彈射座椅導管滲透檢測技術研究

李玫 田家洋 趙文/四達機械制造公司

0 引言

某型飛機彈射座椅的導管（材料為1Cr18Ni9Ti 或0Cr18Ni9）用于輸送高壓燃氣，如果導管失效，尤其是導管喇叭口部位有裂紋，將會漏氣，嚴重時導致工作終止，甚至造成座椅不能有效彈射。為保證在役飛機彈射座椅導管的質量，需對該類導管進行熒光滲透檢測，重點檢查導管喇叭口部位，而對導管進行熒光滲透檢測工藝試驗時發現有漏檢情況，需準確分析其原因，以確定最佳的檢測技術。

1 導管熒光滲透檢測工藝試驗

滲透探傷是基于毛細管原理，檢查非多孔性金屬和非金屬零件表面開口缺陷的一種無損檢測方法。常用的熒光滲透檢測方法有水洗型熒光滲透檢測法、后乳化型熒光滲透檢測法和溶劑去除型熒光滲透檢測法。對導管進行探傷時，這三種方法均可使用，受檢測生產線的局限，本文僅分析采用水洗型熒光滲透檢測法時存在的問題。

1.1 導管初次工藝試驗方法

水洗型熒光滲透檢測的流程為：預處理→滲透→去除→干燥→顯像→觀察→后處理。

隨機挑選17 根導管進行熒光滲透檢測初次工藝試驗。檢測結果為：熒光滲透檢測發現4 根導管有線狀顯示，初步判斷為疑似裂紋。疑似裂紋的顯示分為兩種：一種是在導管的喇叭口部位有密集型的放射狀線狀顯示，此類顯示的寬度較窄，長度未延伸至導管內壁；另一種是在導管喇叭口部位有分散型的單條顯示，此類顯示的寬度較寬，部分已延伸至導管內壁。初次工藝試驗故障情況統計表見表1，導管熒光滲透檢測顯示圖見圖1。

1.2 存在的問題

在對有裂紋的導管進行觀察評判時，借助40 倍體式顯微鏡輔助觀察，又發現有2 根導管在喇叭口部位還有疑似裂紋，但熒光滲透探傷卻未顯示，存在漏檢情況。故障圖片見圖2。

1.3 對疑似裂紋缺陷進行金相分析

對熒光滲透探傷發現的4 根有疑似裂紋的導管和40 倍體式顯微鏡觀察發現的2 根有疑似裂紋的導管進行金相分析，以確定疑似裂紋的性質及成因。裂紋部位金相分析如圖3 所示。

導管喇叭口部位疑似裂紋共6 條，最深約0.248mm，最淺約0.008mm，切取喇叭口處，磨制金相試樣后觀察，1號～6 號導管的疑似裂紋呈張開狀，疑似裂紋匹配不好，裂紋頭部圓鈍，裂縫內部充滿夾雜物。其中，2 號導管疑似裂紋起始處匹配不好、內部充滿夾雜物，末端尖銳。從疑似裂紋形態來看，疑似裂紋屬原材料發紋，系原材料本身存在夾雜物，原材料中的夾雜物在管子拉制過程中被拉成長條形，沿管子軸向分布，發紋內部充滿夾雜物，發紋兩邊匹配不好；管子在擴口過程中，部分發紋末端部擴展，形成尖銳的裂紋。

表1 初次工藝試驗情況統計表

由金相分析可知，熒光滲透探傷和40 倍體式顯微鏡檢查發現的導管喇叭口部位的線狀顯示均為裂紋，同時也說明熒光滲透探傷檢查存在漏檢的情況。

2 導管熒光滲透檢測技術分析

采用水洗型熒光滲透法檢測導管時，因操作工序較長，影響因素多，各環節均對檢測結果的可靠產生影響性。導管喇叭口部位的裂紋有一部分較小，且開口較寬，如果操作時對滲透、去除等環節控制不當，容易過洗，造成細小裂紋的漏探。下面對熒光滲透檢測工藝試驗的方法和過程進行分析。

2.1 滲透液施加方法

滲透液施加方法多為浸涂、流涂和刷涂。初次工藝試驗時熒光滲透液的施加方式即為浸涂法，發現在導管內部殘留的滲透液較多，在后續去除導管內部多余滲透液時需延長清洗時間，易造成過洗，導致喇叭口部位開口較大的裂紋內部殘留的滲透液被沖洗掉，造成裂紋漏檢。經分析，應采用流涂法和刷涂法，可減少導管內部殘留的滲透液，從而降低過洗造成的風險。

圖1 熒光滲透檢測導管裂紋顯示圖

圖2 體式顯微鏡檢測導管疑似裂紋圖

圖3 裂紋部位金相分析（500X）

2.2 滲透時間

按照GJB 2367A《滲透檢驗》的規定，滲透時間不少于10min。初次工藝試驗時，滲透時間為10 ～15min。因導管的裂紋多為細小裂紋，不易檢測，需適當延長滲透時間，經驗證，將滲透時間設定為不低于20min時檢測效果較好。此時間可以使滲透液充分滲入細小裂紋中，提高細小裂紋的檢出率。

2.3 去除表面多余滲透液的方法

去除表面多余滲透液的方法有手工噴水洗、自動噴水洗和手工擦洗等。初次工藝試驗時采用手工水噴洗方法。經多次試驗發現，導管喇叭口部位有些裂紋的開口較寬，使用手工水洗極易造成過洗，導致漏檢。相對于手工水噴洗方法，采用手工擦洗能更好地保留缺陷中的滲透液，從而使開口寬的缺陷中的滲透液得以保留得更多。為防止過洗，滲透結束后可用手工水噴洗方法去除導管外表面多余的滲透劑，用手工擦洗的方法去除導管喇叭口部位多余的滲透劑，不允許使用自動噴水洗。

2.4 缺陷評定方法

初次工藝試驗時按照常規方法，在觀察喇叭口部位的裂紋時對有疑問的顯示用被溶劑（乙醇）潤濕的毛筆拭去顯示，重新顯像觀察，次數為1 ～2 次。分析認為，導管喇叭口部位開口較寬的裂紋如采取這種處理方法，易造成漏檢。通過多次工藝試驗，最終確定在觀察裂紋時不允許采用此方法，而應借助放大鏡或體式顯微鏡進行輔助判斷。

綜合以上分析，在熒光滲透探傷中需加強對各工序的控制，細化工藝參數，提高滲透、去除、觀察等工序的控制要 求。

2.5 檢測技術的驗證

按照調整后的熒光滲透探傷工藝方法，對170 根導管進行檢查，發現64根導管在喇叭口部位有裂紋。

為了驗證熒光滲透檢測結果的正確性，使用40 倍體式顯微鏡復查，結果一致。通過驗證可以確認，改進后的彈射座椅導管水洗型熒光滲透檢測工藝方法可行，結果可靠。

3 結束語

1）導管的缺陷多集中在喇叭口部位，為分散性和密集型裂紋。

2）導管進行水洗型熒光滲透探傷時，應重點控制滲透、去除、觀察等環 節。