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原文传递一种用于航空轴承套圈锻件内部缺陷的水浸超声检测方法

专利名称：	一种用于航空轴承套圈锻件内部缺陷的水浸超声检测方法
摘要：	一种用于航空轴承套圈锻件内部缺陷的水浸超声检测方法，它涉及一种水浸超声检测方法。本发明为了解决现有的航空轴承套圈没有内部裂纹类缺陷的检测方法，给航空发动机的轴承使用寿命和安全性带来隐患的问题。本发明的步骤一、水浸超声检测；首先，被检套圈的放置；其次，检测前的设备调节及设置调用；再次，闸门设置；最后，扫查；步骤二：数据判读；步骤三：缺陷信号定位；步骤四：缺陷信号评定；步骤五：验收准则；轴承套圈中，当单个不连续指示大于φ0.4‑10dB平底孔当量为不合格，反之，为合格，至此，完成了对轴承套圈的缺陷超声检测。本发明用于轴承套圈锻件内部缺陷的检测。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国航发哈尔滨轴承有限公司
发明人：	张凯胜;王欢;廖子华;苏伟强
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
申请号：	CN201911385052.4
公开号：	CN111122702A
代理机构：	哈尔滨市松花江专利商标事务所
代理人：	牟永林
分类号：	G01N29/04;G01N29/11;G01N29/28;G01N29/44;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/04;G01N29/11;G01N29/28;G01N29/44
申请人地址：	150025 黑龙江省哈尔滨市利民开发区南京路2号
主权项：	1.一种用于航空轴承套圈锻件内部缺陷的水浸超声检测方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一：水浸超声检测；步骤一一：被检套圈的放置：将被检套圈置于水槽的转台上，旋紧转台三爪螺栓自对中卡紧，外径面入射时采用内装卡方式，内径面入射时采用外装卡方式，当卡爪影响检测结果显示时，将套圈进行一次检测后旋转60°再次检测；步骤一二：检测前的设备调节及设置调用；步骤一三：闸门设置；闸门监控区域包含入射表面盲区到反射面边缘，同时不被反射波所干扰，闸门的位置高度为满屏刻度的20％～30％；步骤一四：扫查；按照编制的自动程序，通过被检件转动，探头检测一周并沿轴向步进的方式进行，实现全部待检区域的扫查；步骤二：数据判读；检测数据的判读包括缺陷信号的定位及定量，通过A扫描视图和C扫描视图对缺陷进行判读；其中，A扫描视图用于判读缺陷的波幅及埋深，C扫描视图为被检套圈的展开投影图，通过在A扫描视图中改变界面波及底面波之间的闸门宽度对被检套圈中不同深度的缺陷在C扫中的显示进行观察，通过C扫描视图测定缺陷在入射声束方向的投影面积、缺陷距离被检套圈上下两个边的距离以及缺陷反射信号颜色判定其严重程度；步骤三：缺陷信号定位；步骤三一：在A扫描视图中将闸门起止点设置在界面波之后及底面波之前的位置，此时C扫描视图中可见相应的色块显示，C扫描视图中被检套圈边缘的连续色块显示是被检套圈边界信号，以该边界信号最高波幅处向边界处降低6dB即为被检套圈的边界，边界内部的色块显示即为疑似缺陷显示，对这些显示作进一步分析；步骤三二：点击C扫描视图中色块显示的中心位置时，A扫描视图中的界面波及底波之间有相应的波幅显示即为色块的波幅，该波幅距界面波的距离即为该缺陷的埋深，在C扫描视图中，该色块的最高波幅位置距离扫查起始点及被检套圈两侧边缘的距离通过测量标尺测得；步骤三三：选择C扫描视图的色块，看到C扫描视图色块上对应的波幅高度，在C扫图中对缺陷尺寸通过波幅高度变化进行测量；步骤三四：通过A扫描视图和C扫描视图信息综合确认，来反映缺陷在检测工件中的相应位置、严重程度及相关数据；步骤四：缺陷信号评定；步骤四一：当缺陷在C扫描视图中显示为单个点状时，点击C扫描视图中缺陷颜色最深位置，当A扫描视图中该缺陷的最高波幅超出验收波幅高度时为不合格；步骤四二：当缺陷在C扫描视图中显示为多个点状且相距小于25mm时按单个缺陷处理，通过移动探头分别找出相邻两个缺陷的最大反射波高，并分别标记两缺陷最大波幅所对应的探头的位置，测量两个标记点之间的距离，并计算出两缺陷之间的空间距离，视为缺陷尺寸；步骤四三：当缺陷在C扫描视图中显示为长条形时，先找出缺陷回波最高位置，向长度方向一侧移动探头直至反射波高降至最高波幅的一半，然后向相反方向移动探头，通过最高点直至再次降至最高波幅的一半，测量两点之间的距离，视为缺陷长度；步骤五：验收准则；轴承套圈中，当单个不连续指示大于φ0.4-10dB平底孔当量为不合格，反之，为合格，至此，完成了对轴承套圈的缺陷超声检测。 2.根据权利要求1所述的一种用于航空轴承套圈锻件内部缺陷的水浸超声检测方法，其特征在于：步骤一二中的检测前的设备调节及设置调用，具体包括如下步骤；首先：灵敏度校验；检测前对设备灵敏度进行校验，校验采用埋深1.5mm及埋深覆盖套圈厚度尺寸的平底孔试块进行，在试块平底孔当量及材质对应的TCG曲线下测试，波高为80％，当波高偏离时应通过增益调整进行修正，并保存后使用；其次：选择检测用10MHz-15MHz的探头，校准探头在平台上的垂直度，确保探头的在被检件上的垂直扫查；再次：调用TCG曲线，并关联探头；最后：编程；将探头焦点打在入射面表面，选择零件扫查的两个边缘点，在入射面时调整界面反射波高为80％，并将两侧边缘波高降为40％时作为扫查的始末端点，扫查间距0.4mm，重复频率应保证波形中无杂波、鬼波干扰，扫查速度设置应保证与脉冲重复频率的匹配，保证不漏检。 3.根据权利要求2所述的一种用于航空轴承套圈锻件内部缺陷的水浸超声检测方法，其特征在于：步骤一二中的灵敏度校验，在以下情况下应对检测系统进行重新校验： 1)在仪器的机械调整或插接件有任何改变时； 2)至少连续工作每24个小时应对检测灵敏度进行校核； 3)若发现调整存在错误或发现设备运行异常，则应对发现有问题之前和上次调整之后所检验的全部工件重新检验； 4)如发现只是灵敏度发生变化，当灵敏度降低时，则应按照之前的步骤对合格件进行复验；当灵敏度增加时，则对自上次校验合格后所有拒收的被检件进行复验。 4.根据权利要求3所述的一种用于航空轴承套圈锻件内部缺陷的水浸超声检测方法，其特征在于：在步骤一的水浸超声检测之前，首选需要选定超声系统，然后确定检测工艺及参数。 5.根据权利要求4所述的一种用于航空轴承套圈锻件内部缺陷的水浸超声检测方法，其特征在于：选定超声系统包括以下步骤： S11：设备的选择：超声系统的入射面分辨力至少达到1.5mm，超声系统的频率特性应与所用探头相匹配，针对特定检测对象，仪器与探头配用的灵敏度和信噪比应能满足检测要求。 S12：探头的选择：探头在投入使用前对其距离-波幅特性进行测量并保留测试曲线结果，并应每六个月检查一次距离-幅度特性，并与原始曲线比较，幅度最大偏差不超过20％，超出的探头不应使用； S13：对比试块；采用与被检材料相同的材料制成，制作前试块所用材料应用直探头做全面检验，对于直径大于120mm的套圈直接采用试块绘制TCG曲线，当直径小于120mm时，根据曲面的声损失进行增益的补偿； S13：耦合剂；耦合剂采用去离子水，槽中的水完全浸没检测工件及探头端部；水温应控制在10～30℃，保持水的清洁，水中无气泡及其它妨碍超声检验的外来物。 6.根据权利要求5所述的一种用于航空轴承套圈锻件内部缺陷的水浸超声检测方法，其特征在于：步骤一至四中的被检套圈的加工余量要求：车工件尺寸应为锻件去除氧化皮保留的最大尺寸，至少保证去除氧化皮后入射面尺寸距成品状态尺寸的加工余量不小于1.5mm，反射面加工余量至少为0.8mm，端面作为辅助检测时余量应为1.5mm。 7.根据权利要求6所述的一种用于航空轴承套圈锻件内部缺陷的水浸超声检测方法，其特征在于：步骤一至四中的被检套圈的受检件表面要求：不得存在干扰检测的物质，超声入射面车削加工时应采用圆头刀具，入射面粗糙度应不低于Ra0.8μm，反射面粗糙度不低于Ra1.6μm；受检件中的噪声信号幅度应比要求检出的最小不连续性显示的信号幅度至少低6dB。 8.根据权利要求4所述的一种用于航空轴承套圈锻件内部缺陷的水浸超声检测方法，其特征在于：确定检测工艺及参数包括以下步骤： S21：声束入射方向和入射面的选择；轴承套圈检测时主选外径面垂直入射，外径面为整个扫查面，当外径尺寸上加工余量不足1.5mm时，增加内径面垂直入射检验； S22：当受检件横截面的长边和短边长度之比小于3:1时，应沿长边与短边所在的两个面进行扫查，当长边和短边之比大于等于3:1时，只在长边所在的面进行扫查； S22：水距及聚焦点设置；聚焦点位置设置为入射面表面聚焦，此时的水距为焦距。 9.根据权利要求8所述的一种用于航空轴承套圈锻件内部缺陷的水浸超声检测方法，其特征在于：确定检测工艺及参数还包括声速、检测灵敏度及TCG校准： S31：声速及检测灵敏度校准；利用已知厚度的平底孔试块进行测试，将探头放置试块非平底孔区域上方，通过底波及任意二次或以上底波反射波，通过声程与声速关系进行测试，通过平均值方法获得更加准确的声速值；使用与验收级别相同当量的，盲区以外能分辨的埋深最浅的平底孔及埋深相当于工件厚度的平底孔对比试块进行检测灵敏度校准，钢制轴承套圈类环型件的检测灵敏度按照Ф0.4mm当量进行校准，校准完成后将整体的增益增加10dB并设定为检测灵敏度，即φ0.4mm-10dB灵敏度； S32：TCG校准；使用一套对比试块完成TCG校准，依次使用不同埋深的平底孔对比试块进行TCG取点，孔直径为0.4mm，使不同深度的一定当量尺寸的平底孔反射波高都达到80％并记录各点，形成TCG曲线。
所属类别：	发明专利