航空發動機盤件徑軸向裂紋底波監控超聲檢測方法研究

楊平華， 梁 菁， 王 錚， 高祥熙

(1. 北京航空材料研究院，北京100095;2. 航空材料檢測與評價北京市重點實驗室，北京100095;3. 中航(試金石)檢測科技有限公司，北京100095)

發動機盤件是航空發動機的關鍵部件之一，往往要在高溫、高速、高負荷等惡劣環境中工作，在制造過程中產生的裂紋等缺陷，會對航空發動機的安全運行造成重大威脅［1～3］。如何準確而有效地檢測出航空發動機盤件中的裂紋類缺陷，引起了國內外研究者的廣泛關注。然而，盤件裂紋的超聲檢測仍存在諸多問題。首先，盤件中的裂紋往往垂直于端面延伸，而超聲波聲束多從端面入射進行檢測，裂紋取向不利于檢測;其次，針對開口裂紋，通常采用體波、縱波、表面波、背散射共振和模式轉換等裂紋尖端反射技術進行檢測［4～7］，然而，裂紋尖端對于聲波的吸收和散射明顯，而反射較弱，因此采用裂紋尖端反射技術難以準確檢測裂紋［8，9］;另外，實際盤件中產生的裂紋多為閉合裂紋，尺寸小，閉合緊，聲波對裂紋反應不敏感，從而降低了檢測的可靠性。

國內外研究者在裂紋的超聲檢測方面進行了大量研究，并取得了一定成果。車俊鐵等［10］設計制作試塊研究了不同構件中裂紋寬度、深度以及取向對超聲波檢測的影響;莫潤陽［11］等采用小角度縱波技術，在30CrMSiA 鋼試樣表面上制作高度為1. 5 ～8mm 的小裂紋進行檢測試驗，證明該方法可提高超聲對疲勞小裂紋的反應;Ahmed［12］等采用超聲小角度檢測方法對不加載情況下的微小閉口裂紋進行了定量檢測，結果表明該方法對于近表面及底面的開口及閉合裂紋均具有良好的檢測效果。……