MTPT2级工艺考试题.docx

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MTPT2级工艺考试题

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Ⅰ级；若采用线圈磁化时，工件考虑正中放置）。

（25分）

Φ80Φ160Φ130Φ80

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-3000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Φ200×250mm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

φ160×500，

φ80×200mm

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

CEW—2000

CYD-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≥500lx

标准

试片

A1—30/100

荧光湿式交流连续法

非荧光湿式交流连续法（2分）

荧光≥1000μW/cm2

（非荧光≥1000lx）

（0.5分）

①、齿面C-8/50,D-7/50,A1-7/50

②、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

①、轴向通电法（I1）

②、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）

①、I1A=（640-1200）A

②、I1B=（1280-2400）A

③、最终以标准试片确定

（2分）

正中放置

①、I2A=（535±10%）A

②、I2B=（918±10%）A

③、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

Ⅰ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d＞4mm，且在评定框内＞4个。

①、任何裂纹和白点。

②、任何横向缺陷显示。

③、任何线性缺陷磁痕。

④、在2500mm2（其中一个矩形边的最大长度为150mm）内,单个圆形缺陷d＞2.0,或d≤2.0的圆形缺陷大于1个。

⑤、综合评级超标的缺陷磁痕。

（2分）

示意草图：

（画出磁化示意图）

I1I1

（通电法）

I2I2（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）

①、YA=（100/40）2＝6.25（中充填），YB=（100/80）2＝1.5625（高充填）。

②、（L/D）A=900/80=11.25（L/D）B=900/160=5.625

③、I1AB=（8-15）D

④、NI2A=[（NI）h·（10-Y）+（NI）l·（Y-2）]/8

⑤、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/T4730.4—2005，采用中等级灵敏度探伤，验收级别为Ⅱ级，回答下列问题。

图2180°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Φ300×100mm的线圈，5匝。

2、CDX－1磁轭探伤仪（交流电，平面磁极20×20，磁轭带活动关节）

3、电缆线，长3m

4、支杆1付

5、Φ25×500mm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）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，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-Ⅱ级人员为提高检测效率，将多个弯头挂在Φ25×500mm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-Ⅱ级人员的操作正确吗？

并简述理由。

（6分）

答：

该MTⅡ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）

①设备轻便，可携带到现场检验，灵活方便；②可将周向磁场集中在经常出现缺陷的局部区域进行检验；③检测灵敏度高。

触头法的缺点：

（2分）

①一次磁化只能检验较小的区域；②接触不良会引起工件过热和打火烧伤；③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）

①非电接触；②改变磁轭方位，可发现任何方向的缺陷；③便携式磁轭可带到现场检测，灵活，方便；④可用于检测带漆层的工件（当漆层厚度允许时）；⑤检测灵敏度较高。

磁轭法的缺点：

（2分）

①几何形状复杂的工件检验较困难；②磁轭必须放到有利于缺陷检出的方向；③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；④磁轭磁化时应与工件接触好，尽量减小间隙的影响。

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