2011MT工艺题和综合题答题分析
一、工艺题(30分)
一低温容器用甲型平焊法兰，精车表面，其结构型式及几何尺寸如图1所示，材料牌号为09MnNiD (剩磁Br=0.76T，矫顽力Hc =940A/m)。法兰公称压力为1.6MPa，工作温度为-20℃。要求采用磁粉检测方法检验螺栓孔内壁表面的纵向不连续性，以高等级灵敏度进行探伤，检测标准为JB/T4730.4-2005，质量验收等级Ⅰ级。请根据工件特点选择最适宜的方法、编制磁粉检测工艺卡并填写操作要求及主要工艺参数。
现有如下探伤设备与器材:
1、EE-1000型单磁轭角磁粉探伤仪、CXE-2000型旋转磁场磁粉探伤仪、CJX-1000型交流磁粉探伤仪、CEW-4000型移动式磁粉探伤仪
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号图1：平焊法兰 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。 10、Φ10mm铜棒。 11、其他需要的辅助器材。 编制工艺卡的要求：
1、在“计算依据”栏中应填写采用检测标准的磁化电流计算公式、考生认为与确定工艺参数相关的其它计算公式和计算过程。
2、在“操作要求及主要工艺参数”栏中应按检测顺序及工艺卡所要求的内容逐项填写。 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。
磁粉探伤工艺卡(20分)（参考答案）
工件 名称 检测 部位 检验 方法 平焊法兰 螺栓孔 内壁表面 湿法连续法 交流电（或直流电）(3.0分) 中心导体法 (3.0分) 工件 规格 表面 状况 紫外光照度或工件表面光照度 磁粉、载液及磁悬液配制浓度 Φ1130/1070/ 1000×40mm 精车 材料 牌号 探伤 设备 标准 试片 磁悬液 施加 方法 09MnNiD CJX-1000型、或CEW-4000型(2.0分) C-15/50 (1.0分) 黑光灯辐照度≥1000μW/c㎡ 或工件表面光照度≥1000lx (1.0分) YC2荧光磁粉LPW-3号油基载液0.5-3.0g/L 或非荧光磁粉水载液10-25g/L(1.0分)) 磁化 方法 喷洒(0.5分) 磁化 规范 I=(240-450)A（交流电）I=(360-960)A（直流电） 并根据标准试片实测结果确定(3.0分) 检测方 法标准 JB/T4730.4-2005 (0.5分) 质量验 收等级 Ⅰ级(0.5分) 不允许 缺 陷 计算 依据 1、任何裂纹和白点。2、任何线性缺陷磁痕。3、在评定框内，单个圆型缺陷磁痕d＞2.0mm或≤2.0mm的圆型缺陷超过一个。4、综合评级超标的缺陷磁痕。 (2.0分) 1、按JB/T4730.4-2005表3交流电连续法、中心导体法磁化规范I=(8-15)D计算，D=30mm，则I=(240-450)A；直流电I=(12-32)D，I=(360-960)A。 2、Φ10mm铜棒进行中心导体法磁化，选取的磁化电流值应保证灵敏度试片上人工缺陷磁痕清晰显示。 3、24个螺栓孔分别进行磁化、检测.（1.5分） 中心导体法磁化示意图（1.0分） 示意 草图 工序号 1 工序名称 预处理 磁化顺序 操作要求及主要工艺参数（10分） 1、清除工件表面油脂或其他粘附磁粉的物质。 (0.5) 1、采用中心导体法（通电铜棒置于孔中心）磁化被检测法兰螺栓孔 内壁表面纵向缺陷。 (1.0) 1、应将C型试片弯成与Φ30mm螺栓孔曲率相同状态，贴在孔内壁。（0.5） 2、磁化时，先按JB/T4730.4-2005标准中表3公式计算出的磁化电流磁化。 (0.5) 3、再采用C-8/50试片验证磁化电流，以试片上人工缺陷清晰显示时的电流为最终磁化规范。 (0.5) 同一螺栓孔至少磁化两次。24个孔分别磁化。 (0.5) 采用连续法磁化，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。 (0.5) 检验在磁痕形成后立即进行。 (0.5) 荧光法：紫外光≥1000uW/cm2 暗室可见光照度≤20lx。或 (非荧光法：可见光下工件表面光照度≥1000lx)。(0.5) 磁痕观察需采用相关辅助器材和措施，如：内窥镜、反光镜、多角度观察等。 (0.5) 试片校核 2 磁化 磁化次数 磁化时间 观察时机 检验检验环境 与缺陷观察 复验 超标缺陷处理 记记录方式 录 记录内容 退磁 后处理 报告 MT-III（或MT-II）(0.5) 年 月 日 3 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。 (0.5) 采用照相、录像和可剥性塑料薄膜等方式记录缺陷，同时应用草图标示。 记录缺陷形状，数量，尺寸和部位。 (0.5) 无特殊要求时不需退磁； (0.5) 清除工件表面多余的磁悬液和磁粉 (0.5) 按JB/T4730.4-2005第9.1条要求签发MT报告 (0.5) 审核 MT-III (或责任师)（0.5） 年 月 日 批准 单位技术负责人 (0.5) 年 月 日 4 5 6 7 编制 三、综合题(40分) 某压力管道元件制造单位生产一批配法兰式三通，实物照片见图2，规格尺寸如图3所示，材料牌号为16Mn（锻），其磁性能与16MnR（材料供应状态）基本一致。三通制造工艺采用模锻后经机加工至
规定尺寸，机加工后表面粗糙度为3.2μm。制造单位为保证产品质量，采用MT方法检测三通在制造过程中可能产生的表面缺陷。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2 实物照片 图3规格尺寸
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、电缆线，长3m 3、支杆1付 4、Φ25×500mm铜棒
5、磁粉、磁悬液；标准试片；磁粉检测其它辅助器材。
1、根据产品的制造工序，你认为该三通在制造过程中容易产生什么缺陷？并分析缺陷的磁痕特征。（4分）
答：该三通在制造过程中容易产生锻造裂纹、锻造折叠和发纹。（1分） 锻造裂纹具有尖锐的根部或边缘，磁痕浓密清晰，呈直线或弯曲线状。（1分） 锻造折叠多发生在倒角部位，磁痕呈纵向直线状。（1分）
发纹磁痕特征是：锻件中的发纹沿金属流动方向分布，有直线和弯曲线状，磁痕清晰而不浓密，两头是圆角。（1分）
2、结合产品材料的磁性能和结构形状，你认为该三通能否采用剩磁法进行检测？并简述理由（3分） 答：16Mn（锻）磁性能与16MnR（材料供应状态）基本一致，其剩磁为0.75T, 矫顽力为320A/m，不符合JB/T4730.4-2005关于剩磁法检测的条件（矫顽力在1kA/m以上，剩磁在0.8T以上），因此不可以进行剩磁法检测。（2分）
另外，该三通工件形状较为复杂，不易得到所需剩磁，因此也不宜选用剩磁法检测。（1分）
3、简述磁感应线的特性和用途。（3分） 答：磁感应线的特性：（2分）
(1) 磁感应线是具有方向性的闭合曲线。在磁体内，磁感应线是由S极到N极，在磁体外，磁感应线是由N极出发，穿过空气进入S极的闭合曲线。 (2) 磁感应线互不相交；
(3) 磁感应线可描述磁场的大小和方向； (4) 磁感应线沿磁阻最小路径通过。
磁感应线的作用：可大致描绘工件中磁场的大小、方向和分布情况，在磁感应线上每点的切线方向都与该点的磁场方向一致。单位面积上的磁感应线数目与磁场的大小成正比，因此可用磁感应线的疏密程度反映磁场的大小。（1分）
4、采用中心导体法对三通进行磁化，如下图所示，请比较图示中三通外表面A、B、C、D四处的磁感应强度大小，并简述理由。（4分）
答：磁感应强度A＞B＞C＞D（1分）
理由：A处离中心导体最近，B处其次，C处和D处离中心最远，因此A处的其磁感应强度高于B处，B处的磁感应强度高于C处和D处。（1分）
C处与D处与中心导体的距离相等，但C处磁感应线走向基本不受三通侧面Ф102×11管口的干扰，大部分可以在工件中形成闭合的回路，回路的磁阻较小。而D处的磁感应线走向会受到三通侧面Ф102×11管口的干扰，部分磁感应线逸出Ф102×11管口表面，又在另一侧进入工件形成闭合回路，使回路的磁阻增大，因此其磁感应强度小于C处。（2分）
5、采用中心导体法对该三通进行磁化，若采用严格磁化规范，要求工件表面的切线磁场强度应达到3.2 kA/m～4.8kA/m。问是否可以采用相同磁化电流值一次磁化，使图示中A区（Ф60圆周面）、B区（Ф60/Ф110圆锥面）和C区（Ф102圆周面）的外表面磁场强度满足要求？若不可以，则至少应磁化几次？并回答磁化次序和每次磁化的电流值、检测区域。（7分）
答：根据要求，工件表面的切线磁场强度应达到3.2 kA/m～4.8kA/m，对于Ф60圆周面，根据安培环路定律，I=πDH I1=πDH1=3.14×0.06×3200≈603(A) I2=πDH2=3.14×0.06×4800≈904 (A) 选择的磁化电流I范围为603∽904(A) 对于（Ф60/Ф110圆锥面），对最大直径Ф110处 I1=πDH1=3.14×0.11×3200≈1105(A) I2=πDH2=3.14×0.11×4800≈1658(A) 选择的磁化电流I范围为1105∽1658(A)
两次的磁化电流范围不交叠，因此不可以采用一次磁化，可以检测图示中A区、B区和C区的外表面轴向缺陷。（2分） 应至少采用两次磁化。（1分）
第一次磁化为检测A区，其电流值取值在603∽904(A)范围内，考虑到磁化时同时检测Ф60/Ф110圆锥面靠近小锥的一部分，其磁化电流宜取较大值904A，在此电流值下圆锥面可以检测的最大直径D为： D=I/πH1=904/3.14×3200=0.0896m
其对应离小锥面Ф60处距离为30×(0.0896-0.06)/(0.11-0.06) =0.018m （2分）
第二次磁化取电流在1105∽1658(A)范围内，考虑到检测C区和Ф60/Ф110圆锥面靠近大锥的一部分，其磁化电流取较小值1105A，在此电流值下圆锥面可以检测的最小直径D为： D=I/πH2=1105/3.14×4800=0.0733m
其对应离大锥面Ф100处距离为30×(0.11-0.0733)/(0.11-0.06) =0.019m
两次磁化时在Ф60/Ф110圆锥面部分有0.019+0.018-0.03=0.07m的重叠区。 （电流值可取其它值，只要其相应的检测区域在Ф60/Ф110圆锥面有重叠）（2分）
6、为检测三通侧面Ф102圆周面（图示中的D区）外表面纵向缺陷，采用如下图所示的磁化布置，请比较图示中A、B、C三处的磁感应强度大小。如果灵敏度试验时A、B的灵敏度满足要求，而C处的灵
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