[發明專利]一種碳纖維復合材料多葉片整體轉子的無損檢測方法

有效

• 申請號: 201611148646.X
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106645223B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 張克儉;高林;張棟;李秀文
• 申請（專利權）人: 山西平陽重工機械有限責任公司
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發明具體為一種碳纖維復合材料多葉片整體轉子的無損檢測方法，解決了現有無損檢測方法存在上述不足之處的問題。采用如下步驟：a、將整體轉子上的葉片標記編號；b、選擇X射線三坐標檢測設備；c、調整工件處于射線束的照射范圍之內以及接收面板的接收范圍之內；d、調整接收面板到射線管的距離和工件至射線管的距離；e、計算出工件分段位置；f、確定射線最厚區及最薄區的透照參數；g、將工件移出檢測范圍進行透照；h、將透照參數及工件分段位置輸入檢測設備；i、設定掃描方式為錐形掃描；j、形成最終完整的3D工件圖；k、剖切進行缺陷評定及精確測量。本發明效率較高，而且無檢測盲區。

技術領域

本發明涉及無損檢測方法，具體為一種碳纖維復合材料多葉片整體轉子的無損檢測方法。

背景技術

碳纖維復合材料因其重量輕、比強度高、耐腐蝕等特點，已在軍民各領域中廣泛使用，水中航行器推進裝置的主要零部件—多葉片轉子也已經應用碳纖維復合材料進行整體的加工制造。

碳纖維復合材料多葉片整體轉子加工完成后，為確保其強度和可靠性，要求對其內部質量進行無損檢測，以確定其內部是否含有影響使用的缺陷(分層、脫粘、氣孔、夾雜等)。

對于結構復雜、空間尺寸狹小的碳纖維復合材料多葉片整體轉子，應用目前的常規無損檢測方法對其進行無損檢測均存在一定的問題，如射線照相檢測由于整體轉子的結構復雜、空間尺寸狹小，無法布片；射線成像檢測時則多層結構重疊成像，無法觀察，且射線檢測無法檢出分層等面積型缺陷；超聲波檢測由于葉片厚度小，處于超聲波檢測盲區，同時葉片根部空間小、形狀特殊，也無法使用超聲波檢測；磁粉檢測只能檢測鐵磁性材料，而碳纖維復合材料無磁性，不能進行磁粉檢測；滲透檢測只能檢測表面開口型缺陷，對工件內部的缺陷無法檢測；渦流檢測只能檢測表面較淺的深度，對內部較深處的缺陷無法檢測。因此常規的無損檢測方法均無法對碳纖維復合材料多葉片整體轉子的內部缺陷進行全面有效的檢測。

發明內容

本發明為了解決現有無損檢測方法對碳纖維復合材料多葉片整體轉子進行檢測時存在上述不足之處的問題，提供了一種碳纖維復合材料多葉片整體轉子的無損檢測方法。

本發明是采用如下技術方案實現的：一種碳纖維復合材料多葉片整體轉子的無損檢測方法，采用如下步驟：a、將整體轉子上的葉片按順時針或逆時針方向標記編號；b、根據被測零件的尺寸選擇X射線三坐標檢測設備，接通電源進行預熱；c、調整工件方位使其被測部位處于射線束的照射范圍之內以及接收面板的接收范圍之內，并將工件起始編號葉片正對接收面板方向，作為工件旋轉的基準點；d、按照最佳放大倍數公式計算最佳放大倍數，M_o為最佳放大倍數，U_D為圖象接收面板的固有不清晰度，Φ為射線源焦點尺寸；然后按照公式計算工件至射線管距離，f為工件至射線管距離，M_o為最佳放大倍數，F為接收面板到射線管的距離，最后按計算得到的數據調整接收面板到射線管的距離和工件至射線管的距離(根據工件尺寸和射線錐束角確定)；e、X射線三坐標檢測設備輸入計算得到的最佳放大倍數和工件直徑后自動計算出在X軸和Y軸兩個方向上的工件分段位置；f、不斷調節透照參數并觀察工件圖像不同厚度處的黑白度，確定射線最厚區及最薄區的透照參數；g、將工件移出檢測范圍，使用最厚區透照參數進行透照；h、將最厚區及最薄區的透照參數及工件分段位置輸入X射線三坐標檢測設備并確認；i、設定X射線三坐標檢測設備掃描方式為錐形掃描，工件旋轉次數＝π/4×面板像素尺寸，每次旋轉角度＝360°/工件旋轉次數；j、按下高壓鍵，開始透照掃描，系統在掃描的同時對采集到的信息進行3D重構，待掃描全部完成后，系統自動進行數據拼接，形成最終完整的3D工件圖；k、從3D工件圖上，可以看到工件內部的缺陷及3D分布情況，此時可以根據需要選取任意截面進行剖切，并在剖切得到的2D平面圖中進行缺陷評定及缺陷尺寸的精確測量，以此判斷零件是否合格。

該無損檢測方法通過X射線三坐標檢測設備，利用錐形掃描技術，對轉子進行全方位的射線掃描，克服了現有無損檢測方法對碳纖維復合材料多葉片整體轉子進行檢測時存在上述不足之處的問題。