某型飞机多层结构缺陷涡流检测的频率选取

2011-07-23孙金立陈新波

无损检测 2011年1期

孙金立,陈新波

(海军航空工程学院青岛分院,青岛 266041)

某型飞机的机翼壁板采用三层铝合金复合结构,由于地处沿海,腐蚀较为严重,而腐蚀缺陷一般出现在第三层与钢结构框架的结合面,平时维护中很难发现。随着服役年限的增长,这种腐蚀越来越严重,对飞行安全构成严重的威胁。低频涡流检测法是目前解决多层结构腐蚀较为理想的方法,但其激励(工作)频率的选取是关键。以下以理论计算为基础,通过试验,找出检测机翼壁板腐蚀的最佳工作频率。

1 渗透深度

涡流在被检测表面下的渗透深度受到工作频率f、材料的电导率σ和磁导率μr的影响：

式(1)表明渗透深度δ与频率f的平方根成反比,f越小,δ越大。因此,检测工件的表面缺陷(如疲劳裂纹)时可以采用较高频率,检测埋藏较深的缺陷时可采用较低的频率。通常把工作在10 k Hz～1 MHz频率范围内的涡流称为高频涡流;工作在100 Hz～10 k Hz频率范围内的涡流称为低频涡流[2]。

2 参考试件制作

参考试件应力求与被检件一致,因此,从某型飞机机翼部位切割出几何尺寸为200 mm×150 mm的壁板,厚度为 4.0 mm,其中,第一层厚度为1.0 mm,第二层和第三层均为1.5 mm。在第三层与钢结构框架的结合面上制作了直径为15 mm的四个模拟腐蚀缺陷,深度分别为0.25,0.5,0.75和1.0 mm。然后,用结合螺栓加以固定,使之与原机上装配状态一致,如图1。