焊接組合件表面熒光滲透檢測前的潤濕清洗試驗

唐建朝，周嘉梁，孔　燕

(中航動力股份有限公司無損檢測中心， 西安 710021)

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焊接組合件表面熒光滲透檢測前的潤濕清洗試驗

唐建朝，周嘉梁，孔燕

(中航動力股份有限公司無損檢測中心， 西安 710021)

在飛機發(fā)動機大修故障檢查期間，對某三級盤焊接組合件進行熒光滲透檢測時，發(fā)現(xiàn)該零件表面無法被熒光滲透液完全潤濕。通過對比試驗，找出了適合該組合件的表面清理方法——塑料噴丸，使熒光滲透液能完全潤濕，保證了零件的熒光滲透檢測質(zhì)量。

熒光滲透檢測；潤濕；塑料噴丸

作為飛機的動力裝置，航空發(fā)動機必須具有高可靠性。在航空發(fā)動機的整個安全使用壽命內(nèi)，需要定期對發(fā)動機進行返廠大修；同時，還需要對發(fā)動機上關(guān)鍵零件的表面質(zhì)量進行無損檢測和表面缺陷修復(fù)。

三級盤焊接組合件作為航空發(fā)動機中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)動部件，在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作，并承受高離心負(fù)荷與振動負(fù)荷；同時，還要承受環(huán)境介質(zhì)的腐蝕與氧化作用，工作條件十分惡劣,其表面容易產(chǎn)生裂紋。因而，對該三級盤焊接組合件在大修時的表面裂紋進行熒光滲透檢測是十分有必要的。滲透檢測是一種以毛細(xì)作用原理為基礎(chǔ)、用于檢測非疏孔性金屬和非金屬試件表面開口缺陷的常規(guī)無損檢測方法[1]。熒光滲透檢測具有較高的檢測靈敏度，在航空航天領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，特別是應(yīng)用于航空發(fā)動機大修時零件表面裂紋的檢測中。

滲透檢測的局限性在于只能檢測出表面開口缺陷，工件表面存在污染或漆層、積碳等異物時，表面缺陷往往不能被有效發(fā)現(xiàn)。

由于航空發(fā)動機的工作環(huán)境惡劣，其零部件在大修時表面存在大量的油污和積碳等污物，這些油污和積碳會影響檢測時熒光滲透液對零件表面的潤濕，不符合熒光滲透檢測的質(zhì)量控制要求，降低了檢測結(jié)論的準(zhǔn)確性。因此,采用何種方法對大修零件表面的污物進行清理以保證零件表面狀態(tài)滿足熒光滲透檢測的要求,成為至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

筆者通過對比試驗,找出了表面清理方法,使熒光滲 透液能完全潤濕,保證了零件的熒光滲透檢測質(zhì)量。

1　三級盤焊接組合件的熒光滲透檢測

1.1現(xiàn)象描述

某發(fā)動機三級盤焊接組合件的工藝流程為：分解→除積碳、清洗→目視檢查→熒光滲透檢測→修理→檢驗→清洗→裝配→檢驗入庫。

圖1　零件表面未被完全潤濕圖示

該零件在進行熒光滲透檢測時，零件表面無法被熒光滲透液完全潤濕(見圖1)。說明零件表面存在異物，使得熒光滲透液無法在零件表面完全鋪展開來。熒光滲透液完全潤濕零件表面是進行熒光滲透檢測的首要條件。在熒光滲透液無法有效潤濕零件表面的情況下，若零件表面存在裂紋類缺陷，這些缺陷將無法有效檢出，對產(chǎn)品的檢測質(zhì)量造成極大的隱患。1.2滲透檢測工藝該零件為關(guān)鍵件，針對該零件的表面狀態(tài)、使用中的受力情況、待檢測缺陷類型和檢測現(xiàn)場的實際情況等，選取了后乳化4級靈敏度的熒光滲透檢測工藝。

預(yù)清洗采用ARDROX 6333A水基清洗劑，對零件表面清洗600 s；清洗干燥后，采用浸漬法施加熒光滲透液，熒光滲透液牌號為SHERWIN RC-77，滲透時間為30 min(其中浸漬15 min，滴落15 min)；乳化劑采用SHERWIN ER-83A，乳化時間為90 s，乳化劑體積分?jǐn)?shù)為3%～5%；烘干溫度不高于71 ℃，烘干時間為15 min；顯像劑采用SHERWIN D-90G型干粉顯像劑，采用噴粉方式顯像，顯像時間為10 min～4 h[2-3]。

2　工藝試驗

經(jīng)過對該三級盤焊接組合件的材料、使用狀態(tài)和表面狀態(tài)等進行分析，懷疑其表面存在多余物，因此采取了以下三種工藝方法進行處理：

(1) 延長預(yù)清洗時間：對零件重新進行預(yù)清洗工作，并將預(yù)清洗時的溶劑清洗時間延長至900 s后，再次進行滲透工步。經(jīng)試驗，預(yù)清洗后零件表面的水膜仍然斷裂；進行滲透工步時，熒光滲透液無法將其表面完全潤濕。

(2) 重復(fù)化學(xué)清洗：將零件返再次進行化學(xué)清洗，并重新預(yù)清洗后進行滲透工步。經(jīng)試驗，預(yù)清洗后零件表面的水膜仍然斷裂；進行滲透工序時，熒光滲透液仍無法將零件表面完全潤濕。如此反復(fù)兩至三次后,熒光滲透液才可將零件表面完全潤濕。

(3) 進行塑料噴丸：所采用的塑料丸粒度為0.25～0.38 mm，風(fēng)壓小于等于0.5 MPa；經(jīng)塑料噴丸后，對零件表面進行徹底清洗，再進行熒光滲透檢測工作。經(jīng)試驗，在進行預(yù)清洗后零件表面的水膜連續(xù)(見圖2)，無水珠聚集情況，進行滲透工序時，熒光滲透液在零件表面完全鋪展開來，潤濕效果良好(見圖3)。

圖2　塑料噴丸后的水膜外觀

圖3　塑料噴丸后熒光滲透液潤濕外觀

經(jīng)過以上三種工藝試驗的對比發(fā)現(xiàn)：方法(1)處理的零件表面，潤濕效果沒有改善；方法(2)處理的零件表面，潤濕效果最終雖然達到了熒光滲透檢測的要求，但其反復(fù)處理次數(shù)較多，耗費了較大的人力和物力，效率低；方法(3)處理的零件表面潤濕效果良好，改善效果顯著。因此，對該大修零件而言，塑料噴丸是一種切實可行且有效的除去表面異物的方法。

3　結(jié)語

經(jīng)過對比試驗研究，找出了適合三級盤焊接組合件的表面清理方法，即塑料噴丸方法。經(jīng)塑料噴丸后零件表面異物去除較干凈，表面狀態(tài)良好，熒光滲透檢測時熒光滲透液可在零件表面完全鋪展開來，潤濕效果良好，滿足熒光滲透檢測工藝要求，保證了零件的檢測質(zhì)量。

經(jīng)材料檢測等相關(guān)部門鑒定，該方法對工件表面無損傷，不會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響。所采用的塑料噴丸方法為其他同類問題的解決提供了一種可行的方案，對于去除工件表面積碳、嚴(yán)重氧化物等異物都是一種行之有效的方法。

[1]林猷文，任學(xué)東.滲透檢測[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004:1-4.

[2]HB/Z 61-1998滲透檢驗[S].

[3]高晗，喻星星.航空導(dǎo)管連接卡箍的熒光滲透檢測[J].無損檢測，2015,37(1)：72-74.

The Wet Cleaning Experiment of the Welding Assembly Surface during Fluorescent Penetrant Inspection

TANG Jian-chao, ZHOU Jia-liang, KONG Yan

(NDT Center of AVIC Aviation-Engine Co., PLC-XAE, Xi′an 710021, China)

While doing aero-engine overhaul malfunction checking, one third stage plate welding assembly surface is failed to be wetted utterly. In this article, we did comparison experiment and tried to find methods that were suitable for the welding assembly parts surface cleaning to assure the inspections quality of the components on while fluorescent penetrant inspection.

Fluorescent penetrant inspection; Wetting; Plastic shot peening

2016-01-18

唐建朝(1986-)，男，工程師，主要從事航空發(fā)動機零部件的滲透檢測工作。

唐建朝, E-mail: tjctongch@163.com。

10.11973/wsjc201609017

TG115.28

B

1000-6656(2016)09-0064-02