不锈钢压气机转子叶片叶根和榫头转R处超声探伤方法研究.pdfVIP

12 辽宁省无损检测学会第七届学术年会论文集 不锈钢压气机转子叶片叶根 与榫头转R处超声探伤方法研究 任富华 (沈阳黎明航发裹团公司技术中心沈阳110000) 摘 要不锈钢压气机转子叶片叶根与榫头转R处超声探伤方法研究，是针对各型号发动机的一级压气 机叶片在飞行中易产生疲劳裂纹而发生故障提出的。为了保证飞机在飞行中的安全，在发动机在役及修理期 间，应及时发现叶片根部转R处的疲劳裂纹，这样就必须采用一种可靠的检测方法在不分解发动机的情况 下检查叶片是否产生裂纹，并及时排除，以保证发动机的可靠性。本研究的超声表面波探伤方法就是检查叶 片根部疲劳裂纹的一种有效方法。经多次研究、试验及发动机上实际试验，该方法已满足在役发动机一级压 气机叶片的使用安全检测。 关键词不锈钢压气机叶片超声表面渡检测 1引言 发动机运行过程中受气氛环境、空气腐蚀及工作时承受离心力和气动力的作用，在叶片根部极易产生应力集 中，导致裂纹。该裂纹一般具有大应力疲劳破坏特征。该叶片的断裂故障在飞行及地面试车中都曾发生过， 因此，保证该叶片在发动机运行中的可靠性是及其重要的。 2研究目标 在多机种的不锈钢叶片修理中，均为分解后检查，一般采用磁粉检验方法。在发动机不分解的情况下，特 别是在带有漆层的叶片采用何种无损检测方法则是本课题的主题。 对于压气机一级叶片发生故障的位置及叶片形状、表面条件的特点，经调研、查阅资料及研究、试验，决 定采用超声表面渡的检测方法来检查叶片转R处的疲劳裂纹。 本课题主要研究在不分解发动机的情况下压气机一级叶片的在役检验，用于监测叶片在运行过程中结 构或状态的变化，以保证发动机的安全性、可靠性。 3超声波检验原理 超声波检验是利用超声波在介质中传播的特点，对工件的缺陷和特性实现检测。超声波按传播时介质质 点的振动形式或传播方向划分，主要有：纵波、横渡、表面波、兰姆波(板波)等。检验不锈钢压气机叶片采用的 是超声表面波。 表面渡是能量集中于表面的渡，在半无限大介质的表面质点沿椭圆形轨迹振动，超声波沿固体表面传 播，速度比横渡速度稍小一些，传播深度为一个波长左右。能够越过曲面和角传播，油滴也会产生反射渡，涂 油可增大超声波能量的衰减，特别是被检件表面涂有漆层或其他涂覆层时．其衰减更加明显． 4试验内容 根据课题中提出的内容及要求，我们做了如下工作： 辽宁省无损检测学会第七届学术年会论文集 13 4．1理论探讨 对低压一级压气机叶片根部容易出现故障部位的无损检测方法研究，首先进行了理论上的探讨。通过查 阅有关书籍、资料，并对同行业的兄弟单位进行调研后，攻关组一致认为：采用超声表面波检验方法检查不锈 钢叶片根部裂纹是最有效的方法。实践也证明了这一点。 4．2人工标准样件的制作 超声波检验中最关键的是解决标准件的问题，对于不同的被检对象必须制作与该被检件材质相同或相 似材料的标准件，用以调整仪器灵敏度、测试范围、比较缺陷大小等．特别是象不锈钢压气机叶片这类被检 件，必须用与被检件同形状、同状态的被检件来制作人工缺陷对比试件。针对该课题，我们制作了4件人工缺 陷对比试件，其中一件表面无漆层，三件有漆层，而且每件的漆层都不同。制作的人工缺陷是根据该类叶片在 发动机运行中最易产生疲劳裂纹的位置，即叶背距叶根3ram最高点部位制作的．如图1： ^r[伤 田1人工缺陷标准试件 田2夹^殛检验方法 人工缺陷的尺寸见表1 序号 长(ram) 深(ram) 宽(ram) 备注 1 7 1 0．30 无漆层 2 7 O．5 0．15 有漆层(39) 3 7 0．8 0．15 有漆层(52) 4