Page 39 - 无损检测2023年第三期
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程世扬, 等:

   基于超声红外热成像技术的涡轮叶片裂纹检测


   为0.45mm , 裂纹开口宽为8.6 μ m 。                         试验结果表明, 超声红外热成像技术能检测出叶片

       图7 为涡轮叶片裂纹 ② 处的基体内部裂纹,                        喷涂前、 后的两处裂纹; 采用渗透检测进行对比研究,


   裂纹开口宽约0.6 μ m , 长 0.14mm , 表面涂层厚度                 渗透检测仅能检测出涡轮叶片喷涂前的1处裂纹, 无

   为0.5mm 。                                          法检测叶片喷涂后的裂纹; 最后使用金相显微技术进
                                                     一步验证, 发现两处裂纹信息, 与超声红外热成像技
                                                     术检测出的位置一致, 验证了超声红外热成像技术可
                                                     有效检测喷涂前和喷涂后涡轮叶片裂纹缺陷。
                                                     参考文献:





                                                      [ 1 ]  于霞, 张卫民, 邱忠超, 等. 航空发动机涡轮叶片裂纹

                                                           检测信号特征提取[ J ] .兵工学报, 2014 , 35 ( 8 ):
                                                          1267-1274.

                                                      [ 2 ]  万利, 李舜酩, 金业壮. 某型发动机压气机第 1 级整

                                                           流叶片疲劳试验研究[ J ] .航空发动机, 2008 , 34

                                                           ( 3 ): 15-17.
                                                      [ 3 ]  宋凯, 刘堂先, 李来平, 等. 航空发动机涡轮叶片裂纹

                                                           的阵列涡流检测仿真[ J ] . 航空学报, 2014 , 35 ( 8 ):
                                                          2355-2363.
                                                      [ 4 ]  许锷俊. 缺陷、 损伤、 微裂纹对航空发动机构件服役


                                                           总寿命及可靠性的影响[ J ] . 航空发动机, 2003 , 29
                                                           ( 2 ): 11-15.
                                                      [ 5 ]  郭海鸥. 飞机某型发动机压缩机一级叶片裂纹检测研


          图7 涡轮叶片裂纹 ② 处显微金相组织                              究[ J ] . 无损探伤, 2004 , 28 ( 5 ): 45-46.






   3.5 结果对比分析                                         [ 6 ]  冯强, 童锦艳, 郑运荣, 等. 燃气涡轮叶片的服役损伤

     由于试件制作困难, 仅使用一个叶片进行试验,                                与修复[ J ] . 中国材料进展, 2012 , 31 ( 12 ): 15.
                                                      [ 7 ]  耿荣生, 郑勇. 航空无损检测技术发展动态及面临的

   试件喷涂前已经存在裂纹, 大部分裂纹是喷涂后才

   出现的。喷涂后产生的叶片裂纹较大概率会延伸到                                  挑战[ J ] . 无损检测, 2002 , 24 ( 1 ): 1-5.


                                                      [ 8 ]  孙护国, 霍武军. 航空发动机涡轮叶片的检测技术
   涂层面, 涂层面也会产生裂纹; 相对于涂层完整的情
                                                           [ J ] . 航空发动机, 2002 , 28 ( 1 ): 23-25.
   况, 试件检测的难度可能会更大。文章主要验证服
                                                      [ 9 ]  徐桂荣, 刘甜甜, 关雪松, 等. 航空产品磁粉检测与
   役后带涂层叶片的裂纹检测。对图2所示的某涡轮
                                                           渗透检测分析[ J ] . 兵器材料科学与工程, 2021 , 44
   叶片, 采用超声红外热成像技术进行检测, 不论是喷                               ( 6 ): 124-128.
   涂前, 还是喷涂后, 均发现了 2 处裂纹。渗透检测                        [ 10 ]  苏清风, 习小文, 石剑, 等. 铸造闭式叶轮内型面荧光渗
   时, 没有喷涂涂层的情况下可以检测到1处表面裂                                 透检测[ J ] . 失效分析与预防, 2018 , 13 ( 6 ): 367-372.




   纹信息, 喷涂涂层后, 无法发现裂纹信息, 渗透检测                        [ 11 ]  冯辅周, 张超省, 闵庆旭, 等. 超声红外热像技术中

   失效。对喷涂镍铬铝钇涂覆层的涡轮叶片进行剖                                   金属平板裂纹的生热特性 [ J ] . 红外与激光 工 程,
   切, 采用金相显微镜技术对检测的2处裂纹进行观                                2015 , 44 ( 5 ): 1456-1461.




   察, 叶片裂纹 ① 对应的裂纹开口宽度为8.6 μ m , 叶                   [ 12 ]  秦雷, 刘俊岩, 龚金龙,等. 超声红外锁相热像技术

                                                           检测金属板材表面裂纹[ J ] . 红外与激光工程, 2013 ,

   片裂纹 ② 对应的开口宽度为0.6 μ m ; 进一步验证了
                                                          42 ( 5 ): 1123-1130.
   采用超声红外热成像技术可实现喷涂前和喷涂后涡
                                                     [ 13 ]  LI W , YUAN X A , CHEN G M , etal.Hi g h
   轮叶片裂纹缺陷的检测。
                                                          sensitivit y rotatin g alternatin g current field

  4 结语                                                     measurementforarbitrar y -an g leunderwatercracks



                                                           [ J ] .NDT&EInternational , 2016 , 76 : 123-131.
     选取某涡轮叶片, 采用等离子喷涂工艺对该涡                           [ 14 ]  寇光杰, 杨正伟, 贾庸, 等. 复杂型面叶片裂纹的超声

   轮叶片喷涂了 0.5mm 厚的镍铬铝钇涂覆层, 开展                              红外热成像检测[ J ] . 红外与激光工程, 2019 , 48 ( 12 ):
   了涡轮叶片喷涂涂层前、 后的超声红外热成像试验。                               1-9.
                                                                                                5
                                                                             2023年 第45卷 第3期
                                                                                     无损检测
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