无损检测工艺题.docx

一．工艺题：（60分）

（一）、检测对象及要求：
1、一锻制钢轴，几何尺寸如图1所示，材料牌号为30CrMoA，制造过程为：下料→锻造→正火处理→粗车→调质处理→精车→磨削→出厂。所使用的线圈宽度为50mm，线圈内径为120mm，共10匝。要求检测工件表面缺陷，以高等级灵敏度探伤。请依据JB4730送审稿，验收级别为I级，编制该工件的磁粉探伤工艺卡，并填写操作要求及主要工艺参数。

（二）、编制工艺卡的要求：
1、操作注意事项在附加栏内说明。
2、操作程序应按检测顺序逐项填写。
3、在工艺卡“编制”、“审核”、“批准”栏中填写其资格等级，职务和日期。

图1 锻制钢轴

磁粉探伤工艺卡
产品名称
锻制钢轴
工件规格
Φ40×660×2；
Φ100×300
材料牌号
30CrMoA
检测部位
工件外表面
表面状况
磨削加工
探伤设备
连续法：CEW-2000
剩磁法：
TC-6000
检验方法
荧光或非荧光湿式、交流
连续法或剩磁法
紫外光辐照度、工件表面光照度
荧光≥1000uW/cm2
非荧光
≥1000lx
标准试片
A-15/100
A-7/50
磁化方法
通电法加
线圈法
磁粉、载液及磁悬液
沉淀浓度
荧光：YC2磁粉，LPW-3油载液(或水)，0.1～0.4ml/100ml
非荧光：黑磁粉，水或油，1.2-2.4ml/100ml
磁悬液
施加方法
浇或喷洒
磁悬液
磁化规范
1、通电法：
(1)连续法：
I1(AC)＝320-600A
I1B=800-1500A
(2)剩磁法：
I1(AC)＝1000-1800A
I1B=2500-4500A
2、线圈法：
I2(AC)＝131A
I2B＝700A
3、最终以A型试片确定磁化电流
探伤方法
标准
JB4730送审稿
质量验收等级
I级
不允许缺陷
1、裂纹
2、线性缺陷L>2mm
3、圆形缺陷d>2mm,且在评定区内>1个
示意草图：

附加说明：
1、Φ40mm钢轴线圈法磁化时为中充填，
Φ100mm钢轴线圈法磁化时为高充填。

2、Φ40mm钢轴处
L/D＝（600×2＋300）/40=40.5
按JB4730送审稿，取L/D＝15。

工
序
号
工序名称
操作要求及主要工艺参数
1
预处理
1、清除工件表面油脂、铁锈、氧化皮或其他粘附磁粉的物质。
2、被检工件表面粗糙度Ra≤25um，否则应打磨。
3、如被检工件表面有涂层，其均匀厚度≤0.05mm时，合同各方同意可不处理。
2
磁化

磁化顺序

1、先通电周向磁化检测轴向缺陷，后线圈法纵向磁化检测周向缺陷。
2、先磁化检测A、C区（Φ40mm轴），后磁化检测B区（Φ100mm轴）。
试片校核
无论何种磁化方式，均以A-15/100(或7/50)试片人工缺陷清晰显示为最终磁化规范。
磁化次数
1、通电法检测A、C区；2、通电法检测B区；3、线圈法磁化A、C区各5次； 4、线圈法磁化检测B区2次； 5、且辅以试片确定最终磁化次数；6、同部位至少磁化两次。
磁化时间
1、连续法时磁化、施加磁悬液及观察必须在通电时间内完成，通电1-3S,停施磁悬液1S后才停止磁化。
2、剩磁法时磁悬液在通电结束后施加，通电时间为1/4～1S，施加磁悬液前不得与任何强磁性物体接触。
3
检验与复验

观察时机
检验在磁痕形成后立即进行。
检验环境
荧光法：紫外光≥1000uW/cm2 暗室可见光照度≤20lx。
非荧光法：可见光下工件表面光照度≥1000lx，最低≥500lx。
缺陷观察
1、认真区分真伪显示。 2 、必要时可采用2-10倍放大镜辨认细小缺陷。3、注意对四个端面的观察。
超标缺陷处理
发现超标缺陷后认真记录，然后清除至肉眼不可见，再用MT复验，直至缺陷被完全清除。
4
记录
记录方式
采用示意图、照相、贴印等方法记录缺陷
记录内容
记录缺陷形状，数量，尺寸和部位。
5
退磁
磁化结束后，应采用磁化线圈逐步远离工件或减小磁化电流的方式对工件退磁；确保工件剩磁≤0.3mT(240A/m)
6
后处理
清除工件表面多余的磁悬液和磁粉
7
报告
按JB4730送审稿9.1条签发MT报告
编制
MT-III（或MT-II）
审核
MT-III
批准
单位技术负责人

年 月 日

年 月 日

年 月 日

二．综合题（40分）

某炼油厂一台在用航煤加氢反应器（见图2），容器技术参数如下：
设计压力8.8MPa，设计温度340℃，介质为油气、氢气，规格Φ2600×93×15692mm；
材质：大小头1和法兰1为奥氏体不锈钢锻件，人孔螺栓为35CrMoA，其余受压元件材质均为2.25Cr1Mo；B1焊缝采用奥氏体不锈钢焊条焊接。
2004年4月对其进行首次内外部检验，按检验工艺要求对容器所有焊缝和人孔螺栓进行表面检测（注：2.25Cr1Mo为珠光体耐热钢，σb值范围440∽590 MPa，其可焊性较差，具有热裂纹、冷裂纹、再热裂纹及回火脆化倾向）。

人孔螺栓M30×360

接管Φ219×16

接管Φ219×16

接管Φ219×16

接管Φ325×20 大小头1
B1
法兰1

图2. 航煤加氢反应器

检测条件：容器已通过置换和化验合格，内表面有少量介质残留物，外表面焊缝检测范围内的油漆已打磨干净，因装置检修工期很紧，容器旁边检修单位正在进行火焰切割和焊接作业，并不时有火星飞落。
现有磁粉检测设备有：
（1）CYE－3A交叉磁轭探伤仪（交流电、旋转磁场）
（2）CDX－1磁轭探伤仪（交流电，磁轭带活动关节）
（3）CY-1000移动型磁粉探伤仪（交流电，可连续调节磁化电流，无断电相位控制器）
（4）CZQ-6000型直流磁粉探伤仪（三相全波整流电，磁化电流可预选）
其它现有的器材和辅助工具：（1）线圈，内径为600mm，线圈宽度为150mm，共10匝
（2）电缆线，长3m （3）支杆1付 (4)A、C、D型灵敏度试片 （5）白光照度计
（6）黑光灯 （7）黑光辐照计 （8）荧光磁粉、非荧光磁粉、水载液、低闪点煤油载液。

1． 针对该在用容器人孔螺栓进行磁粉检测，选择你认为最合适的工艺条件和参数，并在右边栏中说明依据或理由。（15分）
工艺条件和参数
依据或理由
1）磁化方法（ ）
A、支杆法
B、线圈法
C、磁轭法
螺栓在使用过程中承受轴向拉应力，有可能在螺栓根部产生周向裂纹，因此应用线圈法进行纵向磁化。
2）施加磁粉的磁化时期（ ）
A、连续法
B、剩磁法
35CrMoA钢属于硬磁材料，可实现剩磁法检测，剩磁法缺陷显示重复性好，可靠性高，而且可避免螺纹根部磁粉过度堆积。
3）选择磁粉检测设备（ ）
A、CYE-3A
B、CDX-1
C、CY-1000
D、CZQ-6000
CY-1000移动型磁粉探伤仪无断电相位控制器，不宜进行剩磁法检测，应选用CZQ-6000型直流磁粉探伤仪。
4）选择的磁化电流类型（ ）
A、交流电
B、三相全波整流电
交流电用于剩磁法检测应有断电相位控制功能，因此应选用三相全波整流电。
5）磁粉和载液组合（ ）
A、非荧光磁粉干法
B、非荧光磁粉水悬液
C、荧光磁粉干法
D、荧光磁粉水悬液
螺栓在使用过程中有可能在螺栓根部产生细小的周向裂纹，根据JB4730第四部分磁粉检测4.7条规定应采用荧光磁粉水悬液的组合，因为其具有最佳检测灵敏度。
6）工件摆放位置（ ）
A、线圈内偏心放置
B、线圈外缘
C、线圈内正中放置
线圈内偏心放置工件的磁场强度要大于线圈外缘和线圈内正中放置。
7）磁化电流值（ ）
A、375A
B、450A
D、922A
根据JB4730第四部分磁粉检测3.8.6条线圈法偏心放置磁化规范计算电流值为375A。
8）磁悬液中磁粉浓度（ ）
A、12g/l
B、24g/l
C、3g/l
D、0.5g/l
根据JB4730第四部分磁粉检测表1规定：一般情况下，荧光磁粉浓度为0.5～3g/l，对在用螺栓剩磁法检测，宜选用低浓度磁悬液，以避免螺纹根部过高的背景。
9）工件的检测环境条件应满足（ ）
A、可见光照度不小于500lx
B、可见光照度不小于1000lx
C、暗室内可见光照度不大于20 lx，工件被检面处的紫外线强度应不小于1000μw/cm2
JB4730规定：荧光磁粉检测时，工件被检面处的紫外线强度应不小于1000μw/cm2，暗室内可见光照度不大于20 lx。
10）工件退磁方法（ ）
A、交流退磁法
B、直流退磁法

采用交流退磁法只能退去表面剩磁，对三相全波整流电磁化的工件，应选用直流退磁法。

2．水磁悬液和油磁悬液各有何优缺点？针对该容器进行磁粉检测，你认为应选用哪种磁悬液合适？并简单说明理由。（6分）
答：水磁悬液检验灵敏度高，粘度小，有利于快速检测，不可燃，安全；缺点是有时会使被检试件生锈。
油磁悬液有利于检查带油试件的表面，检验速度较水磁悬液慢，成本高，清理较困难，低闪点的油磁悬液遇火源会引起燃烧。（3分）
针对该在用容器进行磁粉检测，因检测环境中存在着明火和火源，如选用低闪点的油磁悬液，遇到明火和火星会引起燃烧，有可能引起火灾事故，影响炼油厂的安全生产，因此应选用不可燃的水磁悬液。（3分）

3．针对容器筒体、封头内表面A、B类焊缝磁粉检测，在以下四种磁粉检测方法组合中，选择你认为最适合的组合，并说明理由。（6分）
（1）支杆法连续法，荧光磁粉水悬液 （2）旋转磁场连续法，荧光磁粉水悬液
（3）磁轭法连续法，非荧光磁粉水悬液 （4）旋转磁场连续法，非荧光磁粉水悬液
答：应选择组合（2）旋转磁场连续法，荧光磁粉水悬液，理由如下：（2分）
对接焊缝MT选用旋转磁场法一次可检出焊缝表面所有方向缺陷，检测效率高；（1分）连续法灵敏度要优于剩磁法，而且旋转磁场法只适用于连续法。（1分）对于该在用加氢反应器，考虑到使用过程中高温、高压、临氢介质以及 2.25Cr1Mo属于对裂纹敏感材料，而且具有回火脆化倾向等各种因素，使该加氢反应器在使用过程中容易产生各种裂纹，根据JB4730（送审稿）第四部分磁粉检测4.7条规定应采用荧光磁粉水悬液的组合，因为其具有最佳检测灵敏度。（2分）

4．如图3所示，用电缆缠绕法检测Φ219×16接管D类角焊缝纵向缺陷，你认为灵敏度试片应放置在图示中A、B哪个位置合适？按照JB4730（送审稿）的规定，确定灵敏度试片的类型，并说明灵敏度试片的使用要求。（6分）

A B

I
图3：电缆缠绕法检测D类角焊缝
答：灵敏度试片应放置在图示中A位置，因为A位置磁场强度弱于B位置（2分）
按照JB4730（送审稿）第四部分磁粉检测第3.5.1.2条的规定，磁粉检测灵敏度试片应选择A-30/100型标准试片（1分）。JB4730（送审稿）第四部分磁粉检测第3.5.1.3条规定灵敏度试片适用于连续磁化法，使用时应将试片无人工缺陷的面朝外，为使试片与被检面接触良好，可用透明胶带将其平整粘贴在被检面上，并注意胶带不能覆盖试片上的人工缺陷；灵敏度试片表面有锈蚀、褶折或磁特性发生改变时不得继续使用。（3分）

5、某检测人员用支杆法检测图2所示的B1焊缝内表面质量时，发现靠近接管熔合线处有整圈磁痕显示，便判定整条焊缝熔合线处存在着表面缺陷，你认为他的检测方法正确和判定依据充分吗？并说明理由。（7分）
答：1）检测方法不正确，理由如下：（1）B1焊缝采用奥氏体焊条焊接，因此表面检测不能采用磁粉检测，而应采用渗透检测（2）油气、氢气为易燃易爆介质，可能因清洗置换不干净使残留物沉积在容器内部，而支杆法由于接触不良会产生电弧不但会烧伤工件，更为严重的是可能会引出容器内易燃易爆残留物的燃烧，从而引起安全事故，JB4730（送审稿）第四部分磁粉检测第3.10.1条规定，不得使用通电法和触头法检验盛装过易燃易爆介质的锅炉、压力容器内壁焊缝，原因正是如此。（4分）
2）判定依据不充分，理由如下：接管属于铁磁性材料，而B1焊缝采用奥氏体不锈钢焊条焊接，在熔合线处由于磁导率的急剧变化从而产生漏磁场吸引磁粉形成非相关显示，因而不能判定熔合线处存在表面缺陷，应结合其它检测方法作综合判定。（3分）