Page 53 - 无损检测2024年第三期
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张海兵, 等:
飞机液压导管裂纹故障分析与检测对策
纹源。在反复应力交变作用下裂纹源区便会萌生出 验证了螺栓拧紧后对喇叭口根部缺陷检测结果的影
裂纹, 裂纹逐渐向纵深发展, 最终导致导管完全 响, 结果表明, 螺栓的拧紧程度只会降低端头回波信
断裂。 号幅度, 并不会对缺陷信号产生影响。
采用上述方案, 分别对图2所示导管和在役的
4 原位检测对策
ϕ 6mm 导管进行检测, 选用 4 通道表面波探头, 在
4.1 检测原理 导 管 样 管 的 喇 叭 口 处 加 工 长 为 3 mm , 深 为
表面波是仅在固体介质的表面或其他介质的界 0.15mm 的人工缺陷, 逐一将4个通道探头对准人
面及其附近传播而不深入到固体内部传播的波。表 工缺陷, 将 其 反 射 信 号 回 波 高 度 调 至 满 屏 幕 的
面波在传播过程中遇到裂纹, 一部分声波在裂纹开 80% 。经检测, 图 2 所示导管裂纹处回波明显, 远
口处仍以表面波形式被反射, 并沿物体表面返回; 一 超出满屏幕的80% 。在原位检测试验中, 探头能够
部分声波仍以表面波形式沿裂纹表面向前传播, 到 贴紧导管平管嘴根部并锁住工装夹紧导管, 平管嘴
达裂纹顶端时部分声波被反射而返回, 部分声波继 端部回波显示清晰, 平管嘴根部干扰杂波较少且低
续以表面波形式沿裂纹表面向前传播 [ 4 ] 。可见, 若 于满屏幕的10% , 由此可见, 平管嘴根部若存在缺
使用表面波检测液压导管, 通过裂纹回波信号的幅 陷将会有较高的回波出现。
值和刻度可判定缺陷的大小与位置。
4.2 检测对策分析与验证 5 结语
为了实现导管管壁周向裂纹的检测, 导管装配 针对飞机液压导管的裂纹故障, 通过失效分析
结构、 裂纹形貌以及螺栓遮挡等因素是必须考虑的, 手段确定了失效机理, 结合装配、 受力等特点分析了
在不拆除导管和连接螺栓的情况下, 采用两探头组 裂纹产生的原因, 在此基础上, 结合在役检测的特
合在一起通过夹持的方式实现导管在圆周方向上的 点, 提出了相应的检测对策, 分析了导管内液压油、
一次性检测。 装配及遮挡等多种因素的影响, 为实现导管平管嘴
在飞机上实施原位检测时, 因表面波具有一定 根部缺陷和喇叭口根部缺陷的原位定量检测奠定了
的检测深度, 当表面波在充满液压油的导管内传播 技术基础。
时, 部分声能量通过导管 - 油液界面传入液压油中,
参考文献:
会使喇叭口根部缺陷和端头回波信号衰减。为减小
该因素的影响, 对于充满液压油的薄壁导管, 应选择 [ 1 ] 孙金立. 无损检测及在航空维修中的应用[ M ] . 北京:
相对较高的检测频率。当检测频率为5MHz时, 通 国防工业出版社, 2004.
过计算得到表面波波长约为0.6mm , 可检测深度为 [ 2 ] 舒送, 范鑫, 刘峰, 等. 某型飞机肘形导管断裂故障分
1.2mm ( 大于导管壁厚), 超声波会部分传入液压 析与改进验证[ J ] . 机床与液压, 2019 , 47 ( 2 ): 176-
油; 当检测频率为 7.5 MHz 时, 表面波波长约为 180.
[ 3 ] 施红. 飞机空气导管安全性设计与泄漏探测技术研究
0.45mm , 超声波主要能量集中于管壁, 即使在充满
[ D ] . 南京: 南京航空航天大学, 2013.
液压油的导管上检测, 进入液压油的能量仍很少, 缺
[ 4 ] 周正干, 孙广开. 先进超声检测技术的研究应用进展
陷回波信号衰减较小。
[ J ] . 机械工程学报, 2017 , 53 ( 22 ): 1-10.
液压导管端头通过外部螺栓与其他接头相连, [ 5 ] 高祥熙, 徐娜, 许路路, 等. 飞机液压导管裂纹的超声
螺栓拧紧后超声波也有可能通过异质界面进入其他 表面波检测[ J ] . 无损检测, 2021 , 43 ( 5 ): 1-4 , 33.
材料, 导致裂纹等缺陷处回波幅值降低, 高祥熙等 [ 5 ]
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2024年 第46卷 第3期
无损检测
