图 " "%试验线圈和试件的两种典型放置法(&)放置式 %(’)穿过式
均匀,即表面电流密度最大,随着深度增加,电流密度减弱。这种现象称为趋肤效应(或集肤效应)。由于存在趋肤效应,当交变磁场直透入平板导体时,导体感应出的涡流密度随着深度的增加按指数规律衰减,如图 " "(所示。为了使交变磁场有更深的穿透能力,可以降低激磁电流频率。涡流检测深度与 •*)•
图 " "%涡流密度随深度的变化
其频率呈反比关系(见图 " "( &)。频率越低,涡流透入越深,可检测深度也越深。但应注意到,影响涡流检测深度的因素除激磁频率外,还有探头直径、试件表面状态等其他影响因素,在检测中必须综合考虑上述因素。
一般说来,高频涡流用于检测表面或近表面裂纹(缺陷);低频涡流用于检测隐蔽面或紧固件孔壁上的裂纹(缺陷)。
三、涡流检测法在飞机结构维修中的应用
(一)涡流检测法的适用范围飞机结构损伤的检查是涡流检测法的一个重要应用方面。涡流检测可以用来检查飞机结构导电构件的疲劳损伤和腐蚀损伤。高频涡流可检测试件表面或近表面的损伤,而低频涡流可检测隐蔽面或紧固件孔壁的损伤。由于这种检测方法简单,仪器轻便可移动,费用也不高,并且无需对检测表面做特殊清洁和准备工作,便可做原位检查,加之这种检测方法检测精度比较高,因此,它在飞机结构探伤中得到了广泛应用,尤其是对飞机结构中大量使用的铝合金构件,涡流检测法是首选的无损检测方法。碳虽不是金属,但它是能导电的,所以可以采用涡流检测法检查碳纤维复合材料构件中的纤维断裂损伤。对于非金属构件,例如塑料、玻璃纤维复合材料等构件的损伤,涡流检测法是不适用的。强磁性材料,例如热处理的碳钢或合金钢构件,由于冷加工等原因,构件表面的磁导率在不同部位有显著的不同。表面磁导率的不均匀容易产生杂乱信号(干扰信 •)(’•
号),影响检测结果。所以,对于钢构件一般不采用涡流检测法探伤。
这种涡流检测法不能检测出平行于探测面的层状裂纹。此外,它存在容易使人误解的边界效应,当板材太薄(厚度小于 " )时,板的边缘或紧固件孔壁的边界效应较大,会给检测带来一定的困难。
(二)采用涡流检测法检查紧固件孔壁裂纹
当拆下紧固件时,检查紧固件孔壁裂纹的方法是很简单的。如图 % &’ &(所示,只要将大小与孔径相适应的高频内探头放入孔内,使探头在孔中旋转并上、下移动扫描,就可以测得孔壁裂纹的信息。飞机结构的大部分螺栓孔、铆钉孔(孔径 ’"% )
*,板厚 +" )*)都可用这种方法检查。但是,当板厚在 " 以下时,由于边界效应的影响,检测比较困难。原则上根据被检孔的大小制作探头。但实际应用中,不同孔径的孔太多,即使是公称尺寸相同的孔径由于制造的误差不一样,实际孔径也是有差异的。为了能够使用较少的探头,检测较多孔径的孔,往往在探头的头部开有槽口。这样,可以使探头的检测范围具有弹性,并且能够改善探头与孔壁之间的接触状况,减少间隙效应。
采用此种方法可检测出的最短孔壁裂纹尺寸如图 % &’ &’所示。(三)涂层厚度对涡流检测精度的影响随着涂层厚度的增加,涡流检测精度将下降。例如,对于 *" ’的表面裂纹,不同涂层厚度下,其检测精度如下:()厚度小于 +" 的漆层对裂纹检测精度的影响可以忽略不计;(*)厚度达 +" *的漆层能降低裂纹检测精度近 +,;(()虽然当漆层厚度达 +" *时,可能检查出已存在的孔壁裂纹,但是,难以确定紧固件孔边界。如果不能清楚地确定出紧固件孔边界,则应清除漆层后再检测。(四)涡流检测法在飞机结构腐蚀损伤检查中的应用采用低频涡流可能检查出构件隐藏面的腐蚀损伤。通过把试件的测试读数与标准参考试件的测试读数做对比,就能估计出腐蚀损伤的程度。涡流检测法是评估机体进行测试。通常,气密舱的密封试验要求是按试验人员在舱外进行的。实际试验时,如果测试人员在舱内,则会导致气密舱有效容积值的改变,尤其是气密舱较小时,有效容积的变化不可忽视,需要对舱内压力下降时间进行修正。泄漏时间的容积修正可按下式计算:
-*.- ( &/0 ) (% &’ &()
/
式中:-—试验人员位于舱外测试时的泄漏时间(对应某一压力降);
-* —
—试验人员位于舱内测试时的泄漏时间(压力降同上);
•121•
图 " "%紧固件孔壁裂纹的检查
&’ ———舱内试验人员所占体积;
&( ———气密舱的容积。
(三)局部密封试验对气密舱仅进行了小范围的修理,则可进行局部密封试验。为了确定气密舱的漏气源,常用的有三种试验: ()抽真空法在可疑的试验缝处涂肥皂水,罩上透明的罩,抽真空并进行观察,冒肥皂泡处即
为漏气部位。
*)压力法向气密舱内灌充空气,在舱外试验缝处涂肥皂水并进行观察,冒肥皂泡处即为漏气部位。这种方法一般是与采用压力降法做整机气密舱地面密封试验同时进行。
)污染法
•,+•
图 " "卸下紧固件后检出的最短孔壁裂纹尺寸
向气密舱内充灌含有氨气(一般氨气量为 %&舱内有效容积)的气体,在舱外试验缝处贴浸过 ’(&硝酸汞的纸条。它在气密舱漏气处与空气和氨的混合气相遇时将显现出黑斑。为了简化,也可在舱外试验缝处涂白垩水溶液,在漏气处与空气和氨的混合气相遇也可产生污染(涂白垩水溶液法,要注意待白垩水溶液干后,才可进行泄漏试验)。
四、结构油箱的密封试验
结构油箱的密封要求高于气密舱,其密封试验方法常用的有下述两种: %)煤油渗漏法进行结构油箱密封试验时,将外部涂白垩水溶液,待其干燥后,向油箱内部充灌
煤油,停一定的时间(不同的机型,有不同的规定值),由目视法检查其渗漏情况。
*)仪器测试法
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