沉没辊轴头裂纹检测灵敏度试验

针对某厂热镀锌机组锌锅沉没辊轴头失效特征,设计加工了同材质轴头备件的模拟裂纹缺陷对比试件。通过不同种类探头、不同检测方法的试验对比,确定常规超声检测技术对于在役轴头内侧R角部位可准确检出的裂纹缺陷的尺寸。对比试验证明：超声纵波检测轴头R角裂纹缺陷优于横波检测,B2S（E）探头对于尚未严重扩展的裂纹缺陷具有较高的检测灵敏度,但对深度≤1mm的起始裂纹无法准确检出和判定。     

激光超声技术在先进复合材料无损检测中的应用研究

为实现航空航天先进复合材料的非接触、高精度检测,研究激光超声技术在复合材料无损检测中的应用。制备预埋人工缺陷的碳纤维树脂基复合材料和陶瓷基复合材料试样,利用自主研制的激光激励、激光探测的全光学激光超声无损检测系统进行试验研究,实现碳纤维复合材料层压结构模拟分层缺陷检测,层压复合材料紧固孔边沿分层检测,以及陶瓷基复合材料分层检测。研究结果表明:激光超声检测技术可以有效检出碳纤维树脂基复合材料内部直径2 mm以上分层型缺陷,可检出碳纤维复合材料紧固孔边沿的小尺寸分层,可表征C/SiC复合材料内部直径5 mm以上分层,在航空航天工程领域应用前景广阔。     

航空发动机涡轮叶片气膜孔微裂纹检测

以加工人工模拟缺陷的涡轮叶片及含微裂纹缺陷的涡轮导向叶片为对象,研究微焦点射线成像方法对气膜孔微裂纹的检出能力。通过光学显微镜对涡轮叶片人工模拟缺陷标定实际尺寸,使用微焦点射线成像方法能有效检出涡轮叶片中7条人工模拟缺陷。对人工模拟缺陷进行尺寸测量,微焦点射线成像检测尺寸测量结果与标定结果一致。另外,设计了涡轮导向叶片微焦点射线成像检测试验,采用微焦点放大成像方法能够检出涡轮导向叶片后缘中长度为392μm、宽度为21μm的微裂纹。结果表明,微焦点成像方法能满足气膜孔微裂纹工程检测需要。     

碳纤维增强树脂基复合材料结构的超声检测

随着复合材料结构及其制件在航空航天领域中的广泛应用,对复合材料的无损检测技术也提出了更高的要求。通过制作埋有不同大小人工缺陷的碳纤维增强树脂基复合材料的胶接结构、层压结构和蜂窝夹层结构试块,并对这些试块进行超声检测试验,分析了如何设置超声检测参数才能有效检出预埋缺陷的方法。结果表明:选取合适的检测设备和检测参数,能够全部检出人工预埋缺陷,验证了超声方法对碳纤维复合材料结构检测的有效性。     

超声导波技术在小直径无缝钢管检测中的应用

介绍了超声导波技术在小直径无缝钢管检测中的应用情况,提出了符合超声导波检测的具体工艺及检测结果的判定方法。实践表明,该检测方法对于无缝钢管的裂纹、外折、翘皮等常见缺陷十分敏感,检出效果有保障,但对凹坑类缺陷的检出率较低;对于小直径厚壁管(外径≤76mm,壁厚∧10mm)的内壁缺陷,检测信噪比低,检测难度大。     

SiC颗粒增强铝基复合材料缺陷的无损检测

针对粉末冶金工艺生产的挤压态SiC颗粒增强铝基复合材料(SiC_p/Al),对其超声检测检出的典型缺陷开展了X射线照相检测和工业CT检测试验,并进行金相解剖,得到了典型缺陷的无损检测显示特征,对比分析了缺陷实际尺寸与不同无损检测方法定量结果的差异。结果表明,SiC颗粒团聚是SiC_p/Al复合材料中的主要缺陷形式之一,工业CT检测的定量结果更接近缺陷实际尺寸,超声检测定量结果仍存在一定误差。分析结果对于颗粒增强铝基复合材料制件的质量控制具有一定参考意义。     

P91钢管对接焊缝层间裂纹的超声波检测

P91钢管在焊接过程中,若工艺控制不严,易产生层间微裂纹缺陷。该缺陷长度及高度尺寸均较小,单纯使用射线探伤易漏检。使用超声波检测时反射波高较低,按现有超声波探伤标准判伤,也易造成漏检或误判。通过对P91钢管对接焊缝层间裂纹缺陷的超声波检测及现场解剖实例介绍,提出了此类裂纹缺陷的有效检出方法和判伤建议,即进行射线检测的同时进行超声波检测,对于怀疑位置可进行TOFD检测复核。     

玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷的超声成像检测

针对玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷检测,采用平探头和聚焦探头超声脉冲反射法对人工模拟缺陷试样进行了水浸超声C扫描成像检测。试验结果表明,聚焦探头超声脉冲反射法对各层不同尺寸大小的缺陷均能检出,且分辨力优于平探头超声脉冲反射法。因此聚焦探头超声脉冲反射法是评价玻璃纤维增强复合材料内部质量的有效的无损检测方法。     

基于超声红外热成像技术的涡轮叶片裂纹检测

使用等离子喷涂工艺对涡轮叶片喷涂镍铬铝钇涂覆层，采用超声红外热成像技术对喷涂前和喷涂后的涡轮叶片进行检测，可以检测到2处裂纹缺陷；采用渗透检测技术只能检测到喷涂前涡轮叶片的1处裂纹缺陷，无法检测出喷涂后涡轮叶片的裂纹缺陷；最后对喷涂后的涡轮叶片进行剖析和金相显微镜检测，发现2处裂纹缺陷，验证了超声红外热成像技术对含涂覆层涡轮叶片裂纹检测的有效性。对比试验表明，超声红外热成像技术可检测喷涂前和喷涂后涡轮叶片的裂纹缺陷。     

超声相控阵技术检测高压氮气贮罐

中石化巴陵分公司一装置的高压氮气贮罐板材厚大且无法停车检验。采用超声相控阵技术对其对接焊缝进行了检测,并与常规超声波检测进行了对比。发现常规超声波漏检5处较严重缺陷;超声相控阵检测发现的缺陷比常规超声长且浅;超声相控阵检测工作量为常规超声的1/4。对比结果表明,超声相控阵技术具有缺陷检出能力强、可靠性高和工作效率高等优点。     

航空发动机用树脂基复合材料无损检测技术研究与应用

无损检测技术是发动机用树脂基复合材料内部质量的有效监控手段,提升无损检测技术水平有助于进一步推动复合材料的应用,提升发动机性能和降低发动机制造和维护成本。树脂基复合材料内部主要缺陷包含分层、脱粘、夹杂、孔隙、疏松、纤维断裂等,采用的主要无损检测技术有超声检测、X射线检测及红外热像检测等。航空发动机用树脂基复合材料无损检测技术主要发展方向为检测技术自动化、数字化、智能化和数据分析评价方法的深度应用。     

激光超声检测碳纤维增强树脂基复合材料的缺陷评估技术研究

采用激光超声检测技术，研究了碳纤维增强树脂基复合材料中常见缺陷的激光超声信号特征与缺陷识别评估方法。结果表明，利用L波的特征和变化，可有效地提取反映复合材料中缺陷的声波信息；根据L波的幅值和衰减变化规律，可进行缺陷的判别，确定缺陷的性质。     

测井用特殊工具检测方法探讨

介绍了测井用特殊工具的超声检测法和磁粉检测法。采用超声检测法对测井用特殊工具的螺纹端和管体缺陷进行检测,检测灵敏度较高,能够发现细小的裂纹类缺陷;把超声波检测法和磁粉检测法结合使用,可以更全面地对工具外部裂纹型缺陷进行分析和判断。     

高温合金闭式叶轮的工业CT检测

高温合金闭式叶轮为多层、薄壁、曲面流道的内腔与较大直径轴颈相连的整体复杂结构,使用透照电压不高于450kV的传统X射线照相方法对其进行检测时,存在X射线无法穿透叶轮厚大区域以及无法实现缺陷定位的问题,为此采用高能X射线工业计算机断层扫描(CT)方法对其进行检测。为了验证CT检测方法的缺陷检出能力,在高温合金闭式叶轮上加工已知尺寸的人工孔并进行检测,证明可检出φ0.5mm的孔。最后,对闭式叶轮的实际缺陷进行检测,可实现其内部气孔、缩孔等缺陷的检测和定位。     

发动机盘环件径轴向裂纹超声检测能力及影响因素分析

针对航空发动机盘环件超声检测中存在的径轴向裂纹取向不利导致检测困难的问题,采用力学加载方式制作含有长度为1.5～10 mm疲劳裂纹的试样,试验对比了纵波直入射缺陷回波法与底波监控法、纵波小角度斜入射缺陷回波法与底波监控法等4种方法对径轴向裂纹的检测能力,并分析了探头参数、裂纹位置等因素对检测能力的影响规律,最后在某涡轮盘上验证了方法的有效性。结果表明,纵波小角度斜入射底波监控法对径轴向裂纹的检测能力最强,使用焦距为89 mm的10 MHz聚焦探头并使声束以2°斜入射时,可检出试样中长为1.5～10 mm的疲劳裂纹,该方法对于接近焦点位置的裂纹检测效果更好。     

微裂纹检测与定位的非线性超声仿真分析

金属浅表层的微裂纹直接影响金属的性能和使用寿命，非线性超声检测方法对于浅表层微缺陷检测有较好的效果。本文针对钢材浅表层微缺陷检测和定位问题，通过有限元仿真的方式研究裂纹检测与定位的非线性超声规律。在有限元仿真软件COMSOL Multiphsics中建立包含表层裂纹的二维混频表面波检测模型，研究超声波与钢材表层裂纹引起的非线性效应，总结缺陷尺寸与边频信号振幅的变化关系，采用基于时频分析的异侧混频激励方案研究裂纹的定位。仿真结果表明，当金属表面存在裂纹时，检测点接收的回波信号中将出现和频及差频信号；边频信号的信号强度随着裂纹宽度增大而增强，随着检测距离的增大而衰减，随着裂纹深度增加呈现先增后减趋势；通过时频分析实现了表面裂纹的定位。采用激励频率分别为0.5 MHz和0.8MHz、基频幅值均为10^-5m的超声信号能够满足浅表面裂纹检测需求，实现浅表面深度为0.2～2 mm、宽度为5～30μm的裂纹检测，定位准确率为88%。研究结果为钢材浅表层微缺陷的非线性混频超声检测和定位提供了参考依据。     

碳纤维增强复合材料层间界面缺陷超声成像技术

针对复合材料层压结构层间界面缺陷的无损检测与评估,通过分析超声波在碳纤维增强树脂基复合材料中的传播规律,研究入射声波在复合材料中的反射特性,利用入射声波在复合材料层间界面产生的反射信息,通过超声（B,T）扫描成像方法揭示复合材料层间界面缺陷及其三维分布。试验结果表明,采用短波长脉冲超声成像检测技术,可以有效地再现碳纤维增强树脂基复合材料层压结构中层间界面缺陷三维分布特征以及层间界面、铺层方向、纤维束取向等信息,为复合材料提供了一种有效的层间界面结构表征和缺陷检测方法。     

复合材料结构中R区超声反射信号特征及其检测应用

R区是复合材料结构中的重要几何过渡区和连接区,利用超声反射法检测时,入射声波在R区形成的反射信号的复杂性明显影响了缺陷的判别和评定。为此,采用宽带窄脉冲超声检测方法,通过专门设计的超声检测系统及水膜耦合换能器,提取和分析来自实际复合材料结构R区的超声反射信号的时域特征,结合超声检出结果进行解剖验证分析。结果表明:采用水膜耦合可以获得较好的声学耦合效果和稳定的超声反射信号;来自R区分层等缺陷和R区层间界面及树脂界面的反射信号在其单周特性、幅值特性、多次反射行为等方面存在明显的时域差别,基于此特征,可有效地进行复合材料R区缺陷的判别和定位,并有效地检出R区近表面单个铺层深度(约0.13 mm)的分层;基于此信号特征的B扫描为复合材料结构中R区缺陷的检测与评估提供了一种非常直观的可视化方法。     

燃烧合成TiB2-Cu陶瓷基复合材料的无损检测

对自蔓延燃烧合成(SHS)结合准等静压同时致密化技术制备的TiB2-40Cu-8Ni复合材料进行了无损检测研究.选用X射线照相法和X射线计算机断层扫描成像法(CT)作为无损检测手段,对TiB2-40Cu-8Ni复合材料样品进行了缺陷检测.2种方法的检测结果均显示被测材料中未发现宏观气孔和裂纹等缺陷,其主要缺陷形式为陶瓷分布不均匀,且缺陷呈现各种不规则形态.选取CT检测试样中具代表性缺陷的切片位置剖开,进行电子探针实验及剖面的能谱定量分析,其结果与CT检测结果相符.     

表面裂纹的激光超声深度测量

采用激光超声检测技术对不同深度的铝合金6061表面微裂纹进行了检测。通过搭建激光超声检测试验平台,得到不同缺陷深度的表面裂纹的缺陷信号,分析了缺陷信号的时域信号特征。研究表明:利用反射回波的震荡时间差可以定量评估裂纹深度,从而实现金属表面微裂纹深度的定量检测;通过检测不同深度的Q235钢的表面缺陷,证明了利用震荡时间差定量检测表征缺陷深度的正确性,研究结果具有一定的应用价值。