噴砂考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.噴砂作業(yè)中，磨料粒徑對表面粗糙度的影響規(guī)律是A.粒徑越大，粗糙度越小B.粒徑越小，粗糙度越大C.粒徑與粗糙度呈非線性正相關(guān)D.粒徑與粗糙度無關(guān)答案：C解析：實驗表明，當磨料粒徑從0.2mm增至1.2mm時，Ra值先快速上升，在0.8mm后趨于平緩，呈現(xiàn)典型的對數(shù)增長曲線，故為非線性正相關(guān)。2.干式噴砂罐內(nèi)最低壓力安全聯(lián)鎖值通常設(shè)定為A.0.15MPaB.0.35MPaC.0.55MPaD.0.75MPa答案：B解析：低于0.35MPa時，磨料無法形成有效噴射束，既浪費能源又造成磨料在管路內(nèi)堆積，引發(fā)堵槍風(fēng)險。3.下列哪種磨料對鋁合金基體產(chǎn)生“嵌砂”污染最輕A.棕剛玉B.白剛玉C.玻璃珠D.碳化硅答案：C解析：玻璃珠硬度（約550HV）低于鋁表面氧化層，撞擊時以塑性變形為主，幾乎無破碎顆粒嵌入，污染度＜0.3mg/dm2。4.濕式噴砂中添加0.5%NaNO?的主要作用是A.提高磨料懸浮性B.抑制閃銹C.降低表面張力D.增加噴射速度答案：B解析：NaNO?作為陽極型緩蝕劑，可在鋼鐵表面形成γ-Fe?O?保護膜，使?jié)駠姾?2h內(nèi)無銹斑出現(xiàn)。5.噴砂清理Sa2.5級對應(yīng)的殘留污物等級是A.無可見油脂、無附著不牢的氧化皮B.無可見油脂、無氧化皮、無銹斑C.無可見油脂、無氧化皮、無銹斑、無舊涂層D.無可見油脂、無氧化皮、無銹斑、無舊涂層、無陰影答案：C解析：ISO8501-1規(guī)定Sa2.5為“近白金屬”，允許存在不超過5%的輕微陰影，但不得有肉眼可見的氧化皮、銹及舊涂層。6.回收式噴砂房橫向通風(fēng)風(fēng)速設(shè)計值一般取A.0.15m/sB.0.25m/sC.0.45m/sD.0.65m/s答案：C解析：0.45m/s可在30s內(nèi)將室內(nèi)粉塵濃度降至＜5mg/m3，同時避免氣流帶走磨料，實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)保平衡。7.噴砂軟管內(nèi)壁增設(shè)4mm厚導(dǎo)電橡膠層是為了A.降低彎曲疲勞B.防止靜電積聚C.提高耐磨壽命D.降低噪音答案：B解析：磨料高速摩擦產(chǎn)生靜電，電位可達30kV，導(dǎo)電層可將電荷導(dǎo)入大地，避免火花引燃鋁鎂粉塵。8.采用真空回收系統(tǒng)時，磨料最大允許含水率應(yīng)低于A.0.2%B.0.5%C.1.0%D.2.0%答案：A解析：含水率＞0.2%時，細粉團聚成1mm以上顆粒，旋風(fēng)分離器效率驟降30%，導(dǎo)致回收口堵塞。9.噴砂后噴涂環(huán)氧富鋅底漆的最長間隔時間為A.2hB.4hC.8hD.24h答案：B解析：在相對濕度＜60%、溫度20℃條件下，4h內(nèi)鋅鹽生成量＜0.05g/m2，對涂層附著力影響可忽略。10.對不銹鋼進行精細噴砂時，噴嘴入口空氣需經(jīng)A.冷凍式干燥至-10℃露點B.吸附式干燥至-40℃露點C.旋風(fēng)除水即可D.無需干燥答案：B解析：-40℃露點對應(yīng)絕對濕度0.12g/m3，可防止水分在不銹鋼表面形成水膜，避免氯離子濃縮引發(fā)點蝕。二、多項選擇題（每題3分，共15分，多選少選均不得分）11.下列因素中，直接影響噴砂效率的有A.噴嘴口徑B.空氣壓力C.磨料比重D.基體彈性模量E.噴射角度答案：A、B、C、E解析：基體彈性模量僅影響回彈能量，與單位時間去除量無顯著相關(guān)性，其余四項均通過動能或覆蓋率改變效率。12.關(guān)于濕式噴砂與干式噴砂對比，正確的有A.濕式噴砂粉塵濃度可降低兩個數(shù)量級B.濕式噴砂表面粗糙度普遍低于干式C.濕式噴砂對磨料回收系統(tǒng)耐腐蝕要求更高D.濕式噴砂能耗一定高于干式E.濕式噴砂可同步完成去油與除銹答案：A、B、C、E解析：濕式需額外水泵，但采用文丘里自吸方案后，總能耗可低于干式大功率除塵器，故D錯誤。13.以下哪些屬于噴砂作業(yè)PPE強制佩戴項目A.供氣式全面罩B.防割手套C.阻燃連體服D.耳塞E.安全鞋（鋼頭、導(dǎo)電）答案：A、C、E解析：防割手套在自動回收線上易卷入，企業(yè)風(fēng)險評估后可降級為普通耐磨手套；耳塞僅當8h噪聲＞85dB(A)時強制，題干未給條件，故不選。14.噴砂后表面粗糙度現(xiàn)場快速檢測可采用A.復(fù)制膠帶法B.觸針式粗糙度儀C.激光三角法D.熒光染料法E.對比樣板（ISO8503）答案：A、B、C、E解析：熒光染料用于檢測裂紋，與粗糙度無關(guān)。15.對含鉛舊涂層進行噴砂時，必須增加的措施有A.負壓回收B.鉛塵實時監(jiān)測C.作業(yè)者血鉛篩查D.磨料一次性使用E.設(shè)置鉛渣專用危廢袋答案：A、B、C、E解析：鉛污染磨料經(jīng)濕式磁選后可再生90%，無需一次性使用，故D不選。三、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯誤打“×”）16.陶瓷噴嘴壽命是鎢鋼噴嘴的3倍，但價格僅高20%，故性價比更高。答案：√解析：實驗數(shù)據(jù)顯示，在0.6MPa、石英砂工況下，陶瓷噴嘴磨損率0.02mm/h，鎢鋼0.06mm/h，壽命比3:1，單價120:100。17.噴砂粗糙度峰值密度Rpc越大，涂層附著力一定越高。答案：×解析：當Rpc＞120peaks/cm時，峰值尖銳導(dǎo)致底漆難以潤濕，反而出現(xiàn)“架橋”現(xiàn)象，附著力下降。18.冬季露天噴砂時，基體溫度低于露點3℃以內(nèi)仍可施工。答案：×解析：ISO8502-4規(guī)定基體溫度須高于露點5℃以上，否則冷凝水會在毫秒級形成，引發(fā)閃銹。19.采用80mesh玻璃珠對鈦合金噴砂，可誘導(dǎo)表面壓應(yīng)力層，提高疲勞壽命。答案：√解析：玻璃珠沖擊在鈦表面形成約120μm塑性變形層，產(chǎn)生-320MPa殘余壓應(yīng)力，疲勞極限提升18%。20.噴砂后表面顏色發(fā)暗，說明粗糙度過高，必須重新調(diào)低壓力返工。答案：×答案：顏色發(fā)暗多因磨料破碎嵌入或碳鋼表面產(chǎn)生Fe?O?，與粗糙度無直接因果關(guān)系，需用膠帶法確認Ra后再決定是否返工。21.真空回收噴砂機適用于船舶艙室等高粉塵受限空間。答案：√解析：真空回收一體槍將磨料與粉塵同步抽走，艙內(nèi)粉塵濃度可＜1mg/m3，滿足IMOMSC.1/Circ.1485要求。22.噴砂作業(yè)時，空氣濕度越高，磨料破碎率越低。答案：×解析：濕度高導(dǎo)致磨料表面水膜增厚，沖擊瞬間產(chǎn)生蒸汽墊，反而加劇熱疲勞破碎，破碎率提高15%–20%。23.采用鋼丸替代石英砂，可降低游離SiO?職業(yè)危害。答案：√解析：鋼丸SiO?含量＜0.1%，可消除矽肺風(fēng)險，但需關(guān)注金屬粉塵爆炸下限，需配套隔爆閥。24.噴砂后表面出現(xiàn)“橘皮”波紋，可能原因是磨料含水。答案：√解析：含水磨料在噴嘴出口瞬間汽化，形成脈沖射流，沖擊頻率200–300Hz，復(fù)制到表面形成0.1–0.3mm波紋。25.對熱噴鋁涂層進行噴砂粗化時，粗糙度Ra控制在8–13μm最佳。答案：√解析：該區(qū)間可使鋁層與鋼基體機械咬合面積＞45%，拉伸結(jié)合強度≥25MPa，滿足ISO2063要求。四、填空題（每空1分，共15分）26.噴砂效率常用單位時間內(nèi)單位面積去除質(zhì)量表示，其量綱為________。答案：kg/(m2·s)27.標準噴嘴出口馬赫數(shù)設(shè)計為________時，可獲得最大沖擊動能。答案：1.8解析：超音速噴嘴在1.8馬赫時，射流核心區(qū)長度最大，動能損失最小。28.濕式噴砂中，磨料與水的質(zhì)量比稱為________，一般控制在________之間。答案：砂漿比；1:3–1:529.噴砂房照度標準要求不低于________lx，色溫________K，以準確識別Sa等級。答案：500；560030.采用電化學(xué)阻抗譜（EIS）評價噴砂后涂層耐蝕性，高頻段10kHz對應(yīng)涂層________信息，低頻段0.1Hz對應(yīng)________信息。答案：介電性能；基體腐蝕反應(yīng)31.對H型鋼內(nèi)部角焊縫噴砂，最小推薦噴嘴內(nèi)徑為________mm，噴射角度________°。答案：8；4532.噴砂后表面可溶性鹽限值，ISO8502-6要求≤________mg/m2（以NaCl計）。答案：5033.真空回收系統(tǒng)旋風(fēng)分離器壓降超過________kPa時，需反吹清灰。答案：1.534.噴砂作業(yè)產(chǎn)生的呼吸性粉塵粒徑范圍是________μm。答案：1–535.采用激光清洗+噴砂復(fù)合工藝時，應(yīng)先________后________，以避免________。答案：激光清洗；噴砂；磨料被燒蝕產(chǎn)物污染五、簡答題（每題8分，共24分）36.簡述噴砂過程中“動態(tài)平衡角”概念及其對粗糙度穩(wěn)定性的影響。答案：動態(tài)平衡角指磨料沖擊基體后，回彈顆粒與新鮮顆粒在局部表面形成動態(tài)堆積的角度，通常35°–42°。當噴射角度大于該值時，回彈顆粒被及時帶走，粗糙度峰值均勻；小于時，顆粒堆積產(chǎn)生“遮蔽”，導(dǎo)致局部Ra下降10%–15%，并出現(xiàn)方向性條紋。通過實時調(diào)節(jié)噴槍移動速度v與噴射角度θ，使tanθ＞μ（摩擦系數(shù)），可維持粗糙度變異系數(shù)＜5%。37.說明真空回收噴砂系統(tǒng)在船舶壓載艙施工中的關(guān)鍵技術(shù)要點。答案：1）采用-25kPa真空度，風(fēng)量≥1800m3/h，確保磨料回收率＞95%；2）艙口設(shè)置雙級HEPA過濾，排放濃度＜0.1mg/m3，滿足IMOMEPC259(68)；3）回收管路每6m設(shè)快速清堵窗，彎頭半徑≥5D，防止鉛丸堆積；4）磨料倉加裝微波含水率在線監(jiān)測，＞0.2%自動停機烘干；5）配置防爆照明（ExdIICT6）及接地電阻＜4Ω；6）作業(yè)者佩戴連續(xù)氧量監(jiān)測報警儀，艙內(nèi)O?＞20.5%方可進入；7）采用“分區(qū)回字形”路徑，每區(qū)2m×2m，搭接寬度5cm，確保粗糙度均勻；8）作業(yè)完畢使用工業(yè)吸塵器+無塵布二次清理，可溶性鹽降至＜30mg/m2。38.分析陶瓷丸與鋼丸在鋁合金噴砂強化中的差異，并給出工藝參數(shù)選擇依據(jù)。答案：陶瓷丸硬度1150HV，鋼丸600HV。鋁合金屈服強度180MPa，需引入最大壓應(yīng)力＞-120MPa而不致表面開裂。陶瓷丸動能高，強化層深0.25mm，但易破碎嵌入，需控制噴射速度45m/s以下；鋼丸動能低，強化層深0.15mm，破碎率低，可提速至65m/s。采用陶瓷丸時，噴嘴壓力0.35MPa、覆蓋率200%、時間30s；鋼丸壓力0.5MPa、覆蓋率300%、時間45s。通過Almen0.008C試片弧高值0.18–0.22mmA為判據(jù)，兼顧粗糙度Ra4–6μm，可滿足AMS2432T3鋁合金葉片強化要求。六、計算題（共16分）39.某碳鋼儲罐內(nèi)壁噴砂，面積500m2，設(shè)計粗糙度Ra6.5μm。已知：噴嘴直徑8mm，壓力0.6MPa，磨料為16mesh棕剛玉，密度3.9g/cm3，噴射角度60°，噴槍移動速度0.4m/s，搭接1/3。經(jīng)驗公式：Ra=0.23·P^0.8·d^0.5·(1/sinθ)^0.3，其中P為壓力(MPa)，d為磨料平均粒徑(mm)，θ為噴射角度(°)。（1）驗證該參數(shù)是否滿足Ra要求；（2）若磨料耗量經(jīng)驗系數(shù)為1.2kg/m2，計算總耗量；（3）若回收率92%，求實際需補充新磨料量；（4）若壓縮空氣比能耗0.12kWh/m3，求總電耗。（15℃下空氣密度1.225kg/m3，噴嘴出口質(zhì)量流量公式：?=0.68·P·A·√(ρ/T)，T=288K，A為噴嘴面積）解：（1）16mesh對應(yīng)粒徑d=1.18mm，代入：Ra=0.23×0.6^0.8×1.18^0.5×(1/sin60°)^0.3=0.23×0.66×1.09×1.07=0.177mm=6.9μm6.9μm與目標6.5μm偏差6%，在±10%內(nèi)，滿足。（2）總耗量=500m2×1.2kg/m2=600kg（3）補充量=600×(1-0.92)=48kg（4）噴嘴面積A=π/4×(0.008)^2=5.03×10??m2?=0.68×0.6×5.03×10??×√(1.225/288)=0.0031kg/s體積流量Q=?/ρ=0.0031/1.225=0.00253m3/s總時間t=500/(0.4×0.8×3)=521s（單槍，幅寬0.8m，搭接1/3）總氣量=0.00253×521=1.32m3電耗=1.32×0.12=0.158kWh答：（1）滿足；（2）600kg；（3）48kg；（4）0.158kWh。七、綜合應(yīng)用題（共40分）40.某跨海大橋鋼管樁外壁（直徑2m，長40m，材質(zhì)S355ML）需進行噴砂防腐，環(huán)境條件：相對濕度78%，溫度18℃，風(fēng)速6m/s，氯離子沉降率0.8mg/m2·d。設(shè)計壽命100年，防腐體系：噴砂Sa2.5+環(huán)氧富鋅80μm+高固體環(huán)氧200μm+聚硅氧烷面漆120μm。問題：（1）計算露點并判斷是否允許露天噴砂；（2）選擇磨料類型及粒徑，并說明理由；（3）設(shè)計噴砂參數(shù)（壓力、角度、速度、覆蓋率）并預(yù)測Ra；（4）給出氯離子污染控制流程及檢測方法；（5）制定質(zhì)量驗收表（含檢測項目、標準、儀器、頻次、責(zé)任方）；（6）若發(fā)現(xiàn)局部Sa2級，描述返工流程并估算額外成本（人工、磨料、能源）。解：（1）露點計算：t=18℃，RH=78%，查表得露點≈14℃。基體溫度18℃-14℃=4℃＞5℃，理論上允許，但處于臨界，需連續(xù)監(jiān)測，建議搭設(shè)防風(fēng)棚并加熱基體至23℃以上。（2）磨料選擇：采用G18鋼丸（粒徑0.6mm）+G25棱角鋼砂（0.7mm）混合比7:3，兼顧粗糙度與清理效率。鋼丸硬度550HV，破碎率＜1%，可回收50次；棱角砂提供錨紋，Ra可達5–8μm，滿足環(huán)氧富鋅體系要求。（3）參數(shù)設(shè)計：壓力0.65MPa，噴嘴口徑10mm，噴射角度75°，噴槍移動速度0.3m/s，搭接1/4，覆蓋率＞200%。Ra預(yù)測：Ra=0.23×0.65^0.8×0.7^0.5×(1/sin75°)^0.3=6.8μm，符合設(shè)計6–8μm區(qū)間。（4）氯離子控制流程：1）噴砂前用Bresle貼片法抽檢5點，若＜10mg/m2可直