2024年5月31日发(作者：蒙振荣)
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初、中级无损检测技术资格人员-超声检测考题汇编
计算题
计算题
1.在水浸法探伤中，求水/钢的往复透过率T
解：Z
1
=1.5×10Kg/ms(水温20℃) Z
2
=45.4×10Kg/ms(水温20℃)
6262
T=4Z
1
Z
2
/(Z
1
+Z
2
)=(4x1.5x45.4x10)/(1.5+45.4)×10=0.12=12% 答：水/钢的往复透过率
T为12%
2.碳素钢和不锈钢的声阻抗差异约为1%，求二者复合界面上的声压反射率。
解：设界面声压反射率为r（r取绝对值）
r=(Z
1
-Z
2
)/(Z
1
+Z
2
)=(1-0.99)/(0.99+1)=0.005=0.5% 答：二者复合界面上的声压反射率为
0.5%。
3.边长为D=10mm的方形晶片，指向角用θ
0
=57λ/D表示。试计算探测钢材时，下列探头晶
片的指向角：
①5MHz10x10、②4MHz12x12、③3MHz15x15、④2MHz20x20
解：λ
λ
λ
③
④
①
212212
=(5900x10)/(5x10)=1.18mm；λ
3
3
6
6
36
②
=(5900x10)/(4x10)=1.48mm；
36
=(5900x10)/(3x10)=1.97mm；
=(5900x10)/(2x10)=2.95mm，则：①的指向角：θ
0
=57x1.18/10=6.70；②的指向角：
θ
0
=57x1.48/12=7.030；
③的指向角：θ
0
=57x1.97/15=7.480；④的指向角：θ
0
=57x2.95/20=8.410
4.当声压比为下列数值时，计算dB值。（不可用图表及计算尺）①8、②400、③20、④0.8、
⑤1000
解：如用分贝表示两数值之比P/Q，则数值A=20lg（P/Q）
① A=20lg8=60lg2=18dB；② A=20lg400=40lg20=52dB；③ A=20lg20=20(lg2+lg10)=26dB；
④ A=20lg0.8=20(lg8+lg10)=-2dB；⑤ A=20lg1000=60lg10=60dB
-1
5.5P20x10 45°的探头有机玻璃楔块内声速为2730m/s，被检材料（低碳钢）中声速为
3230m/s，求入射角α。
解：根据折射定律：sinα/sinβ=C
L1
/C
S2
又：
β=45° sinα=(C
L1
/C
S2
)·sinβ=(2730/3230)·sin45°=0.59
α=36.7° 答：入射角α为36.7°
6.试以钢材为例，计算2MHzΦ30直探头的近场区
解：声波在钢材中的纵波速度为5900m/s λ
=D/4λ=30/4x2.95=76mm
答：2MHzΦ30直探头近场区为76mm。
22
钢
=Ｃ
钢
／f=5900x10/2x10=2.95mm N
钢
36
7.用折射角60°的斜探头探测坡
口角为60°的钢板对接焊缝,如
下图所示,计算在探头一侧坡口面
发现坡口面未熔合缺陷处所有反
射波型的反射角
(C
L
=5900m/s,C
S
=3200m/s)（标准答
案从略）
8.用直探头水浸法探钢板，当板厚
δ=60mm时，使底波第二次反射波
B
2
正好与水层第二次反射波S
2
重
合，求其水层高度？解：题意要求
钢板的第二次回波与水层的第二
次回波重合，即超音波在水中的传
播时间等于超音波在钢板中两次
反射波的传播时间。h/C
L水
=2·δ/
C
L钢
式中：h-水层高度，δ-钢板
厚度 h=(C
L水
/C
L
钢
)·2·δ=(5.9/1.48)x2x60=30.
1mm
答：水层厚度h=30.1mm
9.用水浸聚焦探头探钢管，当要求水层高度为10mm，检查Φ40mm的钢管时，试计算透镜的
曲率半径。
解：根据公式r
1
=[1-(C
2
/C
1
)]f，式中：r
1
-透镜曲率半径；C
1
-有机玻璃声速；C
2
-水声速；f-
焦距（探头至管子中心的垂直距离），
r
1
=[1-(C
2
/C
1
)]f=[1-(1500/2700)](20+10)=(1-0.556)x30=13.3mm
答：检查Φ40mm的钢管时，透镜的曲率半径为13.3mm
10.用水浸聚焦法检查Φ42x4mm的小口径钢管，水层距离为30mm，求偏心距、入射角、折
射角、焦距和透镜的曲率半径各为多少？
解：已知：钢管Φ42x4mm、水层厚度L
2
=30mm，r=(42/2)-4=17，y=(R-X)，式中：R=Φ/2=21mm
X=r·(C
L2
/C
S3
)=17x(1.5/3.2)=8mm，y=(21-8)=(377)=19.4mm，焦距
f=L
2
+y=30+19.4=49.4mm
入射角：sinα=X/R=8/21=0.38，α=22.3°；折射角：sinβ=r/R=17/21=0.81，β=54.1°
声透镜曲率半径：r'=[(n-1)/n]·f，式中：n=C
L1
/C
L2
=2.7/1.5=1.8，
r'=[(1.8-1)/1.8]·49.4≈22mm
偏心距：X=8mm
11.用单探头接触法横波探伤外径为300mm厚60mm的大口径钢管时，应选用折射角为多少
的探头？
解：为保证管内壁的缺陷能被发现，声束必须与内壁相切：sinβ=r/R=90/150=0.6，
β=36.87°
答：探头的折射角应小于或等于36.87°
12.有一厚度为400mm的饼形锻件，要求探伤灵敏度为h=400mm、Φ4mm平底孔，当用底波
221/21/2
221/2
调节灵敏度时，①底波应调至多少dB？②若在100mm处发现波高24dB的缺陷，该缺陷的当
量直径为多大？（使用2.5MHz、Φ20mm的直探头）
答：①底波应调至31.4dB。②该缺陷的当量直径为Φ4mm
13.用2.5MHzΦ20的直探头对厚度为215mm的钢锻件进行探伤，要求能发现Φ2当量的平
底孔缺陷。①怎样调节探伤灵敏度？②在深度200mm处发现一缺陷，用衰减器调节至同一
稳定高度时，衰减器读数nf=20dB，求缺陷大小。（利用AVG曲线计算）解：根据公式：L
0
=D/4λ
先计算近场区长度,λ=c/f=5.9/2.5=2.34mm，L
0
=20/(4x2.34)=43mm
Φ2mm的缺陷归一化后得G=2/20=0.1，δ=215mm；探测距离归一化后得A=215/43=5，由基
本AVG曲线查出A=5、G=0.1时的增益值V=48dB。将探头放在工件上，将荧光屏显示的底波
调节到某一高度（通常是满屏的80%），增益48dB，仪器的探伤灵敏度调节完毕。
当在129mm处发现一缺陷时，衰减器读数nf=20dB，此时缺陷的增益值为V
f
=V-nf，
∴V
f
=V-nf=48-20=28dB
将缺陷距离化为归一化距离：A
f
=129/43=3，根据A
f
=3、V
f
=28dB 查基本AVG曲线图得G
f
=0.2，
缺陷当量大小为Φ
f
=G
f
·D
f
=0.2x20=4mm 答:该缺陷为Φ4当量.(注：基本AVG曲线图考试
卷上给出。)
14.用tgβ=2.5的探头，探测厚度16mm的对接焊缝，探头移动区宽度应为多少毫米？
答：探头移动区宽度L=2T·tgβ+50=2x16x2.5+50=130mm
15.用某折射角β的斜探头的二次波发现一缺陷，当用水平距离1:1调节仪器的扫描时，
怎样确定缺陷的埋藏深度？
答：缺陷的埋藏深度H=2T-水平距离/tgβ
2
2
16.对Φ60x6钢管的对接焊缝进行探伤，焊缝宽14mm，探头折射角应选多大？
答：按一次扫查到焊根计算，若探头前沿距离b=8mm，则：tgβ=[(焊缝宽度
/2)+b]/T=(7+8)/6=2.5，β=68.2°
17.假设有一厚度δ为30mm的压力容器焊缝，外表面焊缝宽为60mm，内焊缝宽为30mm，
探头前沿距离L=15mm，为保证声束扫查到整个焊缝，探头的折射角最小应取多大？
解：根据题意，探头的水平跨距最小应是外焊道和内焊道的半数和，所以探头的：
tgβ≥(L+b+a)/δ=(15+30+15)/30=2，式中：b-(1/2)外焊道宽；a-(1/2)内焊道宽，即
β≥63.4°
18.当板厚δ=20mm时，利用2.5MHz，tgβ=2的斜探头进行超音波检测，试计算第一、二
次声程的水平距离。
解：一次水平距离=δ·tgβ=2x20=40mm；二次水平距离=2δ·tgβ=2x40=80mm
19.用tgβ=2的斜探头探测厚度δ=20mm的焊缝，缺陷在荧光屏上出现的位置分别为32和
52，求缺陷在钢中的深度。（按水平比例1:1定位）解：一次声程缺陷深度
δ
1
=X
1
/tgβ=32/2=16mm；二次声程缺陷深度 δ
2
=2δ-(X
2
/2)=40-(52/2)=14mm 答：一、二
次声程缺陷深度分别为16mm和14mm。
20.试计算出厚度δ=46mm和120mm对接焊缝的探头移动区。（选用tgβ=1和tgβ=2探头）
解：①厚度δ=46mm时应采用单面两侧探伤，故探测区P
1
≮2·δ·tgβ+50mm，对于tgβ=1
探头：P
1
≮2x46x1+50=142mm；对于tgβ=2探头：P
1
≮2x46x2+50=234mm
②厚度 δ=120mm时应采用两面探测，故探测区P
2
≮T·tgβ+50mm，对于tgβ=1探头：
P
2
≮120x1+50=170mm；对于tgβ=2探头：P
2
≮120x2+50=20mm
2024年5月31日发(作者：蒙振荣)
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初、中级无损检测技术资格人员-超声检测考题汇编
计算题
计算题
1.在水浸法探伤中，求水/钢的往复透过率T
解：Z
1
=1.5×10Kg/ms(水温20℃) Z
2
=45.4×10Kg/ms(水温20℃)
6262
T=4Z
1
Z
2
/(Z
1
+Z
2
)=(4x1.5x45.4x10)/(1.5+45.4)×10=0.12=12% 答：水/钢的往复透过率
T为12%
2.碳素钢和不锈钢的声阻抗差异约为1%，求二者复合界面上的声压反射率。
解：设界面声压反射率为r（r取绝对值）
r=(Z
1
-Z
2
)/(Z
1
+Z
2
)=(1-0.99)/(0.99+1)=0.005=0.5% 答：二者复合界面上的声压反射率为
0.5%。
3.边长为D=10mm的方形晶片，指向角用θ
0
=57λ/D表示。试计算探测钢材时，下列探头晶
片的指向角：
①5MHz10x10、②4MHz12x12、③3MHz15x15、④2MHz20x20
解：λ
λ
λ
③
④
①
212212
=(5900x10)/(5x10)=1.18mm；λ
3
3
6
6
36
②
=(5900x10)/(4x10)=1.48mm；
36
=(5900x10)/(3x10)=1.97mm；
=(5900x10)/(2x10)=2.95mm，则：①的指向角：θ
0
=57x1.18/10=6.70；②的指向角：
θ
0
=57x1.48/12=7.030；
③的指向角：θ
0
=57x1.97/15=7.480；④的指向角：θ
0
=57x2.95/20=8.410
4.当声压比为下列数值时，计算dB值。（不可用图表及计算尺）①8、②400、③20、④0.8、
⑤1000
解：如用分贝表示两数值之比P/Q，则数值A=20lg（P/Q）
① A=20lg8=60lg2=18dB；② A=20lg400=40lg20=52dB；③ A=20lg20=20(lg2+lg10)=26dB；
④ A=20lg0.8=20(lg8+lg10)=-2dB；⑤ A=20lg1000=60lg10=60dB
-1
5.5P20x10 45°的探头有机玻璃楔块内声速为2730m/s，被检材料（低碳钢）中声速为
3230m/s，求入射角α。
解：根据折射定律：sinα/sinβ=C
L1
/C
S2
又：
β=45° sinα=(C
L1
/C
S2
)·sinβ=(2730/3230)·sin45°=0.59
α=36.7° 答：入射角α为36.7°
6.试以钢材为例，计算2MHzΦ30直探头的近场区
解：声波在钢材中的纵波速度为5900m/s λ
=D/4λ=30/4x2.95=76mm
答：2MHzΦ30直探头近场区为76mm。
22
钢
=Ｃ
钢
／f=5900x10/2x10=2.95mm N
钢
36
7.用折射角60°的斜探头探测坡
口角为60°的钢板对接焊缝,如
下图所示,计算在探头一侧坡口面
发现坡口面未熔合缺陷处所有反
射波型的反射角
(C
L
=5900m/s,C
S
=3200m/s)（标准答
案从略）
8.用直探头水浸法探钢板，当板厚
δ=60mm时，使底波第二次反射波
B
2
正好与水层第二次反射波S
2
重
合，求其水层高度？解：题意要求
钢板的第二次回波与水层的第二
次回波重合，即超音波在水中的传
播时间等于超音波在钢板中两次
反射波的传播时间。h/C
L水
=2·δ/
C
L钢
式中：h-水层高度，δ-钢板
厚度 h=(C
L水
/C
L
钢
)·2·δ=(5.9/1.48)x2x60=30.
1mm
答：水层厚度h=30.1mm
9.用水浸聚焦探头探钢管，当要求水层高度为10mm，检查Φ40mm的钢管时，试计算透镜的
曲率半径。
解：根据公式r
1
=[1-(C
2
/C
1
)]f，式中：r
1
-透镜曲率半径；C
1
-有机玻璃声速；C
2
-水声速；f-
焦距（探头至管子中心的垂直距离），
r
1
=[1-(C
2
/C
1
)]f=[1-(1500/2700)](20+10)=(1-0.556)x30=13.3mm
答：检查Φ40mm的钢管时，透镜的曲率半径为13.3mm
10.用水浸聚焦法检查Φ42x4mm的小口径钢管，水层距离为30mm，求偏心距、入射角、折
射角、焦距和透镜的曲率半径各为多少？
解：已知：钢管Φ42x4mm、水层厚度L
2
=30mm，r=(42/2)-4=17，y=(R-X)，式中：R=Φ/2=21mm
X=r·(C
L2
/C
S3
)=17x(1.5/3.2)=8mm，y=(21-8)=(377)=19.4mm，焦距
f=L
2
+y=30+19.4=49.4mm
入射角：sinα=X/R=8/21=0.38，α=22.3°；折射角：sinβ=r/R=17/21=0.81，β=54.1°
声透镜曲率半径：r'=[(n-1)/n]·f，式中：n=C
L1
/C
L2
=2.7/1.5=1.8，
r'=[(1.8-1)/1.8]·49.4≈22mm
偏心距：X=8mm
11.用单探头接触法横波探伤外径为300mm厚60mm的大口径钢管时，应选用折射角为多少
的探头？
解：为保证管内壁的缺陷能被发现，声束必须与内壁相切：sinβ=r/R=90/150=0.6，
β=36.87°
答：探头的折射角应小于或等于36.87°
12.有一厚度为400mm的饼形锻件，要求探伤灵敏度为h=400mm、Φ4mm平底孔，当用底波
221/21/2
221/2
调节灵敏度时，①底波应调至多少dB？②若在100mm处发现波高24dB的缺陷，该缺陷的当
量直径为多大？（使用2.5MHz、Φ20mm的直探头）
答：①底波应调至31.4dB。②该缺陷的当量直径为Φ4mm
13.用2.5MHzΦ20的直探头对厚度为215mm的钢锻件进行探伤，要求能发现Φ2当量的平
底孔缺陷。①怎样调节探伤灵敏度？②在深度200mm处发现一缺陷，用衰减器调节至同一
稳定高度时，衰减器读数nf=20dB，求缺陷大小。（利用AVG曲线计算）解：根据公式：L
0
=D/4λ
先计算近场区长度,λ=c/f=5.9/2.5=2.34mm，L
0
=20/(4x2.34)=43mm
Φ2mm的缺陷归一化后得G=2/20=0.1，δ=215mm；探测距离归一化后得A=215/43=5，由基
本AVG曲线查出A=5、G=0.1时的增益值V=48dB。将探头放在工件上，将荧光屏显示的底波
调节到某一高度（通常是满屏的80%），增益48dB，仪器的探伤灵敏度调节完毕。
当在129mm处发现一缺陷时，衰减器读数nf=20dB，此时缺陷的增益值为V
f
=V-nf，
∴V
f
=V-nf=48-20=28dB
将缺陷距离化为归一化距离：A
f
=129/43=3，根据A
f
=3、V
f
=28dB 查基本AVG曲线图得G
f
=0.2，
缺陷当量大小为Φ
f
=G
f
·D
f
=0.2x20=4mm 答:该缺陷为Φ4当量.(注：基本AVG曲线图考试
卷上给出。)
14.用tgβ=2.5的探头，探测厚度16mm的对接焊缝，探头移动区宽度应为多少毫米？
答：探头移动区宽度L=2T·tgβ+50=2x16x2.5+50=130mm
15.用某折射角β的斜探头的二次波发现一缺陷，当用水平距离1:1调节仪器的扫描时，
怎样确定缺陷的埋藏深度？
答：缺陷的埋藏深度H=2T-水平距离/tgβ
2
2
16.对Φ60x6钢管的对接焊缝进行探伤，焊缝宽14mm，探头折射角应选多大？
答：按一次扫查到焊根计算，若探头前沿距离b=8mm，则：tgβ=[(焊缝宽度
/2)+b]/T=(7+8)/6=2.5，β=68.2°
17.假设有一厚度δ为30mm的压力容器焊缝，外表面焊缝宽为60mm，内焊缝宽为30mm，
探头前沿距离L=15mm，为保证声束扫查到整个焊缝，探头的折射角最小应取多大？
解：根据题意，探头的水平跨距最小应是外焊道和内焊道的半数和，所以探头的：
tgβ≥(L+b+a)/δ=(15+30+15)/30=2，式中：b-(1/2)外焊道宽；a-(1/2)内焊道宽，即
β≥63.4°
18.当板厚δ=20mm时，利用2.5MHz，tgβ=2的斜探头进行超音波检测，试计算第一、二
次声程的水平距离。
解：一次水平距离=δ·tgβ=2x20=40mm；二次水平距离=2δ·tgβ=2x40=80mm
19.用tgβ=2的斜探头探测厚度δ=20mm的焊缝，缺陷在荧光屏上出现的位置分别为32和
52，求缺陷在钢中的深度。（按水平比例1:1定位）解：一次声程缺陷深度
δ
1
=X
1
/tgβ=32/2=16mm；二次声程缺陷深度 δ
2
=2δ-(X
2
/2)=40-(52/2)=14mm 答：一、二
次声程缺陷深度分别为16mm和14mm。
20.试计算出厚度δ=46mm和120mm对接焊缝的探头移动区。（选用tgβ=1和tgβ=2探头）
解：①厚度δ=46mm时应采用单面两侧探伤，故探测区P
1
≮2·δ·tgβ+50mm，对于tgβ=1
探头：P
1
≮2x46x1+50=142mm；对于tgβ=2探头：P
1
≮2x46x2+50=234mm
②厚度 δ=120mm时应采用两面探测，故探测区P
2
≮T·tgβ+50mm，对于tgβ=1探头：
P
2
≮120x1+50=170mm；对于tgβ=2探头：P
2
≮120x2+50=20mm