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航空导管连接卡箍的荧光渗透检测
发布:kittyll   时间:2015/9/11 10:40:37   阅读:538 
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图片来源:网络

管路系统是飞机输送流体的重要部件。导管连接卡箍是飞机管路系统管路连接中不可缺少的标准件,对飞机各系统的固定连接起着重要作用。它用于飞机发动机上的各种管路的连接,应具有耐高温、耐高压、耐蚀、高密封、高可靠性等特点。在飞机飞行期间,卡箍所处工作环境较差,长期处于高温、冲击载荷以及共振状态下,极易引发卡箍的损坏,如图1所示。从而导致漏油、漏气的发生,影响飞机的飞行安全。在飞机定期大修期间,对其导管连接卡箍进行相关无损检测是必要的。
 
图1 航空导管连接卡箍断裂损伤
 
1 无损检测方法的选择
 
目前,某型飞机所用多为第三代的导管连接卡箍(HB6521),如图2所示,卡带、卡圈、套管、卡档、螺栓衬套的材料为2Cr13Ni4Mn9,其中卡圈、套管、卡档的厚度为1.5mm,螺栓衬套的厚度为1.2mm。两个刚性凸缘材料为5A02防锈铝,凸缘厚度为1.5mm。垫圈材料为1Cr18Ni9Ti,厚度为1.0mm。螺栓和衬套为2Cr13,衬套厚度1.0mm,螺栓直径6mm,头部尺寸为16mm。根据导管卡箍自身材质、结构以及其工作所产生的缺陷主要为表面开口裂纹的特点,选用水洗型荧光渗透检测方法是适用的,能够满足检测要求。

 
1 卡带;2 螺栓;3 螺母;4卡档;5 铆钉;6 衬套
图2 导管连接卡箍结构示意图
 
2 荧光渗透检测流程
 
导管连接卡箍渗透检测采用水洗型荧光渗透检测法,基本检测流程是:表面准备与预清洗、渗透、水洗、干燥、显像、检验、后清洗。其主要操作程序如下:
 
a) 表面准备与预清洗
 
导管卡箍长期工作在恶劣环境下,在对其进行荧光渗透检测前,需要进行表面准备,去除卡箍表面的固体污染物,如油脂、氧化皮等;预清洗采用超声波清洗配合清洗剂使用,主要去除受检卡箍表面的液体污染物以及被油污包裹的固体粒子。基本要求是:任何可能影响渗透检测的污染物杂质必须清除干净;同时,不得损伤卡箍。预清洗液体进入表面开口缺陷中,如果不彻底干燥,渗透液则无法进入表面开口缺陷中,形成润湿堵塞现象,所以在预清洗后必须彻底干燥,防止润湿堵塞现象。
 
b)渗透
 
使用浸涂法施加水洗型荧光渗透液,即把所用受检卡箍摆好在铁丝篮筐中全部浸入渗透液中。这种方法渗透充分,渗透速度快,效率高,适合整架飞机的大批卡箍全面检查。渗透温度一般在15°C~50°C范围,渗透时间一般为10 min~30 min。实际检测过程中,厂房温度一般为15°C,实际渗透时间设置为15 min。在渗透过程结束后,需进行滴落,以减少渗透液的损耗。
 
c)水洗
 
水洗是将受检卡箍内外表面多余渗透液去除干净,而又不将已渗入缺陷中的渗透液清洗出来。实际检测时,采用25°C左右的雾状水柱喷洒,水压不高于0.27 MPa,清洗操作在黑光灯下监视进行。水洗型渗透液中含有乳化剂,所以水洗时间过长、水洗温度过高、水压过高都有可能把缺陷中的渗透液清洗掉,造成过洗。
 
d)干燥
 
干燥处理是除去受检卡箍内外表面的水分,特别是一些连接缝隙和螺纹根部的水分吹干。由于采用水清洗和干粉显像,所以在显像前必须进行干燥处理。经水洗后,先用医用纱布擦去表面明显的水分,再用清洁的压缩空气吹去卡箍内外表面水分,尤其是要吹去连接缝隙和螺纹根部可能积水部位的水分,最后放进热空气循环干燥柜中干燥,干燥温度设置为50°C,时间为4 min。
 
e)显像
 
在干燥结束后,立刻将受检卡箍放入喷粉柜进行喷粉显像。由于显像时间太长,会造成缺陷的显示被过度放大,使缺陷图像失真,降低分辨力;时间过短,缺陷内的渗透液还没有被吸附出来形成缺陷显示,造成缺陷漏检。所以在实际检测时,将显像时间设定为15min。
 
f)检验
 
在显像结束后应进行检验,并对显示进行真伪判别;对判定为缺陷的显示进行位置和尺寸标示。检验必须在暗室和紫光灯下进行,受检卡箍表面的黑光辐照度应不低于1000 μW/cm2,同时,暗室内白光强度不应超过20 Lx。
 
g)后处理
 
检验结束后,卡箍内外表面残留有显像剂以及少量渗透液,为不影响后续装配以及受检卡箍的使用,采用超声波溶剂清除残留物(至少3 min)。
 
3 真伪缺陷识别
 
由于航空导管连接卡箍长期工作在恶劣环境下,卡箍内外表面容易产生划伤和磕碰痕迹,从而在荧光渗透检测时形成伪显示。在对卡箍进行检验时,必须对真伪缺陷显示进行有效的识别。具体识别方法如下:采用沾有少量酒精的医用纱布(未饱和浸湿),对缺陷显示处沿同一方向轻轻擦拭,擦拭后轻轻吹干表面残留酒精,使其快速挥发,若缺陷显示消失,且不再出现,则此缺陷显示为伪显示,在白光下用放大镜观察一般可见划伤或者磕碰痕迹,如图3所示;若缺陷显示擦拭后消失,而后又慢慢出现,则此缺陷显示为真显示,如图4所示显示过程。
 
图3划伤磕碰痕迹


a 初次裂纹显示                      b 擦去裂纹显示


c 擦拭2s后裂纹显示                  d 擦拭5s后裂纹显示
图4 缺陷真显示擦拭后显示过程

4 实际检测结果

对多架次的多批次卡箍进行实际荧光渗透检测,结果发现在卡箍多处位置容易出现裂纹显示,如图5所示。根据长期对航空导管连接卡箍荧光渗透检测实践经验,由于卡带厚度较薄、材质特殊,焊接难度较大,因此在检测时焊点是缺陷的多发区。而卡带端头、螺栓、卡圈内外侧以及其R角处都是受力的关键区域,所以在检测时也应该重点检查。
 

a 焊点处裂纹                         b 卡圈外侧裂纹

c 卡圈内侧裂纹                      d 卡圈内侧R角裂纹

e 螺栓根部裂纹                      f 卡带端头裂纹
图5 卡箍不同部位缺陷显示
 
节选自《无损检测》2015年第1期
 
本文作者:高晗,无损检测技术员,在中国人民解放军第5721工厂主要从事飞机关键部位的渗透检测工作。
 
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