偏吹，影響焊接質(zhì)量；在兩個方向上磁化時，影響下一個方向的磁化。由于具有上述影響，故應對工件進行退磁。退磁就是將被檢工件內(nèi)的剩磁減小到不妨礙使用的程度。第七章磁粉檢測1、簡述滲透檢測的基本原理答案：將溶有熒光染料或著色染料的滲透液施加到零部件的表面，由于毛細作用，滲透液滲入到細小的表面開口缺陷中，清除附著在工件表面的多余滲透液，經(jīng)干燥后再施加顯像劑，缺陷中的滲透液在毛細現(xiàn)象的作用下被重新吸附到零件表面上，即可檢測出缺陷的形貌和分布狀態(tài)。2、簡述滲透檢測的特點答案：滲透檢測的優(yōu)點有①缺陷顯示直觀，檢測靈敏度高；②檢測所需設備簡單，檢測的速度快，操作比較簡便；③便攜式滲透檢測設備不受場地、條件的限制，在現(xiàn)場、野外和無水無電的情況下仍然可以進行檢測；④工作原理簡明易懂，操作簡單；⑤基本不受被檢試件幾何形狀、尺寸大小、化學成分和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的限制。滲透檢測的局限性有①只能檢查表面開口缺陷，不能顯示缺陷的深度及缺陷內(nèi)部的形狀和大?。虎跓o法或難以檢查多孔的材料；③難以定量地控制檢驗操作程序；④檢查缺陷的重復性差；⑤熒光檢測時，需要配備黑光燈和暗室，在沒有電力和暗室的環(huán)境無法工作。3、滲透檢測的主要步驟是什么？答案：預處理、滲透、清洗、干燥、顯像、觀察及后處理4、簡述滲透劑的主要性能？答案：①滲透力強；②較好的截留性能，能較好地保留在表面開口的缺陷中；③清洗性好；④有良好的潤濕顯像劑的能力；⑤操作性良好；⑥儲存保管中需保持穩(wěn)定；⑦有較好的化學惰性，不使金屬腐蝕、變色；⑧閃點