，

(中國(guó)航發(fā)西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 無(wú)損檢測(cè)中心, 西安 710021)

發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片通常由鋁及鋁合金制成，葉片一般在350℃左右的高溫環(huán)境下工作，由于工作環(huán)境惡劣以及承受的應(yīng)力較大，葉片是發(fā)動(dòng)機(jī)故障的多發(fā)件之一[1]。為了保證飛行安全，需要使用熒光滲透檢測(cè)(Fluorescent Penetrant Inspection，F(xiàn)PI)對(duì)葉片缺陷進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。

某機(jī)壓氣機(jī)葉片由鍛鋁(LD7-1)制成，為了檢驗(yàn)其制造過(guò)程中產(chǎn)生的表面缺陷，在葉片成品入庫(kù)前，需要對(duì)其進(jìn)行熒光滲透檢測(cè)[2-3]，然而在實(shí)施檢測(cè)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因熒光背景過(guò)度而導(dǎo)致的誤檢甚至漏檢的情況。消除熒光背景過(guò)度是檢測(cè)葉片過(guò)程中面臨的困難。筆者對(duì)葉片的整個(gè)制造工藝進(jìn)行了梳理，并分析了熒光背景過(guò)度的產(chǎn)生原因，最終提出了改進(jìn)方法，從而解決了這一難題。

1 某壓氣機(jī)葉片的熒光滲透檢測(cè)

某壓氣機(jī)葉片為經(jīng)過(guò)機(jī)械加工制成的鍛件，其在入庫(kù)前的最終熒光滲透檢測(cè)靈敏度為后乳化3級(jí)。然而經(jīng)過(guò)滲透、去除、干燥、顯像等工藝流程后，在暗室里觀察發(fā)現(xiàn)零件大部分表面呈明亮的熒光背景(見(jiàn)圖1)，經(jīng)丙酮擦拭后該熒光背景不能消失。

圖1 葉片在黑光下的熒光背景照片

將葉片徹底清洗和烘干后，在白光下目視觀察發(fā)現(xiàn)葉片表面有光滑附著層，且葉片表面呈現(xiàn)輕微的、不均勻的黃褐色(見(jiàn)圖2)。

圖2 葉片在白光下的表面狀態(tài)

2 原因分析

為了查找原因，從葉片熒光滲透檢測(cè)工藝和葉片的整個(gè)制造過(guò)程兩方面進(jìn)行分析。

(1) 此葉片屬于關(guān)鍵件，零件表面狀態(tài)良好，因此對(duì)其進(jìn)行后乳化3級(jí)靈敏度的熒光滲透檢測(cè)。檢測(cè)前，為了保證零件可以進(jìn)行高靈敏度等級(jí)的檢測(cè)，需嚴(yán)格按照零件的水基清洗程序?qū)α慵M(jìn)行清洗，并徹底干燥；待葉片冷卻至室溫后，才可以對(duì)葉片施加滲透液。

經(jīng)過(guò)對(duì)當(dāng)天預(yù)清洗工藝的復(fù)查，發(fā)現(xiàn)清洗劑的控制合格，葉片的清洗參數(shù)完全符合清洗程序的規(guī)定，且葉片表面無(wú)明顯油污殘留，因此排除了此葉片表面存在油脂等污染物的影響。

(2) 復(fù)查此葉片的整個(gè)制造流程。鋁及鋁合金在空氣中容易被氧化，從而會(huì)在表面形成一層氧化膜。由于零件表面存在氧化膜會(huì)影響零件熒光滲透檢測(cè)的效果，該葉片在熒光滲透檢測(cè)前，安排了除氧化膜工序。

熒光滲透檢測(cè)前的工序?yàn)椤俺趸ぁ惫ば?，結(jié)合葉片目視時(shí)的表面狀態(tài)進(jìn)行分析，初步認(rèn)為該明亮熒光背景現(xiàn)象與除氧化膜工序有關(guān)。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 第一次除氧化膜返修處理

聯(lián)系送檢單位，從該批次葉片中隨機(jī)抽取3件葉片作為試驗(yàn)葉片，重新進(jìn)行除氧化膜工序(工藝參數(shù)為原工藝參數(shù))；返回后，在白光下目視觀察發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)葉片表面狀態(tài)與圖2相比有一定改善，但表面仍呈現(xiàn)輕微的不均勻黃色(見(jiàn)圖3)。

圖3 一次重新除氧化膜后葉片在白光下的表面狀態(tài)

將該3件葉片重復(fù)進(jìn)行熒光滲透檢測(cè)(參數(shù)按原工藝參數(shù))，在黑光下觀察，試驗(yàn)葉片表面狀態(tài)與圖1相比有一定改善，但大部分表面仍呈現(xiàn)明亮的熒光背景(見(jiàn)圖4)。

圖4 一次重新除氧化膜后葉片在黑光下的熒光背景

3.2 第二次除氧化膜返修處理

由于第一次氧化膜經(jīng)過(guò)返修重新處理后，葉片的熒光背景有了一定改善，說(shuō)明問(wèn)題出在氧化膜處理階段。通過(guò)與相關(guān)技術(shù)人員溝通后，將這3件試驗(yàn)葉片的去除氧化膜時(shí)間延長(zhǎng)(和原工藝規(guī)范相比)，即進(jìn)行深度除膜。

經(jīng)過(guò)此次除膜后，在白光下目視觀察試驗(yàn)葉片發(fā)現(xiàn)，這3件葉片在送檢前表面非常干凈，且呈現(xiàn)亮的銀灰色背景(見(jiàn)圖5)。

圖5 二次除氧化膜后葉片在白光下的表面狀態(tài)

對(duì)此3片試驗(yàn)葉片按原熒光滲透檢測(cè)工藝重復(fù)處理后，在暗室的黑光下觀察發(fā)現(xiàn)整個(gè)零件呈現(xiàn)均勻的深藍(lán)紫色背景(見(jiàn)圖6)。

圖6 二次除氧化膜后葉片在黑光下的熒光背景

4 改進(jìn)方法與結(jié)語(yǔ)

由前面的分析和試驗(yàn)可知，該壓力機(jī)葉片熒光背景過(guò)度是由零件表面存在氧化膜引起的，氧化膜為多孔性結(jié)構(gòu)，因此具有一定的吸附性，此氧化膜不能通過(guò)水基清洗來(lái)去除，從而導(dǎo)致熒光滲透檢測(cè)前未能將氧化膜去除干凈。當(dāng)采用高靈敏度熒光滲透檢測(cè)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生葉片熒光背景過(guò)度的后果。

在此后的檢驗(yàn)中，該葉片在進(jìn)行熒光滲透檢測(cè)前，均增加了白光下的目視檢查程序；如發(fā)現(xiàn)葉片表面出現(xiàn)熒光背景過(guò)度現(xiàn)象，則直接返回進(jìn)行除氧化膜處理，待返回后重復(fù)目視檢查，直至葉片表面呈現(xiàn)均勻的銀灰色，方可進(jìn)行熒光滲透檢測(cè)工藝。這種改進(jìn)方法保證了該型葉片熒光滲透檢測(cè)的順利實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周菊元，王于梅，陳金偉. 大型鋁葉片壓差鑄造工藝[J]. 熱加工工藝，1990(3)：56-58.

[2] 章海霞，李中奎，許并社，等. 氧化膜結(jié)構(gòu)及內(nèi)應(yīng)力對(duì)新鋯合金腐蝕機(jī)理的影響[J]. 金屬學(xué)報(bào)，2014, 50(12):1529-1537.

[3] 黃軍林，周克毅，邊彩霞，等. 鍋爐過(guò)熱器蒸汽側(cè)氧化膜的應(yīng)力狀態(tài)分析[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012, 32(14):49-52.