Page 39 - 无损检测 2021年第六期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202106001

基于钆掺杂法的空心涡轮叶片

残芯冷中子照相检测

高祥熙 1 , 2 , 3 , 尹 伟 , 顾国红 , 王倩妮 1 , 2 , 3
4
1

( 1. 中国航发北京航空材料研究院, 北京 100095 ; 2. 航空材料检测与评价北京市重点实验室, 北京 100095 ;

3. 中国航空发动机集团 材料检测与评价重点实验室, 北京 100095 ;

4. 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所,绵阳 621900 )

摘 要:针对航空发动机 DD5 单晶高温合金空心叶片, 采用钆掺杂法设计制作了阶梯状模拟
示踪剂含量为
试样和叶片对比试样, 使用冷中子源和单面乳化胶片的成像方式, 研究了 Gd 2O 3
3% 时残芯的检测灵敏度, 分析了灵敏度、 透照厚度和残芯厚度之间的定量关系以及叶片结构对检

测结果的影响。试验结果表明, 采用单面乳化胶片的冷中子照相检测的空间分辨力达到 50 μ m ; 随
着透照厚度的减小及残芯厚度的增加, 残芯检测灵敏度逐渐增加, 且复杂曲率的叶片结构将一定程
度地降低检测灵敏度。该结果为空心涡轮叶片的实际检测提供了参考, 同时证明了冷中子照相检
测具有良好的适用性, 可实现残芯的高灵敏度检测。
关键词:残芯; 掺杂法; 冷中子; 单面胶片

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 06-0001-05

Coldneutronradio g ra p h y testin g ofresidualcoreinhollowturbinebladebasedon

g adoliniumdo p in gmethod

4
1 , 2 , 3
GAOXian g xi 1 , 2 , 3 , YIN Wei , GUGuohon g 1 , WANGQ ianni

( 1.AECCBei j in g InstituteofAeronauticalMaterials , Bei j in g100095 , China ;

2.Bei j in gKe yLaborator yofAeronauticalMaterialsTestin gandEvaluation , Bei j in g100095 , China ;

3.Ke yLaborator yofAeronauticalMaterialsTestin gandEvaluation , AeroEn g ineCor p orationofChina , Bei j in g100095 ,

China ; 4.InstituteofNuclearPh y sicsandChemistr y , ChinaAcadem yofEn g ineerin gPh y sics , Mian y an g621900 , China )

Abstract : ForDD5sin g lecr y stalsu p erallo ybladeoftheAeroen g ine , theste pp edreferencesam p leandblade

referencesam p lesweredesi g nedandp re p aredb yg adoliniumdo p in gmethod.Usin g coldneutronsourceandima g in g

methodofsin g le-emulsionindustr y film , thedetectionsensitivit yofresidualcorewithGd 2O 3tracercontentof3%

wasstudied.The q uantitativerelationamon g sensitivit y , transmissionthicknessandresidualcorethickness , aswell

astheinfluenceofbladestructureondetectionresultswereanal y zed.Theresultsshowthatthes p atialresolutionof

thecombinationofcoldneutronsourceandsin g le-emulsionfilmisu p to50 μ m.Withthedecreaseoftransmission

thicknessandtheincreaseofresidualcorethickness , thedetectionsensitivit yofresidualcoreincreasesg raduall y .

Theresultsp rovideareferenceforthep racticala pp licationofhollowturbineblade , p rovesthatthecoldneutron

p hoto g ra p h y testin ghasg ooda pp licabilit y , whichcanachievethehi g hdetectionsensitivit yofresidualcore.

Ke ywords : residualcore ; do p in gmethod ; coldneutron ; sin g le-emulsionfilm
空心涡轮叶片作为航空发动机的关键部件, 因具
收稿日期: 2020-12-13
有温度交变频繁、 受力状态复杂、 使用环境恶劣、 工作
作者简介: 高祥熙( 1986- ), 男, 硕士, 工程师, 主要研究方向为
高温合金中的残芯无损检测以及增材制造材料的缺陷表征 可靠性要求高、 稳定工作寿命要求长等特点, 被誉为
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通信作者: 高祥熙, g aoxian g xi326@163.com “ 皇冠上的明珠” 。通常借助陶瓷型芯使空心涡轮
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2021 年 第 43 卷 第 6 期

无损检测