CN110926384A - 一种超声波检测涡喷发动机高压涡轮叶片壁厚的方法 - Google Patents

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骆正军
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Abstract

本发明公开了一种超声波检测涡喷发动机高压涡轮叶片壁厚的方法，它包括以下步骤：S1、选带波形显示的超声波测厚仪一台；S2、制作叶背面模板和叶盆面模板；S3、制作测量对比用的标准件：对报废的涡喷发动机高压涡轮叶片沿其纵向切割成四块厚度不等的标准厚度试块，然后将标准厚度试块进行研磨，研磨后进行厚度值检定，确保配备的四块标准厚度块的规格分别为0.4mm、0.8mm、1.2mm、1.6mm，标准厚度块的材料牌号与被测涡喷发动机高压涡轮叶片的材料相同；S4、叶片厚度的测量。本发明的有益效果是：工艺步骤简单、厚度测量精度高、数据真实可靠、确保飞行安全。

Description

一种超声波检测涡喷发动机高压涡轮叶片壁厚的方法
技术领域
本发明涉及发动机涡轮叶片技术领域，特别是一种超声波检测涡喷发动机高压涡轮叶片壁厚的方法。
背景技术
涡喷发动机高压涡轮叶片为高压涡轮的重要组成部分。涡喷发动机高压涡轮叶片的结构如图1~2所示，从图1中可以看出涡喷发动机高压涡轮叶片具有三个冷却孔，在涡喷发动机高压涡轮叶片长期使用中，发现I-I截面处容易出现塌陷故障，这将引起叶片断裂等危及飞行安全的事故，进而引发叶片裂纹乃致断裂等危及飞行安全的事故，重要原因为涡喷发动机高压涡轮叶片的壁厚小于规定叶片壁厚的极下限值δ，而规定要求I-I截面、III-III、V-V截面的1、2、3、4、5、6、7、8测试点的壁厚极下限值δ如图3所示。因此测量涡喷发动机高压涡轮叶片的壁厚极其重要，国内主要采用电磁霍尔效应测量手段来测量叶片的壁厚，然而电磁霍尔效应常会导致钢球在叶片内腔卡滞堵塞现象，造成叶片内腔多余物，进而导致厚度测量不精确。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种工艺步骤简单、厚度测量精度高、数据真实可靠、确保飞行安全的超声波检测涡喷发动机高压涡轮叶片壁厚的方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种超声波检测涡喷发动机高压涡轮叶片壁厚的方法，它包括以下步骤：
S1、器材的选备：选带波形显示的超声波测厚仪一台；
S2、制作叶背面模板和叶盆面模板，具体包括以下步骤：
S21、根据被测涡喷发动机高压涡轮叶片的设计图和实际测量尺寸，对比制作出叶背面模板和叶盆面模板，确保叶背面模板与被测涡喷发动机高压涡轮叶片的叶背面相配合，同时确保叶盆面模板与被测涡喷发动机高压涡轮叶片的叶背面相配合；
S22、在叶背面模板对应的I-I截面、III-III截面、V-V截面位置处均钻出四个小孔，确保四个小孔分别对应于1、2、3、4测试点；同时在叶盆面模板对应的I-I截面、III-III截面、V-V截面位置处均钻出四个小孔，确保四个小孔分别对应于1、2、3、4测试点，从而实现了背面模板和叶盆面模板的制作；
S3、制作测量对比用的标准件：对报废的涡喷发动机高压涡轮叶片沿其纵向切割成四块厚度不等的标准厚度试块，然后将标准厚度试块进行研磨，研磨后进行厚度值检定，确保配备的四块标准厚度块的规格分别为0.4mm、0.8mm、1.2mm、1.6mm，标准厚度块的材料牌号与被测涡喷发动机高压涡轮叶片的材料相同；
S4、叶片厚度的测量，具体包括以下步骤：
S41、将被测涡喷发动机高压涡轮叶片夹紧于叶背面模板与叶盆面模板之间，用红笔穿过叶背面模板与叶盆面模板上的各个小孔，以在被测涡喷发动机高压涡轮叶片上标出测量位置；
S42、利用超声波测厚仪依次测量被红笔标出位置的测量点，超声波测厚仪读出该测量点的厚度数据，测量前或测量中，采用标准厚度试块对超声波测厚仪进行声速校准；
S43、重复步骤S42即可测量出被测涡喷发动机高压涡轮叶片在I-I截面、III-III截面、V-V截面处对应的1、2、3、4、5、6、7、8测试点的壁厚，从而最终实现了叶片壁厚的测量；
S44、将测量的壁厚与壁厚极下限值δ进行比较，若某处的壁厚小于壁厚极下限值δ，则说明该叶片会出现断裂；若各处的壁厚均大于壁厚极下限值δ，则说明该叶片不会出现断裂。
所述超声波测厚仪的型号为25DLPLU。
本发明具有以下优点：1、本发明应用超声波测量方法测量涡喷发动机高压涡轮叶片壁厚，取代了国内用电磁霍尔效应测量手段，因电磁霍尔效应常会导致钢球在叶片内腔卡滞堵塞现象，造成叶片内腔多余物。2、本发明是制作了叶背面模板、叶盆面模板和标准件，通过校准测试，数据真实可靠。
附图说明
图1 为涡喷发动机高压涡轮叶片的结构示意图；
图2 为图1的I-I截面示意图；
图3 为I-I截面、III-III、V-V截面的1、2、3、4、5、6、7、8位置处的壁厚极下限值δ；
图4 为叶背面模板的结构示意图；
图5 为叶盆面模板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
一种超声波检测涡喷发动机高压涡轮叶片壁厚的方法，它包括以下步骤：
S1、器材的选备：选带波形显示的超声波测厚仪一台，超声波测厚仪的型号为25DLPLU；
S2、制作叶背面模板和叶盆面模板，具体包括以下步骤：
S21、根据被测涡喷发动机高压涡轮叶片的设计图和实际测量尺寸，对比制作出叶背面模板和叶盆面模板，确保叶背面模板与被测涡喷发动机高压涡轮叶片的叶背面相配合，同时确保叶盆面模板与被测涡喷发动机高压涡轮叶片的叶背面相配合；
S22、在叶背面模板对应的I-I截面、III-III截面、V-V截面位置处均钻出四个小孔，确保四个小孔分别对应于1、2、3、4测试点；同时在叶盆面模板对应的I-I截面、III-III截面、V-V截面位置处均钻出四个小孔，确保四个小孔分别对应于1、2、3、4测试点，从而实现了背面模板和叶盆面模板的制作，如图4和图5所示；
S3、制作测量对比用的标准件：对报废的涡喷发动机高压涡轮叶片沿其纵向切割成四块厚度不等的标准厚度试块，然后将标准厚度试块进行研磨，研磨后进行厚度值检定，确保配备的四块标准厚度块的规格分别为0.4mm、0.8mm、1.2mm、1.6mm，标准厚度块的材料牌号与被测涡喷发动机高压涡轮叶片的材料相同；
S4、叶片厚度的测量，具体包括以下步骤：
S41、将被测涡喷发动机高压涡轮叶片夹紧于叶背面模板与叶盆面模板之间，用红笔穿过叶背面模板与叶盆面模板上的各个小孔，以在被测涡喷发动机高压涡轮叶片上标出测量位置；
S42、利用超声波测厚仪依次测量被红笔标出位置的测量点，超声波测厚仪读出该测量点的厚度数据，测量前或测量中，采用标准厚度试块对超声波测厚仪进行声速校准，因此通过校准测试，数据真实可靠；
S43、重复步骤S42即可测量出被测涡喷发动机高压涡轮叶片在I-I截面、III-III截面、V-V截面处对应的1、2、3、4、5、6、7、8测试点的壁厚，从而最终实现了叶片壁厚的测量；
S44、将测量的壁厚与壁厚极下限值δ进行比较，若某处的壁厚小于壁厚极下限值δ，则说明该叶片会出现断裂；若各处的壁厚均大于壁厚极下限值δ，则说明该叶片不会出现断裂。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种超声波检测涡喷发动机高压涡轮叶片壁厚的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、器材的选备：选带波形显示的超声波测厚仪一台；
S2、制作叶背面模板和叶盆面模板，具体包括以下步骤：
S21、根据被测涡喷发动机高压涡轮叶片的设计图和实际测量尺寸，对比制作出叶背面模板和叶盆面模板，确保叶背面模板与被测涡喷发动机高压涡轮叶片的叶背面相配合，同时确保叶盆面模板与被测涡喷发动机高压涡轮叶片的叶背面相配合；
S22、在叶背面模板对应的I-I截面、III-III截面、V-V截面位置处均钻出四个小孔，确保四个小孔分别对应于1、2、3、4测试点；同时在叶盆面模板对应的I-I截面、III-III截面、V-V截面位置处均钻出四个小孔，确保四个小孔分别对应于1、2、3、4测试点，从而实现了背面模板和叶盆面模板的制作；
S3、制作测量对比用的标准件：对报废的涡喷发动机高压涡轮叶片沿其纵向切割成四块厚度不等的标准厚度试块，然后将标准厚度试块进行研磨，研磨后进行厚度值检定，确保配备的四块标准厚度块的规格分别为0.4mm、0.8mm、1.2mm、1.6mm，标准厚度块的材料牌号与被测涡喷发动机高压涡轮叶片的材料相同；
S4、叶片厚度的测量，具体包括以下步骤：
S41、将被测涡喷发动机高压涡轮叶片夹紧于叶背面模板与叶盆面模板之间，用红笔穿过叶背面模板与叶盆面模板上的各个小孔，以在被测涡喷发动机高压涡轮叶片上标出测量位置；
S42、利用超声波测厚仪依次测量被红笔标出位置的测量点，超声波测厚仪读出该测量点的厚度数据，测量前或测量中，采用标准厚度试块对超声波测厚仪进行声速校准；
S43、重复步骤S42即可测量出被测涡喷发动机高压涡轮叶片在I-I截面、III-III截面、V-V截面处对应的1、2、3、4、5、6、7、8测试点的壁厚，从而最终实现了叶片壁厚的测量；
S44、将测量的壁厚与壁厚极下限值δ进行比较，若某处的壁厚小于壁厚极下限值δ，则说明该叶片会出现断裂；若各处的壁厚均大于壁厚极下限值δ，则说明该叶片不会出现断裂。
2.根据权利要求1所述的一种超声波检测涡喷发动机高压涡轮叶片壁厚的方法，其特征在于：所述超声波测厚仪的型号为25DLPLUS。
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