塑料喷砂对铝合金表面开口疲劳裂纹进行荧光渗透检验的可能影响

摘要：在民用航空器所用的材料中，铝合金材料由于相对强度大，重量轻，所以在航空器结构中占了很大的比重。随着飞机的使用时间的增加，其结构将会出现在役缺陷，因此对铝合金材料缺陷检验将是一个比较重要的课题，能否有效检验出在役缺陷，将决定航空器能否安全地执行各项飞行任务。

关键词：民用航空器材料 塑料喷砂 铝合金材料缺陷检验

一、无损检验

在民航无损检验中，我们经常使用的五大常规方法是：涡流，磁粉，渗透，射线，超声。在这五种常规方法中，涡流，渗透，射线，超声都可以对铝合金进行无损检验。在这里，将重点讲述渗透对铝合金缺陷的无损检验。

渗透检验是五大无损检验方法中的一种，其优点是：

1不受被检验零件的形状，大小，组织结构，化学成分和缺陷方位的影响。

2操作简单，检验人员经过短时间的培训就可以独立地进行操作

3不需要特别复杂的设备，检验费用底

4对复杂零件可一次检查出各种方向的缺陷

渗透检验方法作为一种可靠的检验方法，在航空维修别重视，到目前为止已形成以下六个完整的渗透检验方法：

1水洗型荧光渗透检验法

2后乳化型荧光渗透检验发

3溶剂去处型荧光渗透检验法

4水洗型着色渗透检验法

5后乳化型着色渗透检验法

6溶剂去除型着色渗透检验法

我所选用的的是溶剂去处型荧光渗透检验法对铝合金进行无损检验。

溶剂去处型荧光渗透检验法的工艺过程：

1预清洗2渗透3滴落4溶剂擦除5显象6检验7去处显象剂

二、铝合金和疲劳裂纹

在民用航空器中，铝合金材料有着广泛的应用。纯铝的强度，硬度都很低，不能通过热处理强化，为了提高铝的强度和硬度，使其能作为受力结构使用，在铝中加入一定量的合金元素使其合金化，这样就得到一系列的铝合金。

铝合金按其加工方法可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类，飞机结构上常用变形铝合金，变形铝合金可分为可热处理强化的铝 合金和不能处理强化的铝合金。

在民用航空器中经常使用的是Al-Cu-Mg 系列硬铝合金2024硬铝合金和 Al-Zn-Mg-Cu系列超硬铝合金7075铝合金。

铝合金材料在受到交变载荷的作用下，经过一段时间后容易产生疲劳裂纹。

裂纹按照几何分类可以分为：穿透裂纹，表面裂纹和深埋裂纹。在航空器结构中表面裂纹占了很大的比例。

三、 757主轮毂的无损检验

在飞机轮毂中，大多数轮毂选择铝合金作为材料。轮毂无损检验工作，小修一般用涡流检测，大修一般用涡流和荧光渗透检测。

在对757主轮毂的无损检验时，多次发现开口疲劳裂纹，疲劳裂纹分布很有规律，经常出现在传动键根部和易熔塞孔旁边螺栓空周围，这些部位都是应力集中的区域，有其设计不合理原因造成，在这两个区域我总共发现有30多条疲劳裂纹，造成30多个轮毂报废。在这检测出的30多条疲劳裂纹中，都是用高频涡流检测出来的，由于上海航空公司不开展轮毂大修的工作，轮毂大修工作都是外送到其他维修单位去做，有几次大修刚回来，轮毂装到飞机上飞行没有几个起落就有漏气的现象，原因是传动键根部裂纹裂穿造成漏气。在这么短的时间就有裂穿的裂纹，有可能是漏检造成。

在这里要讲述的是，轮毂大修中喷砂对开口疲劳进行荧光渗透检验可能产生影响。轮毂大修时，要去除轮毂表面的油漆，一般使用两种方法：退漆剂退漆和喷砂退漆。喷砂退漆分为：石英喷砂退漆和塑料粒子喷砂退漆。对轮毂退漆一般使用塑料粒子喷砂退漆。

按照Honeywell的大修工艺中的喷砂部分的规定，喷砂空气的压力控制在40psi，塑料粒子的硬度为3.5MOH。对于喷砂时间没有给出具体的规定。

四、 塑料粒子喷砂退漆对荧光渗透检验的可能影响

我们选择了两个有裂纹的757主轮毂，这两个轮毂裂纹在涡流检测时检查出来的，两个轮毂裂纹分别位于传动键根部和易熔塞孔旁边的螺栓空周围，是757主轮毂典型出现裂纹的位置。用退漆剂褪去裂纹周围的油漆，然后对其做溶剂去除型荧光渗透检验：1清洗 用清洗剂SKC-S对其表面进行清洗；2渗透 渗透剂使用的是ZL-27A三级灵敏度渗透剂，渗透时间为20分钟；3溶剂去除 将多余渗透剂去除；4显象 在被检测表面喷上ZP-9F显象剂，显象时间为30分钟；5 检验：传动键根部裂纹裂穿后从外部进行的荧光渗透检验结果显示：裂纹长度为21.8毫米；熔塞孔旁边螺栓孔周围的裂纹荧光渗透检验结果显示：裂纹长度为60.62毫米；另外，在易熔塞孔与螺栓孔之间也有一条裂纹（涡流检测可以看到），该条裂纹没有贯穿于在两个孔，在荧光渗透检验并没有检测出来。

6 去处显象剂清洗

对轮毂进行喷砂。我们所用箱式喷砂机型号：1010F 塑料粒子：160目。由于喷砂条件的限制，我们将时间和压力作为两个参数做为变量。我们对两条裂纹分别进行喷砂，用不同时间和压力

①传动键根部外侧裂纹

由于比较短，没有将其分为几段，喷砂的压力为30Psi，时间为10秒（在该压力下塑料粒子退漆所用的时间），然后再用溶剂型荧光渗透检验法，进行检验，检验结果显示，已经不能看裂纹显示。可以看到不适当的喷砂压力和喷砂时间可以使开口裂纹闭合。

②易熔塞孔旁边螺栓孔之间的裂纹

该条裂纹比较长，我们将其分为9段，喷砂空气压力选为20 Psi，不同段上喷砂压力相同，时间不同。在对某段喷砂时，将其他部位用金属板挡住。时间从10秒逐渐增加，每一小段从左到右，喷砂时间递增5秒。所以，不同裂纹小段从左到右的喷砂时间为10秒，15秒，20秒，25秒，30秒，35秒，40秒，45秒，50秒，喷砂完成后对其进行荧光渗透检验。检验完成后根据检验结果我们可以得出如下结论： 在喷砂压力相同时，喷砂时间越长，荧光渗透检验效果越差。因此我们要尽量避免使用喷砂对荧光渗透的影响。■

参考文献

[1]航空无损检测技术发展动态及面临的挑战 耿荣生 郑勇 《无损检测》 2002， 24（1）

[2]飞机损伤无损检测影响因素分析 许占显 吴德新 杨小林 《无损检测》 2001， 23（7）