CN108845025A - 一种带铜套的销钉孔的涡流检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带铜套的销钉孔的涡流检测系统，包括用于评价探伤效果且开设人工缺陷的对比试样、涡流检测探头以及涡流探伤仪，其中，对比试样涡流检测探头通过导线与涡流探伤仪连接，对比试样与待测销钉孔的形状及尺寸相同，还公开了带铜套的销钉孔的涡流检测方法，可有效地检出带铜套的销钉孔处的裂纹缺陷，根据被检部位的结构和实际尺寸制作对比试样和专用检测探头，利用多频多通道涡流阵列技术和相位分析法就能有效检测出裂纹缺陷；在检测工艺参数中设置涡流信号报警框，使得裂纹缺陷涡流信号都能触及报警框并产生报警声音，让检测员能清晰区分裂纹信号和干扰信号，操作方法简单易学。

Description

一种带铜套的销钉孔的涡流检测系统及方法

技术领域

本发明属于无损检测领域，具体涉及一种带铜套的销钉孔的涡流检测系统及方法。

背景技术

带铜套的销钉孔部位在使用的过程中受力最大，该结构零件在使用的过程会在销钉孔处产生疲劳裂纹，带有疲劳裂纹的销钉孔如果仍继续使用，会促使裂纹的扩展，严重的裂纹可能会引起销钉孔的断裂。现有技术中带铜套的销钉孔在制造和大修工艺中都只采用荧光检测来监控表面缺陷。制造时采用荧光检测叶片的所有表面后，再安装铜套；修理时，由于铜套的去除可能造成叶片的报废，在带有铜套的条件下进行荧光检测。此时，在采用荧光检测时会出现荧光液渗入铜套和销钉孔的间隙内，使得销钉孔与铜套间隙处荧光背景过亮，导致该部位无法检测；背景过亮，且销钉孔基体被铜套遮盖，目视不可达，导致该部位无法检测。

发明内容

为了解决了现有技术中存在的问题，本发明公开了一种带铜套的销钉孔的涡流检测系统及方法，采用多频多通道技术使得涡流能透过铜套达到销钉孔基体和销钉孔端面，设计和制作了人工缺陷对比试样及专用检测探头，通过大量的涡流荧光检测验证实验确定了裂纹缺陷信号的相位范围，可有效地检出带铜套的销钉孔处的裂纹缺陷，解决了现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种带铜套的销钉孔的涡流检测系统，包括用于评定探伤结果的对比试样、涡流检测探头以及涡流探伤仪，其中，对比试样的涡流检测探头通过导线与涡流探伤仪连接，对比试样与待测销钉孔的形状及尺寸相同，对比试样上开设有用于模拟实际缺陷的人工缺陷。

对比试样上的人工缺陷设置在销钉孔的内侧，包括3个不同深度的刻槽。

3个不同深度的刻槽深度分别为0.2mm、0.5mm和1.0mm。

涡流检测探头前端柱面上设置有三个低频线圈，前端与后端之间的凸台的端面上设置有高频线圈。

高频线圈的直径为1.0mm～1.2mm。

涡流探伤仪为至少能驱动两个频率的四通道的涡流探伤仪。

一种带铜套的销钉孔的涡流检测方法，包括以下步骤：

步骤1，打开涡流探伤仪，连接涡流检测探头，设置涡流探伤仪上用于检测带铜套的销钉孔的涡流检测参数；

步骤2，检查涡流探伤仪的检测灵敏度，使用探头检测对比试样上深度0.5mm宽度0.13mm的人工缺陷，确保每个线圈能有效检出该人工缺陷；

步骤3，使用涡流探头插入销钉孔的一侧旋转探头完成销钉孔一端的涡流检测，将涡流探头再次插入另一侧销钉孔旋转探头完成销钉孔另外一端的涡流检测，通过两次检测，完成整个销钉孔的涡流检测；

步骤4，对步骤3中检测结果的评定，如果任意一个通道的涡流信号相位与对比试样上相对应的人工刻槽的涡流信号相位一致且信号幅值大于对比试样相对应的人工刻槽的信号幅值，则判定不合格；反之，所测销钉孔零件合格；

步骤5，再次检查检测灵敏度，检测结束后使用检测探头再次检测对比试样上深度0.5mm宽度0.13mm的人工缺陷，能有效检出该人工缺陷，即完成本次检测工作。

步骤3中，涡流探头在销钉孔中旋转至少两圈进行检测。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：带铜套的销钉孔进行涡流检测时，根据被检部位的结构和实际尺寸制作对比试样和专用检测探头，利用多频多通道涡流阵列技术和相位分析法就能有效检测出裂纹缺陷；在检测工艺参数中设置涡流信号报警框，使得裂纹缺陷涡流信号都能触及报警框并产生报警声音，让检测员能清晰区分裂纹信号和干扰信号，操作简单易学。

进一步的，两次检查灵敏度，是确保在检测的过程中涡流探伤仪和探头都正常。

进一步的，涡流探头在销钉孔中旋转至少两圈进行检测提供缺陷检出率，确保不漏检。

附图说明

图1对比试样人工缺陷分布图。

图2专用涡流检测探头的线圈排布图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式及附图对本发明进行详细解释。

一种带铜套的销钉孔的涡流检测系统，包括开设有人工缺陷的对比试样、涡流检测探头以及涡流探伤仪，涡流检测探头通过导线与涡流探伤仪连接；对比试样上的人工缺陷设置在销钉孔的内侧，包括3个不同深度的刻槽，其深度分别为0.2mm、0.5mm和1.0mm，涡流检测探头前端设置有三个低频线圈，前端与后端之间的凸台上设置有高频线圈，高频线圈的直径为1.2mm，低频线圈的直径为2mm～3mm，涡流检测探头的前端外径与销钉孔的内径相匹配，涡流探伤仪至少能驱动两个频率的四通道的涡流探伤仪。

一种带铜套的销钉孔的涡流检测方法，包括以下步骤：

步骤1，打开涡流探伤仪，连接探头，调节带铜套的销钉孔的涡流检测参数。

步骤2，检查检测灵敏度，使用探头检测对比试样上深度0.5mm宽度0.13mm的人工缺陷，确保每个线圈能有效检出该人工缺陷；

步骤3，检测零件；使用涡流探头插入销钉孔的一侧旋转探头至少两圈即完成销钉孔一端的涡流检测，将涡流探头再次插入另一侧销钉孔旋转探头至少两圈即可完成销钉孔另外一端的涡流检测，通过两次检测，完成整个销钉孔的涡流检测。

步骤4，对步骤3中检测结果的评定，如果任意一个通道的涡流信号相位与对比试样上相对应的人工刻槽的涡流信号相位一致且信号幅值大于对比试样相对应的人工刻槽的信号幅值，则判定不合格；如果第一通道、第二通道或第三通道存在超标信号则判定铜套或销钉孔内壁存在不连续性缺陷，如果第四通道存在超标信号则判定销钉孔端面存在不连续性缺陷；

步骤5，再次检查检测灵敏度；检测结束后使用检测探头再次检测对比试样上深度0.5mm宽度0.13mm的人工缺陷，能有效检出该人工缺陷，即完成本次检测工作；

人工缺陷对比试样的制作：结合带铜套的销钉孔的实际尺寸和结构以及该部位可能出现的缺陷性质、方向、分布位置确定对比试样人工伤的形式和大小尺寸；采用腐蚀的方法去除铜套，然后在销钉孔内表面采用线切割加工人工缺陷，线切割时采用直径为0.13mm的钼丝，销钉孔径向深度尺寸分别为：0.2mm、0.5mm和1.0mm；人工缺陷加工完成后，按照与制造时相同的工艺，在试样销钉孔内安装铜套，以模拟叶片检测时的状态，试样上人工缺陷分布如图1。

采用多频多通道涡流探伤：采用20KHz的低频，涡流可以有效地透过铜套，能检测到销钉孔内侧表面上0.5mm和1.0mm的人工缺陷；采用500KHz的高频，能检测到销钉孔端面上0.5mm和1.0mm的人工缺陷。

涡流检测探头的制作：在确定检测参数的基础上，为了保证检测结果的可靠性和稳定性，制作带铜套的销钉孔的涡流探头，所述涡流探头外径尺寸与销钉孔内径相匹配，涡流探头前端伸入销钉孔之后有间隙，使用涡流探头插入销钉孔的一侧旋转至少两圈完成销钉孔一端的涡流检测，将涡流探头重新插入另一侧销钉孔旋转至少两圈完成销钉孔另外一端的涡流检测，通过两次检测，完成整个销钉孔的涡流检测，极大地提高了检测效率；涡流探头采用多频阵列涡流测试方法，在其前端排布三个低频线圈用于检测销钉孔内壁，凸台上设置一个高频线圈用于检测销钉孔的端面，销钉孔端面面积比较小，因此高频线圈排布时需要考虑涡流边缘效应，线圈直径应尽可能小，使涡流尽可能接近边缘但不能超出边缘，能有效避免边缘信号的影响且能保证检测覆盖区域，如图2所示，第一线圈、第二线圈和第三线圈设置在检测探头前端的柱面上，第四线圈设置在前端第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈的相对位置，第一线圈、第二线圈和第三线圈与第四线圈互成180°。

人工缺陷对比试样涡流信号；检测探头包括四个检测线圈，一个线圈通过一个通道来输出涡流信号，使用深度0.5mm的人工缺陷，调节检测参数时把左右晃动检测探头的涡流信号通过相位调节功能都调至水平位置，调节信号增益，确保每个通道的人工缺陷的涡流信号至少应达到满屏的70％以上，把探头左右晃动的涡流信号通过相位功能调节。

涡流检测验收标准的确定：验收标准是判定产品合格与否的标准，通常以对比试样上人工缺陷的大小表述，本发明通过对大量不同长度的裂纹叶片的涡流信号进行对比分析，最终确定该叶片的验收标准为深度0.5mm宽度0.13mm的人工缺陷，该验收标准保证了所有裂纹缺陷的检出率。

销钉孔的材料为铝合金，前端带铜套部位设置三个低频线圈用于检测销钉孔内壁，前端与后端之间的凸台上设置一个高频线圈用于检测销钉孔的端面，如图2所示，感应线圈的轴线垂直于待测工件表面。

根据验收标准确定检测工艺参数并设置报警框；利用涡流检测探头在对比试样上深度为0.5mm和宽度为0.13mm的人工缺陷上调节检测灵敏度，设置报警框范围，使得第四通道的涡流信号相位落在报警框范围内，信号幅值触及报警框并产生报警声音；通过两次检测完成整个销钉孔的涡流检测，对产生报警的零件进行涡流阻抗分析并记录检测结果。

涡流疑似缺陷件的荧光检测验证：对涡流检测后存在涡流信号异常的叶片进行涡流阻抗图的搜集和整理，随后去除疑似缺陷件的铜套后对其进行荧光检测，经荧光检测实验后，发现所有裂纹缺陷都位于销钉孔端面处，所有存在裂纹的缺陷件的涡流阻抗图第四通道信号相位一致，且与人工缺陷对比试样涡流阻抗图第四通道信号相位也一致；因此，销钉孔处是否存在裂纹，主要看涡流仪器第四通道信号的相位和在此相位范围内的幅值大小，如果第一通道、二通道和第三通道有异常涡流显示，通常判定为铜套或者销钉孔内壁存在不连续性缺陷。

Claims (8)

1.一种带铜套的销钉孔的涡流检测系统，其特征在于，包括用于评定探伤结果的对比试样、涡流检测探头以及涡流探伤仪，其中，对比试样的涡流检测探头通过导线与涡流探伤仪连接，对比试样与待测销钉孔的形状及尺寸相同，对比试样上开设有用于模拟实际缺陷的人工缺陷。

2.根据权利要求1所述的带铜套的销钉孔的涡流检测系统，其特征在于，对比试样上的人工缺陷设置在销钉孔的内侧，包括3个不同深度的刻槽。

3.根据权利要求2所述的带铜套的销钉孔的涡流检测系统，其特征在于，3个不同深度的刻槽深度分别为0.2mm、0.5mm和1.0mm。

4.根据权利要求1所述的带铜套的销钉孔的涡流检测系统，其特征在于，涡流检测探头前端柱面上设置有三个低频线圈，前端与后端之间的凸台的端面上设置有高频线圈。

5.根据权利要求1所述的带铜套的销钉孔的涡流检测系统，其特征在于，高频线圈的直径为1.0mm～1.2mm。

6.根据权利要求1所述的带铜套的销钉孔的涡流检测系统，其特征在于，涡流探伤仪为至少能驱动两个频率的四通道的涡流探伤仪。

7.一种带铜套的销钉孔的涡流检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，打开涡流探伤仪，连接涡流检测探头，设置涡流探伤仪上用于检测带铜套的销钉孔的涡流检测参数；

步骤2，检查涡流探伤仪的检测灵敏度，使用探头检测对比试样上深度0.5mm宽度0.13mm的人工缺陷，确保每个线圈能有效检出该人工缺陷；

步骤3，使用涡流探头插入销钉孔的一侧旋转探头完成销钉孔一端的涡流检测，将涡流探头再次插入另一侧销钉孔旋转探头完成销钉孔另外一端的涡流检测，通过两次检测，完成整个销钉孔的涡流检测；

步骤4，对步骤3中检测结果的评定，如果任意一个通道的涡流信号相位与对比试样上相对应的人工刻槽的涡流信号相位一致且信号幅值大于对比试样相对应的人工刻槽的信号幅值，则判定不合格；反之，所测销钉孔合格；

步骤5，再次检查检测灵敏度，检测结束后使用检测探头再次检测对比试样上深度0.5mm宽度0.13mm的人工缺陷，能有效检出该人工缺陷，即完成本次检测工作。

8.根据权利要求7所述的带铜套的销钉孔的涡流检测方法，其特征在于，步骤3中，涡流探头在销钉孔中旋转至少两圈进行检测。