CN113068448B - 一种飞机筒类零件内表面磁粉探伤方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机筒类零件内表面磁粉探伤方法和装置，采用双线圈感应电流法进行磁粉检验，将筒型零件穿在软铁芯棒上，只需一次磁化即可完成对筒形零件内外表面周向裂纹的同时检测，这种感应电流法磁化时，电流不与零件直接接触，也不受机械压力，可以避免零件烧伤和变形，此种设计较单线圈感应电流法产生的磁场强度更强，检测灵敏度更高，弥补了传统线圈法磁化只是对筒形零件尤其是变截面筒形零件外表面周向裂纹有较高检测灵敏度，而对内表面检测灵敏度较低的不足，操作更简便。

Description

一种飞机筒类零件内表面磁粉探伤方法及其装置

技术领域

本发明属于无损检测领域，涉及一种飞机筒类零件内表面磁粉探伤方法和装置，适用于筒类零件内外表面周向和纵向缺陷无损检测。

背景技术

在飞机修理及零件制造中，很多铁磁性材料筒类零件需要进行磁粉检测，以检验零件内外表面的缺陷。

对于筒形零件周向缺陷的磁粉检测，国标、国军标、美军标及俄罗斯技术标准等均规定采用单线圈磁化技术，即在筒形零件表面通过产生垂直于周向缺陷的纵向磁场来检测周向缺陷，但各种标准及有关技术资料均未表述该方法可以检查筒形件内表面周向裂纹。

筒型零件单线圈法磁化时，被检零件内表面产生的磁化场强度较小(单线圈磁化磁场分布图示意图见图1)，因此，该方法只是对薄壁环形件外表面具有较好的检测效果；筒类零件单线圈感应电流磁化时，磁通密度具有越趋近外表越高而内表面上却微不足道的倾向，即磁力线主要沿零件磁阻最小的外表面自线圈的N极回到S极，这就表明筒型件外表面磁场强度非常大(单线圈感应电流磁化磁场分布示意图见图2)因此，该方法只是对筒类零件外表面周向裂纹具有很高的检测灵敏度，对具有一定长度的筒形零件检测则难以满足检测灵敏度要求。

通过大量实验和理论研究分析，由于磁场的趋肤效应，单线圈法磁化时磁力线主要沿着筒形零件外表面一端(S极)回到零件另一端(N极)，即磁场主要集中在筒形零件的外表面，而内表面磁场及其微弱，不能有效发现缺陷，进而导致内表面缺陷漏检，甚至造成飞行安全事故。因此，研究一种飞机筒类零件内表面磁粉探伤技术非常必要。

发明内容

本发明提供一种筒类零件内表面磁粉探伤方法及其装置，提出了双线圈磁化法表面无损检测方法，用于飞机筒类零件内壁磁粉检验，采用双线圈感应电流法进行磁粉检验，使筒型零件的内表面周向缺陷磁粉检测得以实现。

一种筒类零件内表面磁粉探伤方法，根据感应电流原理，将传统的单线圈设计改为了双线圈设计。工作时将筒型零件穿在软铁芯棒上，当线圈通电时，双线圈产生的磁场通过软铁芯棒导出，在零件上产生感生电流，感生电流产生垂直与周向缺陷的环形磁场(双线圈感应电流磁化磁场分布示意图见图3)，从而显示出零件内表面的周向缺陷。

一种筒类零件内表面磁粉探伤装置，采用双线圈感应电流法磁化装置，为固定式机电一体型结构，包括工作台、电源控制装置、断电相位控制、软铁芯棒、两个线圈、电极、磁悬液喷洒装置、紫外灯。软铁芯棒为一根既能导电又能导磁的低矫顽力、低剩磁的芯棒，根据被检验筒型零件的几何尺寸选取；两个线圈设置在电极处(见图3)；电极间距在500mm范围内连续电动可调；电源控制装置可进行磁化电流、磁化时间、退磁时间和磁势的设置，并进行数字显示。该装置可实现周向磁化、纵向磁化、周向+纵向复合磁化三种方式。

该装置只需一次磁化即可完成对筒形零件内、外表面周向裂纹的同时检测，这种双线圈磁化的方法电流不直接施加在被检零件上，被检零件也不受机械压力，可以避免零件烧伤和变形，此种设计较单线圈感应电流法产生的磁场强度更强，检测灵敏度更高，弥补了传统线圈法磁化只是对筒形零件尤其是变截面筒形零件外表面周向裂纹有较高检测灵敏度，而对内表面检测灵敏度较低的不足，操作更简便。

附图说明

图1线圈法磁化磁场分布示意图

图2单线圈感应电流磁化磁场分布示意图

图3双线圈感应电流磁化磁场分布示意图

图4起落架舱门作动筒探伤时D型试片贴合部位示意图

图5起落架舱门作动筒双线圈磁化法示意图。

具体实施方式

一种筒类零件内表面磁粉探伤方法及其装置，采用双线圈感应电流法磁化装置，为固定式机电一体型结构，包括工作台、电源控制装置、断电相位控制、软铁芯棒、两个线圈、电极、磁悬液喷洒装置、紫外灯。

1、探伤装置的构成

1)工作台

外形尺寸：1900(长)×780(宽)×120(高)mm，床身高度910mm；

2)电源控制装置

三相五线380V 50Hz，最大磁化电流时约60KVA；

周向磁化电流：AC 0～2000A，连续可调，数字式显示；

纵向磁化磁势：AC 0～18000AT，连续可调，数字式显示。

3)线圈：数量2个，直径φ600mm，单线圈匝数100N；

4)电极间距：0～500mm，连续电动可调；

夹持方式：气动夹紧；

探伤节拍：15-30秒/件；

5)软铁芯棒

6)磁悬液喷洒装置、紫外灯

磁悬液喷洒装置包括7个喷头组成和1个手动式喷枪，紫外灯2盏，分别安装于工作台上。

紫外灯距被检零件40cm处辐照度不低于1000μW/cm²。

2、适用情况

1)筒形零件及变截面筒形零件探伤

零件材料：铁磁性材料

尺寸范围：外径：Φmax＝60mm，内径：Φmin＝30mm，长度：L＝30～450mm

探伤部位：内外表面。

2)轴类表面及薄壁环形零件探伤

零件材料：铁磁性材料；

零件尺寸范围：最大直径：Φmax≤200mm，零件最大长度：Lmax≤500mm；

3、一种作动筒零件检测方法

取苏系列飞机起落架舱门作动筒零件1件，检验内表面周向裂纹。

由于舱门作动筒内表面周向裂纹未知，探伤时，在架落架舱门作动筒进内壁不同部位的A、B处分别粘贴带人工裂纹的磁粉探伤D型7/50高灵敏度标准试片各一块(见图4)。

(1)将被检验件放置在工作台上

在架落架舱门作动筒中心穿一根直径30mm的低矫顽力、低剩磁的铁芯棒，再将该铁芯夹连筒零件一同夹持在探伤机两电极之间(见图5)；

(2)磁悬液喷洒、磁化

1)磁悬液喷洒舱门作动筒内外表面，使其充分均匀湿润；

2)双线圈施加2000(A)交流电对被检验件磁化，通电3次，每次间隔1s，每次通电的同时，将磁悬液喷洒在舱门作动筒内外表面；

3)磁悬液停止喷洒后，再通电3次，每次间隔1s。

(3)松开电极，取下零件和其中的铁芯棒；

(4)在紫外灯下检验架落架舱门作动筒内表面周向裂纹，A、B处的标准试片人工刻痕均可清晰显示。

(5)架落架舱门作动筒退磁

舱门作动筒退磁，退磁后用磁强计检测舱门作动筒上的剩磁≤0.2mT(160A/m)，符合航标、国家军用标准及国标等标准。

同理，按以上步骤实现对被检验件的磁粉探伤。

Claims (3)

1.一种筒类零件内表面磁粉探伤方法，其特征在于：采用双线圈磁化法表面无损检测方法，将筒型零件穿在软铁芯棒上；线圈通电时双线圈产生的磁场通过软铁芯棒导出，在零件上产生感生电流，感生电流产生的环形磁场显示出零件内表面的周向缺陷，步骤为：

(1)将被检验件放置在工作台上

在起落架舱门作动筒中心穿一根直径30mm的低矫顽力、低剩磁的铁芯棒，再将该铁芯夹连作动筒一同夹持在探伤机两电极之间；

(2)磁悬液喷洒、磁化

1)磁悬液喷洒舱门作动筒内外表面，使其充分均匀湿润；

2)双线圈施加2000A交流电对被检验件磁化，通电3次，每次间隔1s，每次通电的同时，将磁悬液喷洒在舱门作动筒内外表面；

3)磁悬液停止喷洒后，再通电3次，每次间隔1s；

(3)松开电极，取下零件和其中的铁芯棒；

(4)起落架舱门作动筒退磁

舱门作动筒退磁，退磁后用磁强计检测舱门作动筒上的剩磁≤0.2mT，符合航标、国家军用标准及国标。

2.一种筒类零件内表面磁粉探伤装置，其特征在于：磁粉探伤装置采用双线圈感应电流法磁化装置，为固定式机电一体型结构，具有实现周向磁化、纵向磁化、周向+纵向复合磁化三种方式，包括工作台、电源控制装置、断电相位控制装置、软铁芯棒、两个线圈、电极、磁悬液喷洒装置、紫外灯，软铁芯棒为一根既能导电又能导磁的低矫顽力、低剩磁的芯棒，根据被检验筒型零件的几何尺寸选取；两个线圈设置在电极处；电极间距在500mm范围内连续电动可调；电源控制装置可进行磁化电流、磁化时间、退磁时间和磁势的设置，并进行数字显示；

磁悬液喷洒装置包括7个喷头组成和1个手动式喷枪，紫外灯2盏，分别安装于工作台上；

紫外灯距被检零件40cm处辐照度不低于1000μW/cm²。

3.根据权利要求2所述一种筒类零件内表面磁粉探伤装置，其特征在于：可完成外径Φmax＝60mm、内径Φmin＝30mm、长度L＝30mm～450mm的变截面筒形铁磁性材料零件内外表面探伤，可完成最大直径Φmax≤200mm、零件最大长度Lmax≤500mm的轴类表面及薄壁环形内外表面的铁磁性材料零件探伤。

Images