课后题工艺.doc

一电站锅炉，设计主要参数为：主蒸汽流量65t/h，主蒸汽出口压力:3.82MPa，主蒸汽出口温度:450℃，锅筒工作压力为4.22MPa，工作温度为饱和温度，1993年9月投入运行，运行总量累计约66000小时，现停炉进行内部检验。其锅筒如图所示，锅筒的材质为20g，所有接管的材质都为20#，锅筒尺寸为：Ф1400×38×6400，集中下降管均为：Ф273×25，引入管和引出管均为：Ф108×6，安全阀管均为：Ф89×5，给水套管均为：Ф108×4.5。该锅炉检验中的磁粉检测执行JB/T4730.4-2005，合格级别Ⅱ级。请回答下列问题：

1、根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《锅炉定期检验规则》的要求，写出该锅炉定期检验中，对锅筒对接焊缝和角焊缝（见上图）无损检测的方法和比例。（5分）

（1）锅筒内表面纵、环焊缝及热影响区应进行不少于25％的表面探伤（应包括所有的T字焊缝）；（1分）
（2）锅筒纵、环焊缝进行超声波探伤或射线探伤抽查，探伤比例一般为：纵缝25%，环缝10%（应包括所有的T字焊缝）； （1分）
（3）对集中下降管、给水管角焊缝进行100%超声波探伤检查； （1分）
（4）下降管孔、给水套管及管孔、安全阀管座角焊缝、引入管和引出管管座角焊缝进行磁粉探伤抽查，发现裂纹时应进行超声波探伤复查。 （2分）

2、锅筒内表面对接焊缝用交叉磁轭、集中下降管角焊缝用单磁轭进行磁粉检测，如何确定磁化规范满足要求？为保证检测灵敏度应注意哪些问题？（8分）
（一）确定磁化规范：
（1） 校验设备提升力是否满足标准要求，使用磁轭的最大间距时，交流电磁轭（单磁轭）至少应有45N的提升力，交叉电磁轭应有118N的提升力（磁极与试件表面间隙为0.5mm）； （1.5分）
（2） 现场实际应用时，极间距和电流（如可调）应根据标准试片实测结果来校验磁化规范是否满足要求。（1.5分）
（二）保证检测灵敏度：
（1）采用规定的磁化规范进行磁化；（0.5分）
（2）采用磁轭法磁化时，磁轭的磁极间距应控制在75～200mm之间，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm
的范围内，应进行两次互相垂直的磁化，磁化区域每次应有不少于15mm的重叠。（1分）
（3）采用交叉磁轭时，四个磁极端面与检测面之间应尽量贴合，最大间隙不应超过1.5mm。连续拖动检测时，检测速度应尽量均匀，一般不应大于4m/min。（1分）
（4）保证所用的磁悬液浓度满足标准要求；（1分）
（5）保证观察的光照度（白光和黑光）满足标准要求；（1分）
（6）最终用标准试片来验证灵敏度是否达到要求。（0.5分）

3、对锅筒内表面焊缝进行磁粉探伤，请比较使用水悬液和油悬液、荧光磁粉与非荧光磁粉、交叉磁轭与单磁轭的区别。（7分）
（1）水悬液的流动性好，价格便宜，但水的润湿性能不好，而且容易使锅筒内表面生锈，应加入适当的防锈剂和表面活性剂；（1分）
油悬液的润湿性好，不使工件生锈，但后处理困难且成本高；（1分）
锅筒内部介质为水和蒸汽，用水悬液容易后处理且成本低。（1分）
（2）荧光磁粉与被检工件对比度较非荧光磁悬液较高，缺陷检出率高，磁悬液浓度低，
但观察时需要黑光灯。（1分）
非荧光磁粉粒度小，但与工件表面对比度不如荧光的高，磁悬液浓度较荧光磁悬液高，观
察时需要较高照度的白光。（1分）
考虑到锅筒内部可见光的照度小，因此选用荧光磁粉。 （1分）
（3）对锅筒内表面筒体对接焊缝而言，使用交叉磁轭和单磁轭都可以。（1分）
但单磁轭在同一区域需要垂直磁化两次，不同区域至少重叠15mm；因此工作效率较交叉磁轭低。

4、用触头法检测安全阀管座角焊缝，请确定磁化规范和磁化次数，并说明依据和理由。（10分）

两触头连线垂直角焊缝通电时：
（1）磁化次数
采用触头间距为200mm，其在焊缝上的有效磁化区是100mm，每次重叠10﹪，而焊缝的总长为
280mm。 因次 通电（磁化）次数：280/100×0.9=3.11 取4次 （3分）
（2）磁化规范：
管壁厚为5mm（不等厚角焊缝以薄壁厚度为计算依据），
此时磁化电流I＝（3.5～4.5）×200＝700～900（A） （1分）
（3）最终的磁化次数和磁化规范以标准试片来验证。 （1分）
两触头连线平行角焊缝通电时：
（1）磁化次数
由于此时可用的最大触头间距为 280/2=140mm，因此取触头间距为110mm，每次重叠10﹪，而焊缝的总长为280mm。 因次 通电（磁化）次数：280/110×0.9=2.83 取3次 （3分）
（2）磁化规范：
管壁厚为5mm（不等厚角焊缝以薄壁厚度为计算依据），
此时磁化电流I＝（3.5～4.5）×110＝385～495（A） （1分）
（3）最终的磁化次数和磁化规范以标准试片来验证。 （1分）

某液化石油气站一台在用的液化石油气储罐，材质为16MnR，规格为φ2000mm×18mm，其结构如图2所示。要求对该容器人孔接管C、D类焊缝外表面进行100%磁粉检测，检测标准为JB/T4730.4-2005，采用中等灵敏度探伤，合格级别为Ⅱ级，请回答下列问题。

现有如下探伤设备与器材：
1、 CJE－1单磁轭探伤仪（交流电，磁轭带活动关节）。CDD-1000交流磁粉探伤仪，该探伤机配置长3m的软电缆，触头1付。
2、 GD-3型毫特斯拉计。
3、ST-85型照度计
4、UV-A黑光辐照计
5、黑磁粉、BW-1型黑磁膏、水
6、A1-30/100、A1-15/100、C-8/50、 C-15/50型试片。
7、磁悬液浓度测定管
8、2-10倍放大镜。

1、 根据被检焊缝特点及题目要求，请在磁粉类型、干法与湿法、交流与直流、剩磁法与连续法中选择最合适的检测方法，并简述其理由。（8分）

答：⑴、由于题目要求检测C、D类焊缝外表面，大多数情况是在白天进行检测，且题目要求采用中等灵敏度探伤，因此选择非荧光磁粉比较合适。 （2分）
⑵、由于干法检测微小缺陷的灵敏度不如湿法，且只适用于表面粗糙的大型锻件、
铸件、毛坯、结构件等工件，检测灵敏度较湿法低，因此选择湿法比较合适。（2分）
⑶、由于题目要求检测C、D类焊缝外表面，而交流电对表面缺陷的检测灵敏度高、电源易得，设备结构简单、能够实现多向磁化、工件中磁场分布较均匀、有利于磁粉迁移，因此选择交流电比较合适。 （2分）
⑷、由于剩磁法的适用条件为：被检材料的矫顽力≥1KA/m,剩磁≥0.8T，而16MnR在供货状态时的矫顽力为320A/m,剩磁为0.75T，因此不能采用剩磁法进行磁化。而连续法具有最高的检测灵敏度，因此选择连续法比较合适。
纵上所述，比较合适的检测方法是：非荧光湿法交流连续法。 （2分）

2、 根据被检焊缝特点及题目要求，请在触头法、磁轭法及绕电缆法中选择最合适的磁化方法，并简述其理由。（6分）

答：⑴、根据C、D类焊缝的结构特点和题目给定的探伤设备，在触头法、磁轭法及绕电缆法三种方法中最合适的磁化方法为磁轭法。 （3分）
⑵、其主要理由为：
①、因为这是一台液化石油气站的在用液化石油气储罐，如采用触头法磁化
则触头与钢板在接触点极易打火，因发火灾，因此不宜采用触头法。
②、采用绕电缆法磁化只能检测到与焊缝纵向一致的缺陷，不能检测到垂直与焊缝方向的缺陷，因此不宜采用绕电缆法法。 （3分）

3、 按照JB/4730.4-2005标准规定，如采用磁轭法检测该焊缝，当磁轭提升力符合要求时，其检测灵敏度是否一定满足标准要求？并简述其理由。现场检测时应如何确认灵敏度？（6分）

答：⑴、当磁轭提升力符合要求时，其检测灵敏度不一定满足标准要求。 （1分）
其主要理由为：
①、虽然磁轭提升力满足要求，但如果磁轭与工件接触不良，其被检焊缝中的磁化强度仍然不能满足要求。 （2分）
②、当磁轭提升力满足要求，且磁轭与工件接触良好，磁粉检测时还需要确定有效磁化范围。 （2分）
⑵、采用磁轭法磁化工件时，除应满足磁轭提升力的要求外，其实际磁化强度应根据标准试片实测结果来确认。 （1分）

4、 如被检区域发现未超标缺陷磁痕显示是否应记录？并简述其理由。缺陷磁痕显示应记录那些内容？磁痕显示的观察、评定及记录应在何时进行？记录的方式有那些？对磁粉检测而言各种记录方式是否可以单独使用？（10分）

答：⑴、如在被检区域发现未超标缺陷磁痕显示应记录。 (2分)
其理由为：
①、现在未超标的缺陷有可能进一步扩展，记录是必要的。 (1分)
②、本次检验要为下一次检验提供重点检验的部位和依据。 (1分)
⑵、缺陷磁痕显示应记录的内容是： （每小项0.5分，共2分）
①、磁痕显示的位置。②、磁痕显示的形状。③、磁痕显示的尺寸。④、磁痕显示的数量。
⑶、磁痕显示的观察、评定及记录应在磁痕形成后立即进行。 （1分）
⑷、记录的方式有： （每小项0.5分，共2分）
①、 照相法②、胶带贴印法③、录象法④、草图法等
⑸、但无论采用何种记录方法，同时还必须采用草图法加以记录。其他记录方式不可以单独使用。 （1分）

一压力容器筒形锻件，结构及几何尺寸如图2所示。材料牌号为2.25Cr1Mo，外径Φ800mm，壁厚46mm，长度为1000mm，要求检测筒形锻件外表面缺陷（不包括端面）。请按照下面给定的磁粉探伤设备和器材，按照JB/T4730.4-2005，采用中等灵敏度探伤，验收级别为Ⅱ级，编制磁粉检测工艺卡二。 （15分）

Φ800×46

1000

图2 压力容器筒形锻件

制造单位现有如下探伤设备与器材：

1、CYE-3型交叉磁轭磁粉探伤仪。
2、黑磁粉、水。
3、A1试片。
4、ST-80（C）型照度计。
5、磁悬液浓度测定管。
6、2-10倍放大镜。

对编制磁粉检测工艺卡的要求：

1、根据所给出的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。
2、磁化方法应通过示意图表达清楚。
3、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
压力容器筒形锻件
材料牌号
2．25Cr1Mo
检测部位
外表面(不包括端面)
检测时机
最终热处理后
(0.5分)
探伤设备
CYE-3交叉磁轭
(0.5分)
检测方法
非荧光湿式交流
连续法(2分)
工件表面
光照度
≥1000 lx
(0.5分)
标准试片

A1-30/100
(1分)
磁化方法

　交叉磁轭法
(2分)
磁粉、载液及
磁悬液配制浓度
黑磁粉+水
10-25g/l
(0.5分)
磁化规范
①、提升力: ≥118N
(0.5mm间隙)
②、A1试片确定
(2分)
预处理
清除外表面油脂、其它粘附磁粉物资。 (0.5分)
磁轭行走速度
≤4m/min
(1分)
磁化重叠区
≥15mm
(0.5分)
磁悬液施加方法
喷洒
(0.5分)
缺陷磁痕
观察时机
磁痕形成立即观察

(0.5分)

缺陷磁痕
记录方示
照相、录相、草图标示或可剥性塑料薄膜
(0.5分)
后处理

清除被检工件表
面多余的磁粉和
磁悬液
(0.5分)
不允许缺陷
①、任何裂纹和白点。
②、长度大于4.0mm的线性缺陷磁痕。
③、在2500mm2（其中一个矩形边的最大长度为150mm）内，单个圆形缺陷d＞4.0mm, 或d≤4.0的圆形缺陷大于2个。
④、综合评级超标的缺陷磁痕。 (1分)
示意草图：（画出磁化示意图）

（1分）