CN103913509A

CN103913509A - 一种带漆铝合金框板的缺陷检测方法

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Publication number: CN103913509A
Application number: CN201410157605.1A
Authority: CN
Inventors: 张朝晖; 王晓青; 李红枫; 喻星星; 晋素梅; 李博航; 钟创新; 韩龙海; 孟亮; 张秀丽
Original assignee: No 5721 Factory of PLA
Current assignee: No 5721 Factory of PLA
Priority date: 2014-04-19
Filing date: 2014-04-19
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2034-04-19
Also published as: CN103913509B

Abstract

一种带漆铝合金框板的缺陷检测方法，所述方法选用与被检件具有相同材料、相同热处理状态和表面状态的实际合金零件加工制作人工缺陷对比试样，同时制作一组具有明确厚度的绝缘膜片，进行缺陷检测时首先测量被检件的漆膜厚度，然后选择与被检件的漆膜厚度相当的绝缘膜片覆盖于对比试样上模拟漆膜，再将涡流探伤仪的探头放在对比试样上与待检测缺陷相当的人工缺陷处调节检测灵敏度，最后利用调好检测灵敏度的涡流探伤仪对被检件进行缺陷检测。本发明利用一组具有明确厚度的绝缘膜片模拟保护层，不仅提高了检测效率，而且膜片厚度易于控制，从而提高了检测数据的准确性。

Description

一种带漆铝合金框板的缺陷检测方法

技术领域

本发明涉及一种能够准确检测带漆铝合金框板是否存在开口性裂纹或腐蚀性缺陷的方法，属于检测技术领域。

背景技术

使用过的铝合金框板往往会出现开口性裂纹或腐蚀性缺陷，因此在维修过程中需要进行检测。由于受检件通常是位于不可拆卸的结构部件上，而且有时位于可达性很差的部位，因此常用涡流检测法来探测铝合金框板的使用缺陷。

涡流检测法主要用于检测导电材料表面和近表面缺陷，检测时不需要去掉保护层，但涡流检测灵敏度与框板表面覆盖层的厚度有密切关系，若对比试样利用喷涂漆层来模拟覆盖层，那么，由于喷涂漆层的厚度是固定的，对对比试样喷不同厚度的漆层既浪费时间又不好掌握厚度，检测效率低而且效果不佳。

此外，现有的带漆涡流检测技术既没有确定最小检出缺陷当量，因此检测人员不仅无法确定检测灵敏度，同时也无法保证检测结果的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种检测效果好、检测效率高的带漆铝合金零件的缺陷检测方法。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种带漆铝合金框板的缺陷检测方法，所述方法选用与被检件具有相同成分材质、相同热处理工艺和表面形状的材料制成人工缺陷对比试样，同时制作一组具有明确厚度的绝缘膜片，进行缺陷检测时首先测量被检件的漆膜厚度，然后选择与被检件的漆膜厚度相当的绝缘膜片覆盖于对比试样上模拟漆膜，再将涡流探伤仪的探头放在对比试样上与待检测缺陷相当的人工缺陷处，调节涡流探伤仪的检测灵敏度，最后利用调好检测灵敏度的涡流探伤仪对被检件进行缺陷检测。

上述一种带漆铝合金框板的缺陷检测方法，具体检测按以下步骤进行：

a. 根据被检对象确定对比试样

制作一组与被检件具有相同材料、相同热处理状态和表面状态的实际合金零件加工制作人工裂纹对比试样，所述对比试样上排列有多个不同宽度和深度的人工裂纹；

b. 制作一组具有明确厚度的绝缘膜片，绝缘膜片的厚度各不相同且均处于被检件漆膜厚度的变化范围之内；

c.测量被检件的漆膜厚度

利用测厚仪对被检件漆膜的多个测试点进行测量，选择测量数据中的最大值作为漆膜参照厚度；

d.调节涡流探伤仪的检测灵敏度

在对比试样上选择与需要检测的最小缺陷具有相同深度和宽度的人工裂纹，在厚度大于漆膜参照厚度的绝缘膜片中选择厚度最小者覆盖在选定的人工裂纹上模拟漆膜，将涡流探伤仪的探头放在绝缘膜片上并对准选定的人工裂纹进行扫查，调节涡流探伤仪的增益值，使缺陷信号清晰可辨，记录缺陷信号的幅值并将其作为缺陷阈值；

e.缺陷的检测

保持涡流探伤仪灵敏度的设置，对被检件进行扫查，若涡流探伤仪显示的信号幅值等于或超过缺陷阈值，则判断该被检件存在开口性裂纹或腐蚀性缺陷。

上述带漆铝合金框板的缺陷检测方法，在调节涡流探伤仪的检测灵敏度之前应先将涡流探伤仪的检测频率调节到最佳检测频率，所述最佳检测频率的确定方法是：选用不同的检测频率对对比试样上的与需要检测的最小缺陷具有相同深度和宽度的人工裂纹进行扫查，记录各种检测频率下缺陷信号的幅值，最后将这些信号的幅值进行比较，缺陷信号幅值最大时的检测频率即为最佳检测频率。

上述带漆铝合金框板的缺陷检测方法，将涡流探伤仪能有效检出的最小缺陷作为需要检测的最小缺陷，涡流探伤仪能有效检出的最小缺陷尺寸的确定方法是：将涡流探伤仪的检测频率调到最佳检测频率，依次对覆盖有模拟漆膜的对比试样上的各个人工裂纹进行检测，能检出的人工裂纹中尺寸最小的人工裂纹的尺寸即为能有效检出的最小缺陷尺寸。

上述带漆铝合金框板的缺陷检测方法，所述方法在确定带漆检测时能有效检出的最小缺陷尺寸后，应用带自然缺陷的零件对该结果进行实验验证。

上述带漆铝合金框板的缺陷检测方法，所述对比试样上相邻人工裂纹的间距不小于25mm。

本发明利用一组具有明确厚度的绝缘膜片模拟保护层，不仅提高了检测效率，而且膜片厚度易于控制，从而提高了检测数据的准确性。本方法在检测前首先将检测频率调整到最佳，并且确定最小检出缺陷尺寸，保证了缺陷检测的灵敏度，提高了检测数据的可靠性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明结构示意图；

图2是阻抗平面裂纹显示示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种修理件的铝合金框板带漆涡流检测方法，针对修理件产生缺陷的特点，原位带漆检测只能采用涡流检测技术，然而带漆原位涡流检测不仅要考虑常规涡流检测的影响因素，还要考虑带漆零件漆层厚度对检测灵敏度的影响，首先根据被检对象及检测目的确定该研究项目用对比试样。其次通过理论分析和实验，选择最佳检测频率，在此基础上进一步确定允许带漆检测的漆层厚度和带漆检测时能有效检出的最小缺陷当量；再用带自然缺陷的零件对项目结果进行实验验证，最终确定框板带漆涡流检测方法。带漆涡流检测对比试样的制作和带漆涡流检测最佳频率的选择，保证了带漆涡流检测的检测灵敏度，避免了大修拆装对机体结构的损伤以及破坏的风险，提高了无损检测的可靠性；相对传统的机上修理的分解、退漆、探伤、喷漆、装配等工序，带漆检测使维修技术简单、快捷，减少了劳动强度及修理费用。

本发明包括以下步骤：

第一步，根据被检对象确定对比试样

带漆原位检测，被检部位多为平板形状，要求检测的R角曲率半径较大，采用平板刻槽对比试样。在实际涡流检测中，尽量使用与被检件具有相同基体和特性的实际零件加工制作的对比试样。

若不预先设置检测的缺陷深度，则需要选用一组宽度一定深度不同、宽度不同深度一样的对比试样，来确定带漆涡流检测方法的最大能力，确定带漆涡流检测检出缺陷的最小尺寸。

设计加工人工刻槽试样一组，各试样加工缺陷参数见表1。

表1 7075铝合金人工缺陷对比试样单位：mm

第二步，选取一组具有明确厚度的绝缘膜片模拟漆层

涡流检测的灵敏度与探头和被测表面的接触间隙程度有关，零部件带漆层探伤，相当于加大了探头与被测表面之间的距离，因此在试件表面较平整的情况下，需要采用已知厚度的绝缘膜片来模拟漆层。

框板带漆检测，各检测部位漆层厚度不等，我们对框板漆层厚度进行采集，部分带漆涡流检测零件漆层厚度见表2。所以选择试验用绝缘膜片的厚度分别为51.9 μm、97.4 μm、245.7 μm、495 μm、1013 μm。

绝缘膜片可选用塑料薄膜，如聚酯薄膜、聚乙烯膜，等等。

表2 部分带漆涡流检测零件漆层厚度

第三步，通过理论分析和试验，选择最佳检测频率

放置式检测线圈检测板材结构时，传统的涡流检测是采用较高的频率检测导体表面或近表面的缺陷，因为较高的检测频率可以增大激励线圈在导体中感应产生涡流的密度，达到提高检测灵敏度和准确度的目的。然而高频率下，由于集肤效应，涡流会局限于导体表面薄层流动，所以有必要选择最适合的检测频率。

检测频率f对线圈阻抗的影响表现在影响μ_eff的参变量归一化频率f/fg上。由于缺陷的位置、深度和形状等各种因素的综合影响，使缺陷效应的大小很难进行理论计算，所以，最佳检测频率的选取，需对不同深度表面缺陷的幅值高低综合考虑，通过实验确定。

用D01对比试样、D02对比试样，即裂纹宽度一定，深度改变，在不同的频率下进行试验，通过试验选择最佳检测频率。

应用Nortec Workstation涡流探伤仪，选用频率范围50 ～500 KHz、PAB00150型检验线圈，试验数据见表3。

表3 裂纹宽度一定，深度不同时，不同检测频率下裂纹幅值

频率/KHz	相位	0.1 mm深缺陷幅值	0.2 mm深缺陷幅值	0.8 mm深缺陷幅值	1.0 mm深缺陷幅值	1.2 mm深缺陷幅值
							50	13	X	2	11	13.5	16
100	56	X	2.4	21	24	28
							130	74	0.2	2.5	24	29	32
200	99	0.8	3	22	28	29
							250	114	0.3	2.8	20	22	24
300	129	0.2	2.8	18	19.8	20.6
							500	155	X	1.0	10	11.5	12.5

注：X代表不能检出

由表3可见，频率为130KHz时，深裂纹的检测灵敏度最高，但浅小裂纹在200KHz时幅值最高。航空修理系统无损检测主要工作是检测零部件服役以后产生的缺陷。零部件在使用过程中一般表面最先受到损伤，在损伤位置易引起应力集中，所以服役过程中产生的开裂以及疲劳裂纹一般先出现在表面，根据试验结果，采用Nortec Workstation涡流探伤仪，选用频率范围50 KHz～500 KHz、PAB00150型检验线圈时，最佳检测频率选择为200 KHz。

第四步，确定带漆层检测时能有效检出的最小缺陷尺寸。

采用Nortec Workstation涡流探伤仪，选用频率范围50 KHz～500 KHz、PAB00150型检验线圈，检测频率200 KHz，用D01、D02、D03对比试样进行实验，在不同膜层厚度时不同深度缺陷的检测幅值见表6和表7。

表6 21-ET-D01、21-ET-D02对比试件的涡流检测幅值

表7 D03对比试件的涡流检测幅值

由表4和表7看出，缺陷深度同为0.2 mm、0.6 mm、1.0 mm时，宽度为0.2 mm的缺陷幅值要比宽度为0.13 mm的裂纹幅值要小，即缺陷深度一定，宽度越大缺陷幅值越小。

因此，涡流检测中，随着裂纹宽深比的增大，缺陷检出灵敏度降低，缺陷信号幅度衰减愈快，带漆检测时不仅要考虑裂纹宽深比的影响，还要考虑漆层厚度对检测灵敏度的影响，裂纹宽0.13 mm深0.1 mm时，无膜层时缺陷幅值为0.8，膜层厚度为51.9 μm时检测灵敏度降低，缺陷幅值为0.3，膜层厚度为97.4 μm时缺陷不能检出；裂纹宽0.13 mm深0.2 mm时，无膜层时缺陷幅值为3，膜层厚度增加到495 μm时，检测灵敏度降低幅值为0.3；裂纹宽0.2 mm深0.1 mm时，无膜层时缺陷幅值为0.5，膜层厚度为51.9 μm时缺陷不能检出；裂纹宽0.2 mm深0.2 mm时，无膜层时缺陷幅值为2.8，膜层厚度增加到495 μm时缺陷不能检出。所以漆层厚度在一定范围内，带漆涡流检测最小检出缺陷深度为0.2 mm，即漆层厚度在一定范围内，带漆涡流检测最小检出缺陷当量为0.2 mm。

第五步，测量被检件的漆膜厚度

第六步，调节涡流探伤仪的检测灵敏度

第七步，缺陷的检测

第八步，不同漆层厚度下自然缺陷零件检测结果比对。

不同漆层厚度下自然疲劳裂纹、人工裂纹对比试件检测结果比对，通过对三种疲劳裂纹对比试样进行涡流检测，经与着色检测结果对比，验证一定厚度的漆层对检测结果的影响情况，及随着涂层厚度的增加，缺陷的幅值也随之改变。

Claims

1.一种带漆铝合金框板的缺陷检测方法，其特征是，所述方法选用与被检件具有相同成分材质、相同热处理工艺和表面形状的材料制成人工缺陷对比试样，同时制作一组具有明确厚度的绝缘膜片，进行缺陷检测时首先测量被检件的漆膜厚度，然后选择与被检件的漆膜厚度相当的绝缘膜片覆盖于对比试样上模拟漆膜，再将涡流探伤仪的探头放在对比试样上与待检测缺陷相当的人工缺陷处，调节涡流探伤仪的检测灵敏度，最后利用调好检测灵敏度的涡流探伤仪对被检件进行缺陷检测。

2.根据权利要求1所述的一种带漆铝合金框板的缺陷检测方法，其特征是，具体检测按以下步骤进行：

a. 根据被检对象确定对比试样

c.测量被检件的漆膜厚度

d.调节涡流探伤仪的检测灵敏度

e.缺陷的检测

3.根据权利要求2所述的一种带漆铝合金框板的缺陷检测方法，其特征是，在调节涡流探伤仪的检测灵敏度之前应先将涡流探伤仪的检测频率调节到最佳检测频率，所述最佳检测频率的确定方法是：选用不同的检测频率对对比试样上的与需要检测的最小缺陷具有相同深度和宽度的人工裂纹进行扫查，记录各种检测频率下缺陷信号的幅值，最后将这些信号的幅值进行比较，缺陷信号幅值最大时的检测频率即为最佳检测频率。

4.根据权利要求3所述的一种带漆铝合金框板的缺陷检测方法，其特征是，将涡流探伤仪能有效检出的最小缺陷作为需要检测的最小缺陷，涡流探伤仪能有效检出的最小缺陷尺寸的确定方法是：将涡流探伤仪的检测频率调到最佳检测频率，依次对覆盖有模拟漆膜的对比试样上的各个人工裂纹进行检测，能检出的人工裂纹中尺寸最小的人工裂纹的尺寸即为能有效检出的最小缺陷尺寸。

5.根据权利要求4所述的一种带漆铝合金框板的缺陷检测方法，其特征是，所述方法在确定带漆检测时能有效检出的最小缺陷尺寸后，应用带自然缺陷的零件对该结果进行实验验证。

6.根据权利要求5所述的一种带漆铝合金框板的缺陷检测方法，其特征是，所述对比试样上相邻人工裂纹的间距不小于25mm。