钢轨探伤工技师题库(六)

钢轨探伤工技师题库（六）六、论述题1.说明指向角和近场区长度的关系，在实际探伤中如何选择探头频率和晶片的尺寸？答案:超声场的指向角θ0和近场区长度N都是表示晶片辐射特性的重要参数，它们与晶片直径和波长（既频率）有关。

当频率一定时，晶片尺寸大，指向角小，近场区长度大；反之则相反。

在实际探伤中，应根据被测工件的具体情况合理选择频率和晶片尺寸。

一般对薄工件选用频率低，晶片直径小的探头，可避免在近场区内探伤，对厚度大的工件选用频率高，晶片直径大的探头，有利于对远距离内较小缺陷的检测。

2.简述斜探头的K值与钢中近场区长度之间的关系。

答案:由于钢中横波折射角总大于有机玻璃中的纵波入射角，因此，斜探头晶片的有效面积Ae总是小于晶片的实际面积A，这样用相同尺寸的晶片制作的探头，K值越大，其近场区“N”值就越小。

3.在超声波探伤中如何选择斜探头的K值？答案:斜探头K值的选择应根据探伤工艺的要求及工件的受力状态、易产生缺陷的部位和趋向、工件厚度和形状，其原则尽可能使声束与缺陷反射面垂直。

4.在超声波探伤中如何选择探头的频率？答案:在满足探伤工艺要求的条件下尽可能选择频率较高的探头。

因为频率高，波长短，指向性好和分辨力高，有利于发现小的缺陷，又能提高定位、定量的精度。

但是，由于频率高穿透性能变差，粗晶材料的界面反射会增强，干扰缺陷的检测。

探侧面组糙的工件表面会产生严重的散射，声波不易透入工件。

总之应根据探伤工艺的要求以能发现最大测距内最小缺陷，并有足够的信噪比，以利于缺陷回波的确认。

5.说明WGT-3试块的作用。

答案:他的作用是测定钢轨探伤仪的灵敏度余量、声束宽度、70˚和37˚探头通道的距离幅度特性、斜探头的楔内回波幅度。

6.在钢轨探伤中为什么特别强调加强手工检查？答案:钢轨手工检查是一种必不可缺少的一种检查方法，他可以弥补钢轨探伤仪不能探测或很难探测的地段及部位，有利于分析和鉴别钢轨探伤仪检查中发现的可疑波形。

7.对钢轨探伤探头的检测有哪些规定？答案:应根据铁道部文件铁工务[1995]144号《钢轨探伤管理规则》的规定对新购置的探头必须有铁路局负责测试，各基层单位不得使用没有合格证的钢轨探伤仪专用探头；对使用中的钢轨探伤仪专用探头应按照铁道部标准TB/T2658.9-1995《钢轨超声波探伤作业》规定每月检测一次。

8.在钢轨探伤中，如何调整好0°探头通道的探伤灵敏度?答案:钢轨探伤用的0˚探头具反射式和穿透式有两种功能，主要检查轨头至轨底间的水平裂纹、纵向裂纹和斜裂纹。

对于水平裂纹和部分斜裂纹，采用反射式探伤方式，灵敏度应调整高一些；对于纵向裂纹采用穿透式探伤方式，灵敏度应调低一些；所以在确定探伤灵敏度时应兼顾两种探伤方式的需要。

在实际探伤中，一般使轨底波高达到80%时再释放6~10dB即可。

9.下图是一射极跟随器电路，简述其特点。

缺图答案:该电路的特点是电压放大倍数小于1或接近于1、输入阻抗高、输出阻抗低、通频带宽。

适用于高阻输入级、低阻输出级、中间隔离级等电路中。

10.简述直流电和交流电各有什么特点。

答案:其特点是直流电的大小和方向不随时间变化，而交流电的大小和方向随着时间的变化而变化。

11.下图是一电压负反馈放大电路，简述其电路的稳定过程。

缺图答案:稳定过程是：温度T↑→Ic↑→Uce↓→Ib↓→Ic↓。

12.下图是一电流负反馈放大电路，简述其电路的稳定过程。

缺图答案:稳定过程是：温度T↑→Ic↑→Ie↑→Ue（=IeRe）↑→Ube↓→Ib↓→Ic↓。

13.斜探头为什么用有机玻璃作斜楔？答案:因为有机玻璃的纵波声速小于钢的横波声速，当纵波声速通过有机玻璃向钢中射入时，其折射波的角度大于入射波的角度，能保证探头的入射角在钢中产生临界角之前有充分调节余地。

另外，有机玻璃性质坚固耐磨，超声衰减小，加工方便，所以在超声波探伤中斜探头一般用有机玻璃作斜楔。

14.为什么斜探头必须配有透声斜楔？说明其作用。

答案:进行斜射探伤用的探头主要用于横波探伤，所以，它与直探头的不同就是多了一块透声斜楔，其作用是产生波型转换，主要将纵波转换成横波；其次是使斜楔内多次反射声波不返回晶片处，以减少杂波的干扰。

另外，将斜楔做成不同的角度，可以获得各种斜探头。

15.简述超声波绕射能力的大小与障碍物的关系。

答案:绕射能力的大小取决于绕射角度，而绕射角度又取决障碍物的尺寸和声波波长的大小，当障碍物的尺寸小于波长时，障碍物对声波的传播不发生影响，既不影响障碍物后面的缺陷检测。

当障碍物的尺寸大于或等于波长时，则产生绕射现象，障碍物背后出现声影区。

16.简述超声波直探头利用一次脉冲反射法识别缺陷的方法。

答案:当工件中无缺陷时，仪器荧光屏上只有底面回波；当工件中有较小的缺陷时，仪器荧光屏上即显示缺陷回波，又显示工件底面回波；当工件中缺陷的尺寸大于声束截面时，入射声波全被缺陷反射而由探头接收，因此荧光屏上只显示缺陷的回波，而不显示底波。

17.简述超声波直探头利用多次脉冲反射法识别缺陷的方法。

答案:当工件内无缺陷时，在荧光屏上将显示底波的多次反射，其幅度逐次递减；若工件内有较小的缺陷时，每次反射底波前同时显示缺陷波；如果缺陷较大遮挡了整个发射声束，荧光屏上将显示缺陷的多次反射波。

18.简述气压焊缝中光斑、过烧、未焊透和裂纹缺陷的回波特征。

答案:光斑的回波特征是波形稳定、波峰高大；过烧的回波特征是波跟宽大、波峰呈树枝状；未焊透的回波特征是波幅不高或跳跃；裂纹的回波特征是波形稳定、强烈，有一定的波移量。

19.简述铝热焊缝中气孔、疏松、缩孔和未焊透缺陷的特征。

答案:气孔缺陷的特征是气孔大小不均，有单个或蜂窝状的气洞群体；疏松缺陷的特征是呈多孔性和不致密性，似海绵状，呈银白色；缩孔缺陷的特征是断口处呈暗灰色的空穴；未焊透缺陷的特征是断口呈未溶合状态，比较平整。

20.简述钢轨探伤人员责任漏检的原因。

答案:造成钢轨伤损责任漏检的因素有以下几点：1）没按规定的周期进行检查；2）探伤仪带病运转；3）检查中不执行“接头站、小腰慢、大腰匀速探”的要领，检查速度快；4）对原有伤损钢轨没有仔细校对；5）对薄弱地段和死角没有细致检查。

21.简述37°探头探测大小孔、双环孔、卷边孔和气割孔时的波形特征。

答案:大小孔的回波特征是近似于螺孔裂纹波，有时误判螺孔斜裂纹；双环孔的回波特征是前后显示螺孔波，易判为螺孔向上裂纹；卷边孔的回波特征是显示在螺孔波前方，有与螺孔波同时显示的瞬间，一般卷边波消失后，螺孔波仍显示；气割孔的回波特征是波形松散杂乱。

22.简述前37°探头探测第一孔至断面无伤时的回波规律。

答案:回波规律依此为螺孔波→轨头顶角波→颚部反射波→倒打螺孔波。

23.简述前37°探头探测第一孔向前下斜裂纹时的回波规律。

答案:回波规律依此为螺孔波→轨头顶角波→颚部反射波→螺孔裂纹波→倒打螺孔波。

24.说明钢轨探伤中影响探伤灵敏度的因素有哪些。

答案:主要有以下几点：1）钢轨轨面不洁，给水不足，影响超声波波束的射入；2）探头位置不正确，使超声波波束传播不到应探测的部位；3）机械装置不灵活或压力不足，使探头不能平稳探测；4）保护膜内有气泡，使发射的声束有暗影；5）轨行轮不同心、轮缘磨损严重、调整不当造成行走不稳，影响探伤效果。

6）声束与缺陷趋向不垂直。

25.试述钢轨生产过程中与钢轨缺陷产生的原因。

答案:钢轨在生产过程中由于工艺不良，将形成各种缺陷。

例如在冶炼和轧制过程中会形成白点、气泡、非金属夹杂等，在使用中会形成钢轨横向裂纹；钢锭偏析未全部切除，轧成型材后，会出现纵向的裂纹，例如钢轨腹部出现鼓包、劈裂及轨头裂纹等伤损。

26.简述钢轨中白点缺陷产生的原因。

答案:钢材中呈现出微型裂纹的粗糙组织，一般呈圆形或椭圆形银白色的波面。

钢中存在大量氢气，在冷却时来不及溢出，形成白点。

27.说明接收电路的性能对探伤仪哪些技术指标有影响。

答案:接收电路的性能直接影响到探伤仪的垂直线性、动态范围、探伤灵敏度、分辨力等重要技术指标。

28.说明钢轨探伤仪无扫描线、无报警，荧光屏中心只有一个亮点应如何判定故障所在部位。

答案:此现象说明示波管各脚的电压和增辉电路正常，应用示波器重点检查各通道的工作信号和扫描电路是否正常。

29.钢轨探伤仪各通道均出现间歇的跳跃草状杂波，试分析故障所在部位。

答案:整机各通道均有草状杂波，一般应考虑电源干扰，高压干扰及公共通道放大电路部分接地不良等。

如经检查这几部分都良好，那就可以怀疑场效应管4D01E其中有一只漏电造成的。

30.钢轨探伤仪各通道回波不冲顶，并且回波弯曲，试分析故障所在部位。

答案:回波弯曲，可能仪器在使用中几何校正电位器阻值变化或电位器焊点松动引起的，应检查此电位器的工作状态。

31.简述A型反射式超声波探伤仪的工作原理。

答案:其工作原理是同步电路产生的周期性脉冲信号分别触发扫描电路、发射电路。

扫描电路在同步脉冲信号的触发下产生线形良好的锯齿波，经示波管水平偏转板在荧光屏上产生一条水平扫描线。

同时另一路同步脉冲信号触发发射电路，产生一个持续时间很短的高频电脉冲加到探头内的压电晶片上，激励晶片产生超声波。

超声波透过耦合剂射入工件，如遇工件底面或缺陷即产生反射，由探头接收转换成电信号，输入高频放大器，经检波电路再有视频放大电路进一步放大后加到示波管的垂直偏转板上。

这时光点不仅在水平线上按时间作线性移动，而且受垂直偏转板上电压的影响做垂直运动，从而在扫描线的相应位置上显示缺陷波和底波。

根据缺陷波的位置和幅度确定缺陷的位置和大小。

32.简述超声波钢轨探伤仪与通用超声波探伤仪的区别。

答案:通用探伤仪，一般是一个通道，一只探头探测。

在探测不同工件时，可根据探测条件的需要随时更换探头和调整探伤仪的扫描时间和探测深度。

钢轨探伤仪则是一种配有手推车式的轻便专用探伤仪。

它采用了固定扫描时基线、多探头、多通道、同时工作的方式对钢轨进行较全面的探伤。

33.简述前、后37°探头探测探测正常螺孔时的回波显示规律。

答案:因为前37˚为单探头，后37˚为与0˚组合的探头，受探头结构和探测方向的影响，两个探头的出波位置有所差异。

后37˚探头的入射点比前37˚后移约10mm。

由于探测方向不同，其波形在小方门内显示过程相反。

34.简述超声波声速的大小与哪些因素有关。

答案:超声波的声速与传播超声波的材料特性和超声波的波型有关，不同波型的超声波，在同一材料中传播速度各不相同；同一波型的超声波其传播速度在不同材料中传播时，声速亦不同。

35.简述超声场中的声压分布规律。

答案:在超声场中声束轴上的声压分为近场区和远场区，在近场区声压急剧起伏，出现多个极大值和极小值，声压变化复杂而无规律；而在远场区随着距离的增加声压变化而有规律的下降。