视频涡流检测装置的研制与应用

　　1　概述

　　在飞机的原位探伤中,有些结构件的探伤部位,处在不可视的位置,很难实施探伤方法。如飞机发动机叶片,安装在发动机舱内的涡轮盘上,只能通过发动机外筒 8mm的检测孔对叶片进行探伤。在此情况下,若单独采用孔探仪探伤,虽能代替人眼到达发动机舱内,利用其光源检查叶片的表面状态,但对疲劳裂纹却无能为力。若单独采用涡流法探伤,探头与目标的接触位置及耦合状态在无法看到的情况下很难控制,不易操作,且容易漏检或误判。由于这些缺陷在部件的服役过程中存在迅速扩散的可能,给航空安全带来很大的隐患。

　　若将孔探技术与涡流技术结合在一起,既可解决宏观检查又可解决微观即疲劳裂纹的探伤,这无疑是解决这些疑难探伤问题的理想方法。将看不到的部位形貌及涡流检测信号一并出现在荧光屏上,探头与接触点的状况及缺陷信号一目了然。解决了飞机及发动机中很多不可视结构件的原位探伤问题,提高了航空维修中无损检测的技术水平。

　　2　视频涡流孔探装置的研制

　　2.1　检测叶片的途径

　　由于叶片在飞机发动机内的位置,很难实施探伤操作。进行叶片的原位探伤,需要研制一种专用视频涡流孔探装置,使其伸入发动机上侧 8mm的检测孔,通过发动机内、外函道,控制视频涡流孔探装置的传动机构,使装置上的涡流探头与叶片接触,完成叶片的原位涡流探伤。检测窗口及叶片的位置如图1、图2所示。

　　2.2　视频涡流孔探装置的设计

　　专用叶片视频涡流孔探装置的结构,由硬管式内窥镜和涡流探伤装置两部分组成。设计成内窥镜检测和涡流检测两种独立系统,可根据探伤条件和要求,组装成视频涡流孔探装置,也可将硬管式内窥镜和涡流探伤装置独立使用。

　　(1)硬管式电子视频内窥镜的结构

　　电子视频内窥镜的构造如图3所示,它由物镜、导光管、控制器、目镜、光电转换器(CCD)等部分组成。目标通过物镜成像传至CCD上,然后CCD再把光像转变成电子信号,把数据传送至视频内窥镜控制部分,再由该控制部分把影像输出至监视器或计算机中进行处理。

　　(2)涡流孔探装置的结构

　　涡流孔探装置由手柄、弹簧、按压接头(压簧柄)、钢丝、探头等部分组成,其结构如图4所示。探伤装置需要伸进叶片检查窗口时,通过控制装置的传动机构,由钢丝将装置上的涡流探头拉直(如图4(a)所示)。探伤装置伸进叶片检查窗口后,松开压簧手柄(如图4(b)所示)对叶片进行探伤。要探伤的位置有三处,即进气边、排气边和叶冠边缘。制作专用叶片涡流探伤装置,首先是根据叶片三条边的角度、形状,设计制作三种不同形态的微型涡流探头,装在专用涡流孔探装置上,保证每种形态的探头与要查叶片的每条边缘接触良好。其次探头直径不超过8mm,并有转动关节,涡流探伤装置从叶片检查窗口伸进去后,装置的传动部分使探头由直线弯曲90°,使其与叶片边缘能良好接触。