防喘壓力信號引接管熒光滲透檢測工序及工藝優(yōu)化

徐亞亞，劉興勇，徐 健，張 明

(中國航發(fā)動力股份有限公司無損檢測中心，西安 710021)

飛機(jī)發(fā)動機(jī)防喘壓力信號引接管在發(fā)動機(jī)服役過程中，需承受一定的載荷,受力狀態(tài)復(fù)雜，屬于發(fā)動機(jī)故障多發(fā)件[1-2]。因此,在該零件制造及返廠修理過程中，為保障飛行安全，均安排了不同方法的無損檢測工序。該零件在大修后進(jìn)行熒光滲透檢測過程中，常出現(xiàn)交付單位前期合格放行的零件在后續(xù)裝配單位的熒光滲透檢測復(fù)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)裂紋的情況，即兩家單位的熒光滲透檢測結(jié)論不一致 。為此，筆者通過試驗(yàn)，對零件熒光滲透檢測工序及工藝進(jìn)行優(yōu)化，有效地解決了該問題。

1 熒光滲透檢測工序安排及檢測工藝

該零件在修理階段的熒光滲透檢測工序共安排了兩次，且檢測的要求均為：對管子基體可視部位和焊縫區(qū)域(氬弧焊縫和釬焊焊縫)進(jìn)行檢測，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為不允許存在裂紋。

由于該零件屬于一般件，零件的檢測部位涉及焊縫和管子兩種表面，再結(jié)合零件的用途、材料、規(guī)范要求等因素綜合考慮，熒光滲透檢測采用了水洗型3級靈敏度的檢測工藝。

2 故障成因分析

2.1 典型故障件基本信息

該故障件為外場服役若干小時后到壽返廠進(jìn)行一次大修的工件，經(jīng)修理合格(修理過程中，兩次熒光滲透檢測均合格)后發(fā)裝配單位。裝配單位在裝機(jī)前需對其進(jìn)行熒光滲透檢測復(fù)驗(yàn)。然而，在復(fù)檢過程中，在其兩根直管(短管與長管)上均發(fā)現(xiàn)裂紋顯示。然后將其返回交付單位，交付單位再次進(jìn)行熒光滲透復(fù)檢后，在所標(biāo)記的相同位置也發(fā)現(xiàn)裂紋顯示，復(fù)驗(yàn)和復(fù)檢檢測結(jié)論基本一致。故障件在白光下的狀態(tài)如圖1所示。

圖1 故障件在白光下的狀態(tài)

2.2 故障件熒光滲透檢測復(fù)檢

兩處裂紋熒光顯示均為直徑較大的簇狀顯示，經(jīng)擦拭評定后可見其顯示區(qū)域內(nèi)存在數(shù)條細(xì)小的、大多為點(diǎn)狀的呈輻射狀分布的熒光顯示。該缺陷顯示與熒光滲透檢測常見的典型裂紋顯示特征相比，顯示熒光亮度較弱，顯示形貌差異較大，容易與零件表面存在污染物而形成的熒光顯示混淆，易使得檢測人員在判定其性質(zhì)時出現(xiàn)失誤。故障件在黑光下的狀態(tài)如圖2所示。

圖2 故障件在黑光下的狀態(tài)

2.3 缺陷冶金分析

對該故障件進(jìn)行冶金分析，結(jié)論顯示兩處裂紋均屬于沿晶開裂的應(yīng)力腐蝕裂紋。由以上分析可知：① 裝配單位的無損檢測人員在零件未進(jìn)行任何能產(chǎn)生缺陷或使缺陷暴露的工序下對交付的合格件復(fù)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)兩處裂紋，與交付單位初次的熒光滲透檢測結(jié)論不一致；② 該裂紋屬于應(yīng)力腐蝕裂紋，裂紋產(chǎn)生于零件服役過程中。在返回交付單位修理后進(jìn)行熒光滲透檢測時就已存在(交付單位裂紋未檢出)。

針對此情況，交付單位開展了以下工作。

(1) 故障件熒光滲透檢測原始記錄復(fù)查。

交付單位的無損檢測部門對該零件交付前的兩次熒光滲透檢測原始記錄進(jìn)行復(fù)查，結(jié)果顯示零件合格，且記錄顯示零件發(fā)現(xiàn)裂紋部位無任何可疑顯示。

(2) 熒光滲透檢測全面質(zhì)量復(fù)查。

依據(jù)全面質(zhì)量管理理念，交付單位從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”等方面全面展開了復(fù)查。通過一系列的復(fù)查，首先排除了“人、機(jī)、料、環(huán)”的影響因素。復(fù)查顯示：執(zhí)行該零件的檢測人員均嚴(yán)格按照行業(yè)規(guī)定取得了資質(zhì)證書；檢測設(shè)備、材料和環(huán)境均有完善的質(zhì)量控制程序來保障質(zhì)量。

其次是復(fù)查該零件的熒光滲透檢測工藝。首先，核對了兩家單位對此零件的熒光滲透檢測工藝。雙方均采用了水洗型3級靈敏度的熒光滲透檢測工藝，檢測工藝不存在差異；其次，核對了熒光滲透檢測時的工藝參數(shù)，其參數(shù)也基本保持一致。由此排除了檢測工藝及參數(shù)不一致而導(dǎo)致雙方檢測結(jié)論出現(xiàn)差異的可能性。

鑒于零件在修理時已存在裂紋，則復(fù)查的重點(diǎn)鎖定在零件大修工藝流程上。依據(jù)以往處理相似問題的工作經(jīng)驗(yàn)，零件的表面狀態(tài)是影響熒光滲透檢測結(jié)論準(zhǔn)確性的一個重要因素。因?yàn)闊晒鉂B透檢測作為一種檢測零件表面開口性缺陷的方法，要求在檢測之前必須去除零件表面所有污染物，以保證缺陷開口未發(fā)生堵塞或使?jié)B透液能對零件表面和缺陷進(jìn)行良好的潤濕，反之會影響滲透液進(jìn)入缺陷的程度。在復(fù)查中了解到：該零件在送檢時常出現(xiàn)由于其表面狀態(tài)較差(零件表面存在不明污染物)而返回主制車間進(jìn)行處理的情況。

2.4 大修工藝復(fù)查

該零件在大修時的工藝流程為：清洗-檢測-熒光檢測-…-校正-熒光檢測-鉗修-…壓力試驗(yàn)-研磨-壓力試驗(yàn)-加壓沖洗-標(biāo)記-檢測-…-包扎。

分析該工藝流程可知：從交付單位進(jìn)行完熒光滲透檢測至裝配單位進(jìn)行復(fù)驗(yàn)期間，最可能影響零件表面狀態(tài)的工序?yàn)椤般Q修”、“研磨”兩道加工工序及兩道壓力試驗(yàn)和加壓沖洗工序。兩道加工工序會對零件熒光滲透檢測時的表面狀態(tài)產(chǎn)生不良影響，不利于缺陷后續(xù)被檢出。但兩道清洗工序會清除掉某些污染,從而有利于后續(xù)熒光滲透檢測對缺陷的檢出。

經(jīng)復(fù)查，清洗工序的工藝參數(shù)如表1所示。

表1 清洗工藝參數(shù)

從零件的大修流程來看：在以上的兩道清洗工序中，用到了煤油和非鹵代有機(jī)溶劑，而煤油和非鹵代有機(jī)清洗溶劑作為一種有效的清洗溶劑，在交付單位對該零件完成熒光滲透檢測后，經(jīng)過打壓和對其內(nèi)外表面的幾次徹底清洗，使得零件表面較熒光滲透檢測時的表面更干凈，有利于滲透液對零件表面的潤濕，在此種情況下，如零件表面存在缺陷，則滲透液更容易進(jìn)入缺陷，從而有利于缺陷在黑光下形成顯示。

由以上分析推斷：交付單位熒光滲透檢測后，裝配單位熒光滲透檢測前的兩道清洗工序是造成兩單位結(jié)論不一致的主要原因。

另外，該裂紋屬于零件在使用過程中產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕裂紋，裂紋開口容易被污染物堵塞，如采用水洗型熒光滲透檢測工藝時，對于某些小裂紋的檢測，容易出現(xiàn)顯示亮度較低，且不容易被發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。而對此類缺陷的檢測，依據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和熒光滲透檢測相關(guān)規(guī)范規(guī)定,宜采用后乳化熒光滲透檢測工藝。

3 改進(jìn)措施

在以上分析的基礎(chǔ)上,該零件的交付單位進(jìn)行了以下改進(jìn)：① 調(diào)整了該零件的大修工藝流程，在兩道清洗工序之后零件包扎入庫之前增加一道熒光滲透檢測工序。即調(diào)整后的工藝流程為：清洗-檢測-熒光檢測-…-校正-熒光檢測-鉗修-…-壓力試驗(yàn)-研磨-壓力試驗(yàn)-加壓沖洗-標(biāo)記-檢測-熒光檢測-…-包扎；② 將零件的熒光滲透檢測工藝由水洗型熒光滲透檢測3級改為后乳化熒光滲透檢測3級。

4 效果驗(yàn)證

4.1 措施①的驗(yàn)證

在執(zhí)行了改進(jìn)措施后，對后續(xù)半年內(nèi)的該零件的3次熒光滲透檢測結(jié)果進(jìn)行跟蹤。結(jié)果有3件零件顯示(見表2)：前兩次的檢測結(jié)論均合格;而增加的第3次熒光滲透檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)異常顯示，經(jīng)復(fù)檢確認(rèn)后，顯示定性為裂紋，且裂紋性質(zhì)和故障件的相同。

表2 熒光滲透檢測結(jié)果跟蹤(措施①驗(yàn)證)

由以上結(jié)果可知：采取在幾道清洗工序后增加一道熒光滲透檢測工序的措施后，可檢測出部分前兩道熒光滲透檢測工序未檢測出的裂紋缺陷，由此避免了不合格零件流入裝配單位。

4.2 措施②的驗(yàn)證

統(tǒng)計(jì)該零件在改進(jìn)前后13個月內(nèi)的熒光滲透檢測結(jié)果(見表3)，其中,在前8個月內(nèi)，零件的檢測工藝采用水洗型3級靈敏度；在后5個月內(nèi)，零件采用后乳化3級靈敏度的熒光滲透檢測工藝。

由以上結(jié)果可知：更改該零件的熒光滲透檢測工藝后，缺陷檢出率由36.36%提升到71.43%。

表3 熒光滲透檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)(措施②驗(yàn)證)

4.3 結(jié)論一致性的驗(yàn)證

在采取了以上兩項(xiàng)措施后，筆者對比了此零件改進(jìn)前后兩年各自半年內(nèi)從裝配單位由于裂紋返回主制單位的情況(不一致性)。

表4 熒光滲透檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì) (一致性驗(yàn)證)

結(jié)果表明：在采取了上述兩項(xiàng)措施后，交付單位和裝配單位關(guān)于該零件的熒光滲透檢測結(jié)論的不一致性由8.8% 降低到了0。

5 結(jié)語

該零件在進(jìn)行熒光滲透檢測時出現(xiàn)結(jié)論不一致的原因是:幾道清洗工序使得兩單位在進(jìn)行熒光滲透檢測時零件的表面狀態(tài)存在差異；對于該應(yīng)力腐蝕裂紋的檢測，采用后乳化熒光滲透檢測工藝的效果較水洗型工藝的更好。在交付單位包扎入庫前增加一道熒光滲透檢測工序，并將其檢測工藝由水洗型3級熒光滲透檢測改為后乳化型3級熒光滲透檢測的措施，可有效地解決兩家單位檢測結(jié)論不一致的問題，優(yōu)化了檢測工藝，保證了該零件的熒光滲透檢測質(zhì)量。