航空导管连接卡箍的荧光渗透检测

                                           航空导管连接卡箍的荧光渗透检测                                

       管路系统是飞机输送流体的重要部件。导管连接卡箍是飞机管路系统管路连接中不可缺少的标准件，对飞机各系统的固定连接起着重要作用。它用于飞机发动机上的各种管路的连接，应具有耐高温、耐高压、耐蚀、高密封、高可靠性等特点。在飞机飞行期间，卡箍所处工作环境较差，长期处于高温、冲击载荷以及共振状态下，极易引发卡箍的损坏，如图1所示。从而导致漏油、漏气的发生，影响飞机的飞行安全。在飞机定期大修期间，对其导管连接卡箍进行相关无损检测是必要的。

                 

图1 航空导管连接卡箍断裂损伤

    1.无损检测方法的选择
       目前，某型飞机所用多为第三代的导管连接卡箍（HB6521），如图2所示，卡带、卡圈、套管、卡档、螺栓衬套的材料为2Cr13Ni4Mn9，其中卡圈、套管、卡档的厚度为1.5mm，螺栓衬套的厚度为1.2mm。两个刚性凸缘材料为5A02防锈铝，凸缘厚度为1.5mm。垫圈材料为1Cr18Ni9Ti，厚度为1.0mm。螺栓和衬套为2Cr13，衬套厚度1.0mm，螺栓直径6mm，头部尺寸为16mm。根据导管卡箍自身材质、结构以及其工作所产生的缺陷主要为表面开口裂纹的特点，选用水洗型荧光渗透检测方法是适用的，能够满足检测要求。

1 卡带；2 螺栓；3 螺母；4卡档；5 铆钉；6 衬套

图2 导管连接卡箍结构示意图

    2.荧光渗透检测流程
       导管连接卡箍渗透检测采用水洗型荧光渗透检测法，基本检测流程是：表面准备与预清洗、渗透、水洗、干燥、显像、检验、后清洗。其主要操作程序如下：
   a) 表面准备与预清洗
       导管卡箍长期工作在恶劣环境下，在对其进行荧光渗透检测前，需要进行表面准备，去除卡箍表面的固体污染物，如油脂、氧化皮等；预清洗采用超声波清洗配合清洗剂使用，主要去除受检卡箍表面的液体污染物以及被油污包裹的固体粒子。基本要求是：任何可能影响渗透检测的污染物杂质必须清除干净；同时，不得损伤卡箍。预清洗液体进入表面开口缺陷中，如果不彻底干燥，渗透液则无法进入表面开口缺陷中，形成润湿堵塞现象，所以在预清洗后必须彻底干燥，防止润湿堵塞现象。

  b）渗透
       使用浸涂法施加水洗型荧光渗透液，即把所用受检卡箍摆好在铁丝篮筐中全部浸入渗透液中。这种方法渗透充分，渗透速度快，效率高，适合整架飞机的大批卡箍全面检查。渗透温度一般在15°C~50°C范围，渗透时间一般为10 min~30 min。实际检测过程中，厂房温度一般为15°C，实际渗透时间设置为15 min。在渗透过程结束后，需进行滴落，以减少渗透液的损耗。
  c）水洗
       水洗是将受检卡箍内外表面多余渗透液去除干净，而又不将已渗入缺陷中的渗透液清洗出来。实际检测时，采用25°C左右的雾状水柱喷洒，水压不高于0.27 MPa，清洗操作在黑光灯下监视进行。水洗型渗透液中含有乳化剂，所以水洗时间过长、水洗温度过高、水压过高都有可能把缺陷中的渗透液清洗掉，造成过洗。
  d）干燥
       干燥处理是除去受检卡箍内外表面的水分，特别是一些连接缝隙和螺纹根部的水分吹干。由于采用水清洗和干粉显像，所以在显像前必须进行干燥处理。经水洗后，先用医用纱布擦去表面明显的水分，再用清洁的压缩空气吹去卡箍内外表面水分，尤其是要吹去连接缝隙和螺纹根部可能积水部位的水分，最后放进热空气循环干燥柜中干燥，干燥温度设置为50°C，时间为4 min。
  e）显像
       在干燥结束后，立刻将受检卡箍放入喷粉柜进行喷粉显像。由于显像时间太长，会造成缺陷的显示被过度放大，使缺陷图像失真，降低分辨力；时间过短，缺陷内的渗透液还没有被吸附出来形成缺陷显示，造成缺陷漏检。所以在实际检测时，将显像时间设定为15min。
   f）检验
       在显像结束后应进行检验，并对显示进行真伪判别；对判定为缺陷的显示进行位置和尺寸标示。检验必须在暗室和紫光灯下进行，受检卡箍表面的黑光辐照度应不低于1000 μW/cm2，同时，暗室内白光强度不应超过20 Lx。
g）后处理
      检验结束后，卡箍内外表面残留有显像剂以及少量渗透液，为不影响后续装配以及受检卡箍的使用，采用超声波溶剂清除残留物（至少3 min）。
   3.真伪缺陷识别
       由于航空导管连接卡箍长期工作在恶劣环境下，卡箍内外表面容易产生划伤和磕碰痕迹，从而在荧光渗透检测时形成伪显示。在对卡箍进行检验时，必须对真伪缺陷显示进行有效的识别。具体识别方法如下：采用沾有少量酒精的医用纱布（未饱和浸湿），对缺陷显示处沿同一方向轻轻擦拭，擦拭后轻轻吹干表面残留酒精，使其快速挥发，若缺陷显示消失，且不再出现，则此缺陷显示为伪显示，在白光下用放大镜观察一般可见划伤或者磕碰痕迹，如图3所示；若缺陷显示擦拭后消失，而后又慢慢出现，则此缺陷显示为真显示，如图4所示显示过程。

图3划伤磕碰痕迹                              

a 初次裂纹显示                              b 擦去裂纹显示

c 擦拭2s后裂纹显示                  d 擦拭5s后裂纹显示

图4 缺陷真显示擦拭后显示过程

    4.实际检测结果
       对多架次的多批次卡箍进行实际荧光渗透检测，结果发现在卡箍多处位置容易出现裂纹显示，如图5所示。根据长期对航空导管连接卡箍荧光渗透检测实践经验，由于卡带厚度较薄、材质特殊，焊接难度较大，因此在检测时焊点是缺陷的多发区。而卡带端头、螺栓、卡圈内外侧以及其R角处都是受力的关键区域，所以在检测时也应该重点检查。

a 焊点处裂纹                         b 卡圈外侧裂纹

c 卡圈内侧裂纹                      d 卡圈内侧R角裂纹

e 螺栓根部裂纹                      f 卡带端头裂纹

图5 卡箍不同部位缺陷显示

         来源：节选自《无损检测》2015年第1期
         作者：高晗，无损检测技术员，在中国人民解放军第5721工厂主要从事飞机关键部位的渗透检测工作。