涡流检测在航空维修中的应用
2014-04-07于晨曦
于晨曦
(中航工业沈阳黎明航空发动机(有限)责任公司,沈阳110043)
1 概述
涡流检测是以电磁感应为基础的无损检测技术,只适用于导电材料,主要应用于金属材料和少数非金属材料(如石墨,碳纤维复合材料等)的无损检测。由于它具有与其他检测方法不同的特点,因而它与其他检测方法相互补充,成为几大常规无损检测方法之一。
涡流检测的优点是:第一,不需要耦合剂,与试件既可接触也可不接触。第二,对管、棒、线材易于实现自动化。第三,能进行多种测量,并能对疲劳裂纹监控。第四,能在高温、高速下进行检测。
涡流检测的缺点有:第一,只适用于导电材料表面和近表面的检测。第二,难以判断缺陷的种类,形状和大小。第三,干扰因素较多,需要特殊的信号处理技术。
2 涡流检测方法
进行涡流检测,除了要了解它的特点,原理及仪器设备的性能外,更重要是,必须能正确地制定和执行操作规程,有效地调节和使用仪器设备,这样才能取得正确、可靠的试验结果。
2.1 检测规范
为了有效进行检测并得出可靠的检测结果,检测前必须对每一具体的检测根据其检测的种类、目的和要求,就检测方法、仪器设备、检测条件及验收标准等一系列与检测有关的细则做出明确的规定,这种细则的拟定称为规范的制定。
作为规范的项目和内容随应用的不同是有差异的,较为通用的内容有以下几种:第一,检测目的(探伤,材质鉴别,测厚)。第二,试件(名称,材料,材料规格,以及数量等)。第三,验收标准(或试验要求)。第四,检测装置(仪器,线圈,附加装置等)。第五,检测条件(如检测时要求的检测频率,灵敏度,检测速度及试件的表面粗糙度等)。第六,标准试件或对比试件(如检测时对比试件的材料,形状,尺寸以及人工缺陷的种类,尺寸和加工方法等)。
2.2 检测准备
2.2.1 检测方法和设备的选择
检测方法和设备应在全面分析以下因素之后加以确定:检测目的,检测材质,试件的形状,大小及数量,检测参数及其大小。
2.2.2 线圈的选择
线圈是涡流检测的信号传感器,它的性能直接影响测量精度和检测结果的可靠性。选择线圈的主要考虑因素有:试件的形状和大小,线圈的参数及拾取信号的方式必须与仪器适配,检测时要适合于被检缺陷。
2.2.3 仪器预调
在正式检测前,应对仪器进行预调,以便能使仪器的性能趋于稳定,保证检测结果的可靠性和良好的重复性。仪器预调时间一般为20~30min(如果仪器使用说明书有专项说明,则按仪器说明书进行),通常检测条件(参数)的选择应在仪器经过预调,性能稳定后进行。
2.2.4 附加装置的调整
配备有进给装置的自动检测仪,为了减少管棒材试件通过线圈时的偏心和振动,需要调节进给装置的滚轮高度和动作机构。
2.3 检测结果及其处理
2.3.1 检测结果的再检测
当检测的准备工作就绪,检测条件选择合适之后,便可以对试件做正式检测,然后对检测结果进行分析、处理。例如在探伤检测中,根据仪器的指示以及记录器、报警器和缺陷标记器指示出来的缺陷,分选出带有缺陷的试件。通常在下列两种情况下要求进行再检测:其一,怀疑缺陷信号是否确由缺陷产生。其二,在检测条件发生了变化,使检测灵敏度受到了影响,因此,自上次检测条件复核后所检测的全部试件都必须进行再检测。
2.3.2 退磁
试件在检测中如果经过磁饱和处理,是否退磁需根据情况决定。对下列几个情况,必须退磁:第一,剩磁在试件的后续加工中,有带来不良影响的可能性。第二,试件是用于摩擦部位或接近摩擦部位的产品时。第三,剩磁将影响后续的试验和计量仪器工作时。
2.3.3 标记与记录
标记。根据检测结果,必须各类试件分别涂上代表不同意义的各种字符标记。例如,经检测合格、不合格或待复查的试件,正品、次品及废品的试件,已经退磁的试件等。
记录。检测结束后,需要根据检测要求记录的内容,主要有如下几项:检测日期;检测名称;试件的型号,规格,尺寸及数量等;仪器的型号,线圈的形式;检测条件,包括探伤仪的检测频率,灵敏度,相位,滤波器,报警灵敏度,试件进给速度,磁饱和电流等;验收标准,如探伤判废标准和对比试件编号,标准伤的型式和尺寸;检测结果,包括各种数据,图表以及验收结论等。
3 涡流检测在航空维修中的应用
实例:某型发动机涡轮叶片叶背第一榫槽内裂纹的涡流探伤。
概述:某型发动机二级涡轮叶片叶背第一榫槽内在使用中容易产生裂纹,且已发生过折断事故。因此,必须进行探伤检查。
所需设备:仪器:WT-5型涡流探伤仪(或同类型仪器),探头:专用解刀形探头,参考试块:榫槽内有自然裂纹的某型发动机二级涡流叶片。
准备工作:把二级涡流叶片从发动机上分解下来,清洗干净,并用压缩空气吹干。仪器的标定:把专用解刀形探头接在仪器上,并照仪器说明书接通电源;将音响开关拨至“开”位置,把探头置于涡流叶片的榫槽内无裂纹处,并使之保持稳定。调整门限旋钮,使警告灯和喇叭刚刚开始工作。
探伤工艺程序:将探头的感应点放在被检叶片的第一榫槽内。并使探头从榫槽的一端匀速地移动到另一端,在移动中注意探头轴线与被检表面保持垂直,对探头的压力要均匀,用力不宜过大,只要轻轻接触即可;当探头移到槽的端头边缘时,电表指针的偏转或发生的报警现象,是边缘效应引起的干扰信号,而不是裂纹信号。当探头移到中间部位(距边缘6mm以上),如电表指针发生突然正偏转,则可能是裂纹信号。