CN108844978B - 一种用于检测蜂窝内部缺陷的新方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于检测蜂窝内部缺陷的新方法，属于无损检测技术领域。该方法将穿透法超声扫描检测技术、反射法超声扫描检测技术与X射线检测技术相结合，个别零件再辅助计算机层析扫描成像技术来验证。本发明采用相对精准和经济的手段对零件内部缺陷进行定位定性、定位和定量，提高了蜂窝夹芯结构零件的检测工作效率及质量保障，保证了生产任务的顺利完成。

Description

一种用于检测蜂窝内部缺陷的新方法
技术领域
本发明属于无损检测技术领域，涉及一种用于检测蜂窝内部缺陷的方法，涉及到将两种无损检测方法(超声和射线)相结合，用相对精准和经济的手段对零件内部缺陷进行定位定性和定量。
背景技术
复合材料蜂窝夹芯结构件已被广泛应用于航空航天等诸多领域，然而作为一种多相材料，复合材料在制造过程中由于环境、原材料、工艺规范和结构设计不合理等因素，均可能产生各种各样的制造缺陷。这些缺陷的产生、扩展和积累将会加剧材料的环境与应力腐蚀，严重降低结构的各项力学性能，最终影响结构的使用寿命。因此需要通过无损检测的方法来对缺陷进行定位、定性和定量。
目前各工艺规范中规定采用超声检测方法对复合材料蜂窝蒙皮内部质量及粘接质量进行检测，采用传统X射线照相检测技术检测蜂窝孔格内部缺陷。两种检测方法相对独立，结果没有直接的关联。但单一的检测手段往往不利于对缺陷进行定性、定位与定量。例如，穿透法超声检测技术无法确定蜂窝结构零件缺陷的位置和性质；发射法超声检测技术仅可检测蜂窝蒙皮质量及粘接质量；现有的X射线检测技术存在影像重叠与模糊，零件曲率及摆放角度将直接影响最终图像的清晰度，极大地增加了射线检测蜂窝内部缺陷——尤其是蜂窝芯子鼓胀、皱拢、芯间脱粘变形等缺陷难度，逐一观察蜂窝孔格的射线成像也增加了检测人员的工作时间。因此，需要将超声波检测和X射线检测技术相结合，即可提高缺陷的检出概率，又可提高检测人员的工作效率。
发明内容
为了解决检测难题，提高检测精度及工作效率，本发明将穿透法超声扫描检测技术、反射法超声扫描检测技术与X射线检测技术相结合，个别零件再辅助计算机层析扫描成像技术(X-CT)来验证。
本发明的技术方案：
一种用于检测蜂窝内部缺陷的新方法，步骤如下：
步骤一，采用喷水穿透法超声扫描技术对蜂窝夹芯结构零件进行全面检测，利用对比试块调整灵敏度，使仪器能检测出零件蒙皮、胶接及蜂窝芯间的缺陷；再调节水距、扫查速度和扫查步进，再次对零件蒙皮、胶接及蜂窝芯间的缺陷进行检测，并将检测结果中的缺陷指示部位标记为位置A；
步骤二，采用反射法超声扫描技术对A处缺陷进行检测，利用对比试块调整灵敏度，使仪器能检测出零件蒙皮和胶接的缺陷；再调节扫查速度和扫查步进，对于A处缺陷指示进行定性，将检测结果中的零件蒙皮和胶接的缺陷指示部位标记为位置B，则其余位置标记为位置C，A＝B+C；
步骤三，对照超声检测标准对B处缺陷进行评定，并作出相应零件蒙皮及胶接区域合格与否的检测报告；
步骤四，采用X射线检测技术对蜂窝夹芯结构零件进行全面检测，将C处区域置于X射线源正下方，避免由于蜂窝壁与射线中心束不平行导致的影像重叠与模糊；调整焦距、电压、电流和曝光时间，对零件进行透照检测，观察C处区域的蜂窝芯间缺陷；当存在缺陷时，影像特征为黑色孔格壁扭曲、变形或出现重影；
步骤五，对C区域外的其它区域进行X射线透照，观察蜂窝边缘及拼接处缺胶、气孔的体积型缺陷，并将缺陷部位记录为位置D；
步骤六，将步骤四和步骤五中的X射线透照结果与相应的验收标准相比较，对区域C和区域D进行评定，并作出蜂窝区域合格与否的检测报告；
步骤七，当需要对蜂窝孔格壁缺陷进行精确定位、获得直观的三维图像、或检测复杂零件的小尺寸缺陷时，采用X-CT检测方法，对零件不同断面进行检测，提供更高的分辨率和尺寸测量精度。
所述步骤四中，蜂窝芯间缺陷包括蜂窝芯子鼓胀、皱拢、蜂窝壁脱粘变形。
本发明的有益效果：将原本相互独立的检测方法结合的优势在于：
1.喷水式穿透法超声检测技术除了可检测蒙皮及胶接缺陷外，对蜂窝芯间缺陷也较为敏感，蜂窝壁脱粘变形等缺陷将直接引起超声衰减。此外，喷水式穿透法多为自动化检测设备，可以大面积快速扫描显示复合材料内部缺陷，其扫查结果可指示反射法超声检测和X射线检测的重点关注部位。
2.采用反射法超声检查穿透法超声检测缺陷显示部位，可在减少扫查范围的同时，对蒙皮及粘接缺陷进行定性。
3.采用X射线检查穿透法超声检测缺陷显示部位，可保证疑似蜂窝芯间缺陷位于X射线有效透照区内，并使该区域蜂窝壁尽量与射线中心束平行，避免影像重叠与模糊，便于蜂窝孔格缺陷的观察；同时减少射线检测的扫查范围。
4.对于个别零件的穿透法超声衰减大部位可采用X-CT进行缺陷评判。X-CT可在无损状态下得到被检测任一断层的二维灰度图像，图像清晰，对试样的细节和内部的缺陷有很好的表现能力，容易准确地确定缺陷的位置和性质。穿透法超声的检测结果可减少X-CT的扫查范围。
因此，本发明根据实际需要将原本相互独立的超声检测技术与X射线检测技术相结合，发挥各个方法的特长，取长补短，即可提高缺陷的检出概率，又可提高检测人员的工作效率。采用相对精准和经济的手段对零件内部缺陷进行定位定性、定位和定量，提高了蜂窝夹芯结构零件的检测工作效率及质量保障，保证了生产任务的顺利完成。
附图说明
图1X射线检测结果示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例和附图对本发明的技术方案进行进一步的说明。
一种用于检测蜂窝内部缺陷的新方法，步骤如下：
步骤一，采用喷水穿透法超声扫描技术对蜂窝夹芯结构零件进行全面检测，利用对比试块调整灵敏度，使仪器能检测出零件蒙皮、胶接及蜂窝芯间的缺陷；再调节水距、扫查速度和扫查步进，再次对零件蒙皮、胶接及蜂窝芯间的缺陷进行检测，并将检测结果中的缺陷指示部位标记为位置A；
步骤二，采用反射法超声扫描技术对A处缺陷进行检测，利用对比试块调整灵敏度，使仪器能检测出零件蒙皮和胶接的缺陷；再调节扫查速度和扫查步进，对于A处缺陷指示进行定性，将检测结果中的零件蒙皮和胶接的缺陷指示部位标记为位置B，则其余位置标记为位置C，A＝B+C；
步骤三，对照超声检测标准对B处缺陷进行评定，并作出相应零件蒙皮及胶接区域合格与否的检测报告；
步骤四，采用X射线检测技术对蜂窝夹芯结构零件进行全面检测，将C处区域置于X射线源正下方，避免由于蜂窝壁与射线中心束不平行导致的影像重叠与模糊；调整焦距、电压、电流和曝光时间，对零件进行透照检测，观察C处区域的蜂窝芯间缺陷；当存在缺陷时，影像特征为黑色孔格壁扭曲、变形或出现重影；所述步骤四中，蜂窝芯间缺陷包括蜂窝芯子鼓胀、皱拢、蜂窝壁脱粘变形；(缺陷区域如图1中区域1和区域2，良好区域如图1中区域3)；
步骤五，对C区域外的其它区域进行X射线透照，观察蜂窝边缘及拼接处缺胶、气孔的体积型缺陷，并将缺陷部位记录为位置D；
步骤六，将步骤四和步骤五中的X射线透照结果与相应的验收标准相比较，对区域C和区域D进行评定，并作出蜂窝区域合格与否的检测报告；
步骤七，当需要对蜂窝孔格壁缺陷进行精确定位、获得直观的三维图像、或检测复杂零件的小尺寸缺陷时，采用X-CT检测方法，对零件不同断面进行检测，提供更高的分辨率和尺寸测量精度。

Claims (2)

1.一种用于检测蜂窝内部缺陷的新方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一，采用喷水穿透法对蜂窝夹芯结构零件进行全面超声扫描检测，利用对比试块调整灵敏度，检测出零件蒙皮、胶接及蜂窝芯间的缺陷；再调节水距、扫查速度和扫查步进，再次对零件蒙皮、胶接及蜂窝芯间的缺陷进行检测，并将检测结果中的缺陷指示部位标记为位置A；
步骤二，采用反射法对位置A进行超声扫描检测，利用对比试块调整灵敏度，检测出零件蒙皮和胶接的缺陷；再调节扫查速度和扫查步进，对于位置A缺陷指示进行定性，将检测结果中的零件蒙皮和胶接的缺陷指示部位标记为位置B，则其余位置标记为位置C，A＝B+C；
步骤三，对照超声检测标准对位置B缺陷进行评定，并作出相应零件蒙皮及胶接区域合格与否的检测报告；
步骤四，采用X射线检测方法对蜂窝夹芯结构零件进行全面检测，将位置C区域置于X射线源正下方，避免由于蜂窝壁与射线中心束不平行导致的影像重叠与模糊；调整焦距、电压、电流和曝光时间，对蜂窝夹芯结构零件进行透照检测，观察位置C区域的蜂窝芯间缺陷；当存在缺陷时，影像特征为黑色孔格壁扭曲、变形或出现重影；
步骤五，对位置C区域外的其它区域进行X射线透照，观察蜂窝边缘及拼接处缺胶、气孔的体积型缺陷，并将缺陷部位记录为位置D；
步骤六，将步骤四和步骤五中的X射线透照结果与验收标准相比较，对区域C和区域D进行评定，并作出蜂窝区域合格与否的检测报告；
步骤七，当需要对蜂窝孔格壁缺陷进行精确定位、获得直观的三维图像或检测复杂零件的小尺寸缺陷时，采用X-CT检测方法，对零件不同断面进行检测，提供更高的分辨率和尺寸测量精度。
2.根据权利要求1所述的一种用于检测蜂窝内部缺陷的新方法，其特征在于，所述步骤四中，蜂窝芯间缺陷包括蜂窝芯子鼓胀、皱拢、蜂窝壁脱粘变形。
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