Page 41 - 无损检测 2021年第六期

高祥熙, 等:

基于钆掺杂法的空心涡轮叶片残芯冷中子照相检测

的质量分数为3% , 将浆料填充在不同深度的 成 5mm×5mm ( 长 × 宽) 的薄片, 厚度分别为 0.2 ,

Gd 2O 3

圆孔内, 并在 1150℃ 烧结 0.5h , 固化后通过机加工 0.3 , 0.4 mm 。将 薄 片 破 碎 后, 挑 选 尺 寸 较 小 的 残
去除试样表面溢出的型芯材料, 同时去除每个圆孔内 芯, 通过铝胶带黏贴在叶片叶身处, 每 3 个为一组;

一半的型芯, 形成空腔, 去除一半型芯后的试样如图 选择高度分别为 38 , 85 mm 的两种规格叶片( 记为
1 ( d ) 所示, 圆孔中白色物质为型芯材料。 小叶片和大叶片), 两种叶片叶身的最大透照厚度都
图 2 为含残芯叶片对比试样的制备流程, 叶片 约为 3.4 mm , 在两种叶片叶身的不同位置黏贴残

材料为 DD5 单晶高温合金。采用与制作阶梯状模 芯, 其中小叶片共 3 组( 都位于叶身表面), 大叶片共
拟试样相同的陶瓷型芯浆料, 通过 3D 打印技术制 4组( 3组位于叶身表面, 1组位于叶片内腔)。

图 1 阶梯状模拟试样的制备流程

图 2 含残芯叶片对比试样的制备流程

2.3 试验条件 50 μ m 附近画两条直线获取灰度分布曲线[ 见图 3

将试样分别紧贴暗盒, 置于冷中子源和单面乳 ( b ), 3 ( c )]。由试验结果可知, 在指标 50 μ m 的外侧

化胶片成像系统中曝光 30 min 。胶 片 在 暗 室 内 经 ( 线1 ) 能清晰分辨灰度分布曲线的波峰和波谷, 而在

过显影、 定 影 和 干 燥 处 理 后, 使 用 Arra y2905HD 指标50 μ m 的内侧( 线2 ) 并不能区分波峰和波谷, 表

型激光扫描仪对其进行数字化, 采用 Ima g eJ软件 明冷中子源和单面乳化胶片的组合方式具有较优的
将图像 类 型 转 换 为 8bit , 随 后 提 取 不 同 部 位 的 空间分辨力, 分辨力可达到 50 μ m 。

灰度。 3.2 叶片残芯检测灵敏度
图 4 为阶梯状模拟试样的冷中子透照图像, 图
3 结果与分析
中每个台阶有灰色部位、 较亮部位、 较暗部位等, 其
3.1 空间分辨力 中灰色部位为基体材料, 较亮部位为残芯, 较暗部位
图 3 为空间分辨力试样的试验结果, 图像经过 为空腔。从图 4 中可以看出: 当残芯厚度相同时, 残
降噪和边界锐化处理, 在图 3 ( a ) 上空间分辨力指标 芯与空腔的对比度随着透照厚度的增加而减小, 在

图 3 空间分辨力试样的试验结果

3

2021 年 第 43 卷 第 6 期

无损检测