Page 40 - 无损检测2022年第十一期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202211002

发动机盘环件径轴向裂纹超声检测

能力及影响因素分析

杨平华, 史亦韦, 梁 菁, 乔海燕

( 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. 材料检测与评价航空科技重点实验室, 北京 100095 )

摘 要:针对航空发动机盘环件超声检测中存在的径轴向裂纹取向不利导致检测困难的问
题, 采用力学加载方式制作含有长度为 1.5~10mm 疲劳裂纹的试样, 试验对比了纵波直入射缺陷

回波法与底波监控法、 纵波小角度斜入射缺陷回波法与底波监控法等 4 种方法对径轴向裂纹的检
测能力, 并分析了探头参数、 裂纹位置等因素对检测能力的影响规律, 最后在某涡轮盘上验证了方
法的有效性。结果表明, 纵波小角度斜入射底波监控法对径轴向裂纹的检测能力最强, 使用焦距为

89mm 的 10MHz聚焦探头并使声束以 2° 斜入射时, 可检出试样中长为 1.5~10 mm 的疲劳裂
纹, 该方法对于接近焦点位置的裂纹检测效果更好。

关键词:超声检测; 径轴向裂纹; 底波监控; 小角度斜入射

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 11-0006-06

Anal y sisofultrasonicdetectionabilit y andinfluencin g factorsofradialand

axialcracksinen g inediskandrin g

YANGPin g hua , SHIYiwei , LIANGJin g Q IAOHai y an
,

( 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 y ofAeronauticalMaterialsTestin gandEvaluation , AeroEn g ineCor p orationofChina , Bei j in g 100095 , China ;

4.AviationKe yLaborator yofScienceandTechnolo gyonMaterialsTestin gandEvaluation , Bei j in g100095 , China )

Abstract : Aimin g attheultrasonicdetectionp roblemcausedb yunfavorableorientationofradial-axialcrackinaero-

en g inediskandrin g s , thes p ecimenswithfati g uecracksof1.5-10 mminlen g thwerep roducedb ymechanicalloadin g

method.Thedetectionca p abilit y offourmethodsforradial-axialcrackswascom p ared , includin gdefectechomethodsand

back-wallechomonitorin gmethodswithnormalincidenceandsmallan g leobli q ueincidencelon g itudinalwave , res p ectivel y .

Theinfluenceof p robe p arametersandcracklocationonthedetectionca p abilit ywasanal y zed.Finall y , theo p timaldetection

methodwasverifiedonaturbinedisk.Theresearchrevealsthat , theback-wallechomonitorin gmethodwithasmallan g le

obli q ueincidencelon g itudinalwavehasthehi g hestdetectionca p abilit y forradial-axialcracks.Allfati g uecrackswithlen g th

of1.5-10mmcanbedetectedb yusin g a10MHzfocusin gp robewithfocallen g thof89mmandobli q ueincidencean g le

of2°.Themethodismorea pp licableforcracksthatnearthefocus p oint.

Ke ywords : ultrasonictestin g ; radialandaxialcrack ; back-wallechomonitorin g ; smallan g leobli q ueincidence
收稿日期: 2022-05-26
盘环件作为航空发动机的关键部件, 长期工作
基金项目: 国防科工局技术基础科研项目( JSZL2014205B001 )
于高速、 高负荷( 高应力) 和高温等恶劣环境中。在
作者简介: 杨平华( 1985- ), 女, 硕士, 高级工程师, 主要从事材
其制造过程中, 通常采用一系列无损检测手段以保
料无损检测与评价技术研究工作
证交付产品不含有危害性缺陷 [ 1-4 ] 。尽管经过了严
通信作者: 杨平华, y an gp in g hua@126.com
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2022 年 第 44 卷 第 11 期
无损检测