航空发动机叶片的内窥涡流集成化原位检测

　　叶片是航空发动机的主要零件之一，由于功能的关系，其所处的工作环境是十分恶劣的。叶片承受较高的离心负荷、气动负荷、高温和大气温差负荷以及振动的交变负荷，压气机叶片还受发动机进气道外来物的冲击，受风沙、潮湿的侵蚀，涡轮叶片受燃气的腐蚀和高温热应力等，这些因素使叶片上容易产生缺陷，如疲劳裂纹。如果拆分航空发动机对叶片进行分解检查，则既麻烦又浪费时间。原位检测技术是现代维修技术新的重要组成部分，它避免了装备和结构的拆卸、分解和安装，节省检测费用和时间，原位检测技术在航空发动机的检修中具有十分重要的意义?。由于航空发动机结构的特殊性，常规的无损检测技术(如磁粉、渗透和射线等)因其技术上的局限性在叶片的原位检测中受到限制。

　　内窥检测具有直观、可靠、重复性好等优点，是目前航空发动机叶片原位检测的唯一方法，但是内窥检测对于叶片裂纹缺陷的判别难度较大。为了提高航空发动机叶片的疲劳寿命，目前都对叶片进行了喷丸或渗层处理，叶片基体表面变成了次表面。从大量试验和失效分析知，喷丸或渗层处理的叶片裂纹恰恰是在次表面上萌生，当叶片基体出现裂纹时，表面反映不明显，内窥图像难以判断。涡流检测对于金属试件的表面和近表面有很好的检测能力，但是涡流探头与试件的接触位置及耦合状态在无法看到的情况下很难操作，且容易漏检和误判。因此，提出内窥涡流集成化检测技术，使这两种方法的优势互补，以实现对航空发动机叶片的原位检测。

　　1 内窥涡流集成化检测探头设计

　　1.1内窥涡流集成化检测探头结构

　　航空发动机叶片上产生的最常见的四种缺陷分别为：裂纹、边缘刻口、凹坑和掉块。设计的用于航空发动机叶片原位检测的内窥涡流集成化探头，可实现内窥检测和涡流检测。内窥检测主要用来检测叶片常见的四种缺陷，同时为涡流检测提供图像，使检测人员可以清楚看到涡流探头与叶片的相互位置和接触情况，而内窥检测对于裂纹缺陷难以准确判断，涡流检测主要用来检测叶片的裂纹缺陷。如图1所示设计了一种特殊的结构，使内窥探头和涡流探头巧妙地结合在一起，其中，内窥探头位于前端，通过操作控制部，可以使探头旋转，观测到叶片，涡流探头位于内窥探头后面，从侧面检测叶片。检测探头的最大外直径为12mm，可以从航空发动机预留的检测孔(孔径≥13mm)中深入到叶片部位。这种结构可以满足内窥和涡流检测互为补充的目的，实现对叶片的原位检测。

　　1.2内窥探头设计