11月MT、PT2级工艺考试题

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1、一挖掘机减速箱蜗杆轴，结构及几何尺寸如图1所示。材料牌号为45Cr，热处理状态为轴表面调质处理(840油淬，580回火)，蜗杆表面为淬火处理（840油淬）。工件为机加工表面，该工件经磁粉检测后需精加工。要求检测该工件外表面各方向缺陷（不包括端面）。请按照JB4730-2005标准，审核、修订并优化磁粉检测工艺卡一（采用高等级灵敏度检测，验收级别为级；若采用线圈磁化时，工件考虑正中放置）。（25分）80160 130 80 200(A)500(B)200(A) 图1：减速箱蜗杠轴制造单位现有如下探伤设备与器材：1、CEW-10000固定式磁粉探伤机、TC-6000固定式磁粉探伤机、CYD-300

2、0移动式磁粉探伤机、CEW-2000固定式磁粉探伤机、CEW-1000固定式磁粉探伤机，以上探伤机均配置200250mm的刚性开闭线圈，5匝。2、GD-3型毫特斯拉计。3、ST-80（C）型照度计。4、UV-A型紫外辐照度计。5、黑光灯。6、YC2型荧光磁粉、黑磁粉、BW-1型黑磁膏、水、煤油、LPW-3号油基载液。7、A1、C、D型试片。8、磁悬液浓度测定管。9、2-10倍放大镜。对审核修订、优化磁粉检测工艺卡的要求：1、如认为工艺卡中所填写内容错误，不恰当或不完整，则划去错误或不恰当的内容，在修改栏中填写正确、完整的内容；如认为工艺卡中所填写内容正确，完整，则不作任何修改。2、根据所给出的

3、被检工件情况由编者自行选择最佳磁化方法及磁化规范，并按上述条件选择所需的磁粉探伤设备与器材。3、磁化方法应通过示意图表达清楚。4、在工艺卡“编制”、“审核”栏中填写其要求的无损检测人员资格等级和日期。磁粉探伤工艺卡产品名称减速箱蜗杆轴工件规格160500，80200mm材料编号45Cr检测部位蜗杆轴外表面表面状况机加工探伤设备CEW2000CYD-3000或CEW-6000，CEW-10000(0.5分)检测方法非荧光湿式直流剩磁法紫外光照度或工件表面光照度工件表面光照度500 lx标准试片A130/100荧光湿式交流连续法非荧光湿式交流连续法(2分)荧光1000W/cm2(非荧光1000 l

4、x) (0.5分)、齿面C-8/50,D-7/50,A1-7/50、轴面A1-7/50, (4.5分)磁化方法线圈法磁粉、载液及磁悬液沉淀浓度黑磁粉+水10-20g/l磁悬液施加方法浸 、轴向通电法(I1)、加线圈法(I2) (3分)YC2型荧光磁粉LPW-3号油基载液 0.1-0.4mL/100mL 或黑磁粉（BW-1型黑磁膏）水 1.2-2.4mL/100mL (0.25分)喷、浇磁悬液均可 (0.25分)磁化顺序周向磁化规范纵向磁化规范I2=288A先轴向通电法后线圈法磁化 (1分)、I1A=(640-1200)A、I1B=(1280-2400)A 、最终以标准试片确定(2分)正中放置、

5、I2A=(53510%)A、I2B=(91810%) A、最终以标准试片确定(2分)检测方法标准JB/T4730.4-2005质量验收等级级退磁无需退磁(0.25分)(0.25分)交流退磁法退磁、GD-3毫特斯拉计测定剩磁应不大于0.3mT (0.5分)不允许缺陷1.任何裂纹和白点，2.任何横向缺陷显示，3.任何大于4mm的线性或非线性缺陷磁痕，4.单个圆形缺陷磁痕d4mm，且在评定框内4个。、任何裂纹和白点。、任何横向缺陷显示。、任何线性缺陷磁痕。、在2500mm2（其中一个矩形边的最大长度为150mm）内, 单个圆形缺陷d2.0,或d2.0的圆形缺陷大于1个。 、综合评级超标的缺陷磁痕。

6、(2分) 示意草图：（画出磁化示意图） I1I1(通电法) I2 I2(线圈法) (0.5分)附加说明：（写出线圈法磁化时工件L/D值，充填因数及磁化规范计算公式）、 YA=(100/40)26.25(中充填)，YB=(100/80)21.5625(高充填)。、(L/D)A =900/80=11.25 (L/D)B=900/160=5.625、I1AB=(8-15)D 、NI2A=(NI)h(10-Y)+(NI)l(Y-2)/8、 NI2B=35000/(L/D)B+2 (5分) 编 制 (0.25分) 年 月 日审 核(0.25分)年 月 日某压力管道元件制造单位生产一批180急弯弯头，形状

7、规格如图2所示，材料牌号为15CrMo，弯头制造采用中频感应加热推制工艺，制造工序为：切割下料送料中频加热成型校型热处理表面喷丸处理端部机加工喷漆/标志包装储运。因用户要求弯头端面加工成I型坡口。制造单位为保证产品质量，采用MT方法检测弯头在制造过程中可能产生的表面及近表面缺陷，检测面为弯头外表面。请按照JB/T4730.42005，采用中等级灵敏度探伤，验收级别为级，回答下列问题。 图2 180急弯弯头现有如下探伤设备与器材：1、 CZQ-6000固定式磁粉探伤机、CYD-3000移动式磁粉探伤机、CEW-2000固定式磁粉探伤机，以上探伤机均配置300100mm的线圈，5匝。2、CDX1磁

8、轭探伤仪（交流电，平面磁极2020，磁轭带活动关节）3、电缆线，长3m 4、支杆1付5、25500mm铜棒6、GD-3型毫特斯拉计、ST-80（C）型照度计、UV-A型紫外辐照度计、黑光灯。7、YC2型荧光磁粉、黑磁粉、BW-1型黑磁膏、水、煤油、LPW-3号油基载液。8、A1、C型试片。9、磁悬液浓度测定管。10、2-10倍放大镜。1根据弯头的制造工序，你认为外表面磁粉检测应放在哪道工序之后？并简述理由。（7分）答：应放在端部机加工之后，其理由如下：1）喷漆/标志后外表面有涂层，磁粉检测不可靠，因此磁粉检测应放在喷漆/标志之前进行。2）热处理会产生热处理裂纹，因此磁粉检测应放在热处理之后。3

9、）热处理后工件表面有氧化皮，表面喷丸处理后能去除氧化皮，并使表面光洁度满足磁粉检测要求。4）机加工使缺陷露出表面，另外，平整的表面使电缆缠绕法磁化时弯头的接长成为可能。（放在表面喷丸处理后可得6分，放在热处理后得4分，因为未考虑热处理后氧化皮对检测的影响，其它回答均不得分。）2简述MT、PT各自的优点（至少回答5点），并从检测效率、缺陷检测要求、检测灵敏度方面，分析比较MT、PT中哪种方法较适合于对该批弯头的检测？（7分）答：MT优点：(1)可检测出铁磁性材料表面和近表面(开口和不开口)的缺陷。(2)能直观地显示出缺陷的位置、形状、大小和严重程度。(3)具有很高的检测灵敏度，可检测微米级宽度的

10、缺陷。(4)单个工件检验速度快,工艺简单，成本低，污染轻。(5)结合使用各种磁化方法，几乎不受工件大小和几何形状的影响。(6)检验缺陷重复性好。(7)磁粉探伤一橡胶铸型法可间断监测小孔内壁早期疲劳裂纹的产生和发展。(8)可检验受腐蚀的表面。（至少回答5点，2.5分）PT优点：(1)可检测出任何非松孔性材料表面开口的缺陷。(2)能直观地显示出缺陷的位置、形状、大小和严重程度。(3)具有较高的检测灵敏度。(4)着色探伤不用设备，不用水电，特别适用于现场检验。(5)检验不受工件几何形状和缺陷方向的影响。(6)对针孔、疏松缺陷的检测灵敏度高。（至少回答5点，2.5分）针对该批弯头的检测，MT检测效率高

11、，能检出表面和近表面(开口和不开口)的缺陷，满足缺陷检测要求，而PT只能使出表面开口缺陷，另外，MT检测灵敏度相对PT要高，因此MT较适合于对该批弯头的检测。(2分)3某MT-级人员为提高检测效率，将多个弯头挂在25500mm铜棒上，对铜棒通电进行磁化操作，如图3所示，磁化电流值按偏置芯棒法磁化规范选取，你认为该MT-级人员的操作正确吗？并简述理由。（6分）答：该MT级人员的操作不正确。(2分）1）根据右手定则：当电流流过导体时，产生的磁场是以导体中心轴线为圆心的同心圆。当180急弯弯头放在铜导体上，由于急弯弯头不能在工件中完成闭合的磁路，磁场发生畸变，磁力线是通过空气才闭合，使被检工件中的磁

12、场被大大减弱、扭曲并且分布不均匀。因此这是一种不可靠的磁化方法。(2分）另外，偏置芯棒法磁化规范的确定是基于磁力线完全在工件中形成闭合回路这一前提条件下才成立，因此标准规定的经验公式在此情况下不适用。(2分）4简述触头法的优点和缺点，针对该批弯头进行检测，你认为用触头法合适吗？并简述理由。（7分）答：触头法的优点：（2分） 设备轻便，可携带到现场检验，灵活方便； 可将周向磁场集中在经常出现缺陷的局部区域进行检验； 检测灵敏度高。触头法的缺点：（2分） 一次磁化只能检验较小的区域； 接触不良会引起工件过热和打火烧伤； 大面积检验时，要求分块累积检验，很费时。该弯头的材料为15CrMo，触头接触不

13、良会引起电弧击伤，很容易在工件上产生裂纹，因此不宜用触头法检测，另外，触头法检测效率低，很费时，也不适用于该类弯头的批量检测。（3分）5简述磁轭法的优点和缺点，针对该批弯头进行检测，你认为用磁轭法合适吗？并简述理由。 （7分）答：磁轭法的优点：（2分） 非电接触；改变磁轭方位，可发现任何方向的缺陷；便携式磁轭可带到现场检测，灵活，方便；可用于检测带漆层的工件（当漆层厚度允许时）；检测灵敏度较高。磁轭法的缺点：（2分） 几何形状复杂的工件检验较困难；磁轭必须放到有利于缺陷检出的方向；用便携式磁轭一次磁化只能检验较小的区域，大面积检验时，要求分块累积，很费时；磁轭磁化时应与工件接触好，尽量减小间隙

14、的影响。该弯头的管径和弯曲半径均较小，表面不平整，且磁轭的磁极为平面，难以保证磁极和工件表面接触良好，因此检测灵敏度难以保证；另外，磁轭法检测效率低，不适用于该类弯头的批量检测。（3分）6为检测弯头的纵向缺陷，用电缆穿过弯头的轴线进行磁化（中间用非铁磁性材料支撑电缆），如图4所示，请比较图示中A和B两点的磁感应强度大小，并简述理由。（6分）图4答：B点的磁感应强度较大。（2分）其理由如下：用电缆穿过弯头的轴线进行磁化，磁感应线的分布如右图所示，由工件表面磁感应线的分布图中可以看出，B处的磁感应线密度最高，A处的磁感应线密度最低。（4分）7为检测弯头的横向缺陷，用电缆缠绕法对工件进行磁化，请比较

15、图5a和图5b所示的两种磁化布置方法中，哪种方法检测灵敏度和检测效率较高？并简述理由。（7分）图5a 图5b答：1)在图5a所示的磁化布置方法中，用线圈法进行纵向磁化时，磁力线会逸出工件端面进入空气中，再通过空气形成闭合回路，因此外加磁场中磁化时，在它的端头产生磁极，这些磁极形成了退磁场，它对外加磁场有削弱作用。另外，从磁阻定律分析，磁力线在工件两端穿过空气再形成闭合回路，磁力线穿过空气中的距离很长，其磁路的磁阻很大，导致有效磁场强度减弱。（2分）2)反之，在图5b所示的磁化布置方法中，用线圈法进行纵向磁化时，磁力线穿过两弯头端面的极薄的空气间隙，从一只弯头再进入另一只弯头，因为磁力线沿阻力最

16、小的路径通过，几乎全部磁力线在两弯头中形成闭合回路，外逸的磁力线很少，因此在此情况下形成的退磁场很小。另外，从磁阻定律分析，磁力线穿过空气的距离远小于前种情况，其磁路的磁阻相对较小，因此有效磁场强度较前者强。（2分）3）另外，图5a所示的磁化布置方法中，需要分段磁化，且只能检测一个弯头，而图5b所示的磁化布置方法中，由于磁力线沿工件形成闭合回路，一次磁化可检测电缆覆盖区域外的所有缺陷，再用一次磁化检测原先电缆覆盖区域，且可完成两个弯头的检测，相对来说检测效率较高。（3分）8针对该弯头的规格尺寸和缺陷检测要求，在交流电和直流电两种电流类型中，你认为选择哪种电流较合适？并简述理由。（6分）答：选用

17、直流电较合适，其理由如下：（2分）（1）根据检测要求，采用磁粉检测方法检测弯头在制造过程中可能产生的表面和近表面缺陷，而交流电由于具有趋肤效应，因此对表面缺陷有较高的灵敏度，但对近表面缺陷灵敏度很低，不能满足检测要求。（2分）（2）直流电磁场渗入深度大，检测缺陷的深度也大，能够检测弯头的近表面缺陷；特别是该弯头的壁厚只有4mm，直流电磁通能相对集中，不致于产生磁力线在厚度方向上发散太多而导致对表面缺陷检测灵敏度的下降，因此在此情况下，采用直流电检测能兼顾表面和近表面缺陷的检测。（2分）9什么叫磁路定律？写出具体公式。并请用磁路定律分析图6所示的电缆缠绕法磁化时，两弯头端面间的空气间隙L0对磁粉

18、检测的影响。（7分）答：磁通量等于磁动势与磁阻之比，称为磁路定律。（2分）公式表示如下：（2分） 图6分）NI为磁动势，为磁通量，L/S为磁阻，用rm表示。从磁路定律可以得出：磁路的磁阻与磁路的长度成正比，与其截面积及其磁路的铁磁性材料的磁导率成反比。通过图6可以看出：磁力线穿过两弯头端面的空气间隙，从一只弯头再进入另一只弯头，由于空气的磁导率远小于工件的磁导率，因此，两弯头端面间的空气间隙L0越大，等于磁阻越大，从而降低了有效磁通。当然也就会降低工件的磁化程度，结果必然造成检测灵敏度的下降。此外由于间隙的存在，将会在磁极附近产生漏磁场，间隙越大所产生的漏磁场就越严重，由于间隙产生的漏磁场会干

19、扰端面附近由缺陷产生的漏磁场，从而影响对端面附近缺陷的检测。（3分）四、工艺题某在制10立方米储罐，设备编号R03，类容器，工作压力2.0MPa，盛装腐蚀性介质。壳体材质为16MnR +304L复合钢板，直径1800mm，板厚18+3mm，工件温度：6。要求检测所有焊接接头内表面缺陷。执行标准：JB/T4730-2005，级合格，高灵敏度。1800A1B1 B2B3 A2 4600 焊缝 基板 复板依据JB/T4730-2005对该容器焊缝编制渗透检测工艺卡，具体要求如下： （1） 操作程序应按顺序逐项填写。（2） 渗透检测剂型号：渗透剂：OD-2800-、OD-2800-、OD-2800-、

20、DPT-5、HD船牌和GD金晴牌；清洗剂：水、DPT-5、HD船牌和GD金晴牌；显象剂：DN-600S、DN-600、DN-900D、DPT-5、HD船牌和GD金晴牌。（3） 已具备的渗透检测设备及设施如下：水源、电源、便携式渗透检测设备，固定式渗透检测装置，黑光灯，黑光辐照计，荧光亮度计，照度计，A、B、两种类型试块等。（4） 工件示意草图：可不画，但应注明。（5） 请在注意事项栏中说明关键注意事项。（6） 在工艺卡内“编制”和“审核”栏中填写其资格等级或职务。渗透检测工艺卡工件名称储罐规格180018+34600类别工序安排外观检查后表面状况焊态材料牌号R03，检测部位内表面焊接接头检测比

21、例100%检测方法C-d（1分）工件温度6标准试块A、 B型（0.5分）观察方式目视渗透剂型号DPT-5乳化剂型号-清洗剂型号DPT-5显像剂型号DPT-5渗透时间实验确定干燥时间实验确定显像时间实验确定乳化时间-照明设备照明用白光灯黑光辐照 度-可见光照 度1000LX渗透剂施加方法喷乳化剂施加方法-去除方法擦拭显像剂施加方法喷水洗温度-验收标准JB/T4730-2005合格级别I级每空0.5分渗透检测剂的选择理由1、选择高灵敏度的渗透检测剂，2、检测对象是奥氏体不锈钢，一定控制检测剂中氯和氟的含量，一定量的检测剂中氯和氟元素含量的重量比不得超过1%。（1分）检测规范的确定方法由于工件温度低

22、于标准温度，必须采用铝合金试块确定检测规范，将铝合金试块的A部分和检测剂放在工件的环境下6，采用一个规范进行检测操作；将铝合金试块的B 部分和检测剂放在标准温度下，按标准规范进行检测，将两种检测结果比较，结果基本相同时，可认为低温规范可行。（2分）灵敏度校验要求B型，3点，d：1.62.0mm。检测前确定灵敏度等级，（1分）序号工序名称操作要求注意事项1表面准备内表面接头用布擦拭，表面处理向外扩展25mm。（0.5分）2预清洗将清洗剂喷在工件表面用布擦拭去除油污和附着物（0.5）3渗透将渗透剂喷到工件表面检测部位（0.5）保持润湿和受检面完全覆盖（0.5分）4滴落-5清洗先用清洁不起毛的布擦去

23、工件表面多余的渗透剂，用喷有清洗剂的布擦拭，再用清洁干燥的布擦干检测表面。（0.5分）不得喷洗，不得往复擦拭（0.5分）6干燥自然干燥（0.5分）7显像将显像剂喷罐摇匀，均匀喷到工件受检表面。喷咀到工件距离300400mm，喷射角度为3040度。（0.5分）不得往复喷显像剂，显像剂层不得过厚，不得倾倒显像剂（0.5分）8观察显像剂施加后760min内进行观察，受检面的白光照度应1000LX。（0.5分）9后处理用清洗剂清洗掉工件表面的残留物。（0.5分）10复验灵敏度验证不符合；方法有误或技术条件改变；争议或认为有必要时。（0.5分）彻底清洗被检面。11等级评定与验收按JB/T4730-200

24、5标准评定、报告 （0.5分）I级合格编制（PT-II） （0.5分）审核（PT-III等） （0.5分）日期日期五、综合题 图2某化肥厂大修，对汽轮机转子表面进行渗透检测，转子如图2所示，规格：10002021mm，材质3Cr13，检测温度18，按JB/T4730-2005标准实施检测，要求高灵敏度。级合格。（一）请回答下面问题。1、比较在该工件应用磁粉检测和渗透检测的适宜性和优缺点？（5分）答：该工件有磁性，可采用磁粉检测，但工件形状不规则，各个部位的检测灵敏度不同，叶片根部检测灵敏度会降低，铆钉头和围带部位检测灵敏度也也难以达到要求；采用渗透检测可检测各个部位和各个方向的缺陷，检测灵敏度

25、也能达到要求。2、比较溶剂去除型着色法、后乳化型荧光法和水洗型荧光法在工件应用的适宜性和优缺点，现要求高灵敏度检测应选择其中哪一种方法?（5分）答：高灵敏度检测必须选择具有高灵敏度的检测剂和相适应的方法；1）选择溶剂去除型着色法，灵敏度偏低，操作困难，对于间隙小的部位清洗困难；2）后乳化法不能选用，小间隙乳化剂不能均匀，灵敏度不均匀，不可用；2、）选择后乳化法，由于工件较复杂对小间隙乳化剂不能均匀施加，灵敏度难保证所以不可用；3）所以选用水洗型号荧光法最合适，灵敏度能达到要求，对于小间隙部位检测操作方便。 3、可否采用浸渍法施加渗透剂？为什么？哪种方法更合适?（4分）答：由于工件体积较大，不适

26、用采用浸渍法施加渗透剂；应采用喷涂法施加显像剂，对于小间隙部位也可采用刷涂法。4、如果采用水洗法去除多余渗透剂，有哪些要求？（5分）答：采用水洗法操作时，采使用粗水柱，喷嘴距受检面300mm左右，应由下而上进行，以避免留下一层难以去除的荧光薄膜。采用在黑光灯照射下边观察边进行，冲洗装置喷嘴处的水压不超过0.34MPa，水射束与被检面夹角以30为宜，水温为1040。5、说明干式显像和非水基湿显像的优缺点和在本工件应用的适宜性？（4分）答：采用荧光检测时可采用干式显像剂显像，灵敏度较高，操作方便，分辨率高；也可用溶剂悬浮显像剂，灵敏度较高，但荧光检测暗场操作不方便，分辨力低。6、该工件干粉显像应如何操作？（5分）答：施加干粉显像剂之前，工件应先进行干燥。可采用手工撒粉施加或喷粉，工件表面上显像剂粉应薄而均匀。过多的显像剂可用轻敲方法去除，也可用清洁、干燥的压缩空气轻轻吹去。 7、按JB/T4730-2005对该工件进行荧光渗透检测时，检查 观察环境有何要求？（5分）答：观察显示应在显像剂施加后730分钟内进行，检测人员应有3分钟暗场适应时间，应戴防紫外线眼镜。黑光灯在工件表面上的辐照度应不低于1000M/cm2，环境白光照度应不大于20LX，辨认细小显示时可用510倍放大镜进行观察。8、如何进行后处理？（3分）答：采用水清洗，布擦拭，也可用风吹干。