一种压缩机叶轮缺陷相控阵超声检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无损检测领域，具体涉及对压缩机叶轮缺陷相控阵超声检测技术领域。
【背景技术】
[0002]压缩机叶轮是鼓风机组的重要组成部分，在服役过程中通过高速旋转将机械能转换为气体的内能与动能。在结构上，叶片与轮盘是叶轮的重要组成部分。
[0003]压缩机叶轮在服役过程中通过高速旋转将机械能转换为气体的内能与动能。由于叶轮复杂的服役环境，其承受着巨大的离心力、弯曲应力、振动应力等交变载荷，易出现疲劳裂纹与冲蚀磨损，对于叶轮表面宏观裂纹以及冲蚀磨损直接利用肉眼就能观察；然而对于叶轮的内部裂纹、气孔、夹杂直接用肉眼是无法观察的，为了保证叶轮结构上的完整性需要用无损检测的手段对其进行检测。
[0004]常用的无损检测方法中，渗透检测只能够检测叶轮表面的微细裂纹，涡流检测、磁粉检测只能够检测叶轮表面以及近表面缺陷，这些方法对于叶轮内部的缺陷都无能为力；射线检测虽然能够检测叶轮内部缺陷，但是其检测成本太高，对人体有辐射，为了控制叶轮的质量，提高经济效益，必须选择正确的检测手段及时检测存在的危险。超声波检测因其具有灵敏度高、穿透能力强、分辨率好、检测速度快、成本低、设备检测和对人体无害等一系列优点而被广泛的应用在工件内部缺陷的检测中。
[0005]随着当今科技迅速发展，相控阵超声检测已经广泛的应用到工业检测中，然而，叶轮的几何形状比较复杂，为了完成叶轮内部缺陷的检测，现有技术的相控阵探头的放置和检测方式具有很大的局限性，这就给实际检测带来很大的困难。主要的难点有I)现有技术的相控阵超声检测的探头只能放置在轮盘表面，并且也不清楚放置在个位置能否对整个叶轮进行全面地检测；2)探头楔块较大或形状与叶轮表面形状不匹配，很多叶轮表面部位无法放置探头楔块；3)相控阵超声检测具有多种扫描方法，那种扫描方法适用于叶轮的检测，具体采用什么参数进行检测，现有技术中并没有记载。
【发明内容】
[0006]本发明的发明目的是提供一种能够对叶轮内部缺陷进行检测的相控阵超声检测方法，能够对轮盘以及叶根内部缺陷进行检测，避免因为复杂结构而导致的检测盲区，降低漏检率，具有很高的缺陷定位准确率。
[0007]本发明的具体技术方案是一种压缩机叶轮缺陷相控阵超声检测方法，其特征在于，采用的检测楔块在安装探头位置相对的另一端具有与所述的压缩机叶轮内通孔的圆柱形内壁配合的弧面，该检测方法具体包括以下步骤，
[0008](I)将探头通过耦合剂与所述的检测楔块相连接，探头与检测楔块连接后放置入压缩机叶轮内通孔并贴紧其圆柱形内壁，在检测楔块与圆柱形内壁之间涂有耦合剂；
[0009](2)将相控阵超声检测仪的检测模式设置为聚焦扫描；
[0010](3)将相控阵超声检测仪的扫描深度设置为压缩机叶轮轮盘的最大厚度，每组激发8或16个晶片，开始检测，一次检测完毕后，记录并储存检测结果；
[0011](4)将检测楔块移动到下一个检测位置，重复步骤3)，直至检测楔块遍历压缩机叶轮内通孔的圆柱形内壁；
[0012](5)将相控阵超声检测仪的扫描深度设置为压缩机叶轮叶根最远端至压缩机叶轮内通孔的圆柱形内壁的最小距离，每组激发16个晶片，开始检测，一次检测完毕后，记录并储存检测结果；
[0013](6)将检测楔块移动到下一个检测位置，重复步骤5)，直至检测楔块遍历压缩机叶轮内通孔的圆柱形内壁；
[0014](7)完成压缩机叶轮缺陷相控阵超声检测。
[0015]更进一步地，所述的压缩机叶轮内通孔的圆柱形内壁内径为68mm，所述的所述的检测楔块材料为有机玻璃，曲率半径r为51.8?68.1mm,厚度为20?25mm，宽度为30?40mm,高度为60?70mm，声速为2237m/s。
[0016]更进一步地，所述的步骤(3)中压缩机叶轮轮盘的最大厚度为15mm，所述的步骤
(5)中压缩机叶轮叶根最远端至压缩机叶轮内通孔的圆柱形内壁的最小距离为20mm。
[0017]更进一步地，所述的耦合剂为30#机油，密度为0.9g/cm3，声速为1400m/s。
[0018]更进一步地，所述的探头为01ympUS5L64A2型探头，所述的相控阵超声检测仪为Multi2000相控阵超声检测仪。
[0019]本发明的有益效果是I)叶轮的内腔表面比较光滑，而且内部空间也比较大，选取叶轮的内腔进行检测，能够方便并且完全地实现对轮盘以及叶根内部缺陷的检测；2)采用具有与叶轮的内腔配合弧面的探头楔块，能够与叶轮内腔完全耦合，能够实现对整个叶轮的超声检测；3)采用聚焦扫描的方式进行检测，聚焦扫描声束能量比较的集中，便于微小缺陷的检测，以及在对同一缺陷进行检测时，聚焦扫描下缺陷反射信号比线性扫描下缺陷反射信号强，便于缺陷信号的识别；4)根据叶轮的结构尺寸，有针对性地选取检测参数，如针对轮盘和叶根等不同部位，选取不同的扫描深度和晶片激发方式，检测能量高，漏检率低。
【附图说明】
[0020]图1为采用现有技术的相控阵超声检测方法对压缩机叶轮进行检测的原理示意图；
[0021]图2为本发明的相控阵超声检测方法对压缩机叶轮进行检测的示意图；
[0022]图3为采用本发明的方法对叶轮轮盘内部缺陷检测B扫描示显结果图；
[0023]图4为采用本发明的方法对叶轮轮盘缺陷检测某一扫描位置的缺陷A扫描显示结果图；
[0024]图5为采用本发明的方法对叶轮叶根内部缺陷检测B扫描显示结果图；
[0025]图6为采用本发明的方法对叶轮叶根缺陷检测某一扫描位置的缺陷A扫描显示结果图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明的具体技术方案作进一步地描述。
[0027]如图1所示，当探头4放置在压缩机叶轮轮盘2的上表面处，可以对轮盘2内部缺陷进行检测，但是由于探头4在检测中需要连接楔块3’，而连接相控阵探头的楔块一般比较大，而轮盘2上表面较小的平面区域限制了探头4的放置。对于叶根I内部的缺陷，在利用探头4连接一种斜楔块3’进行检测时，由于整个叶轮在结构上存在不连续性，经多次试验验证，超声波难以传播到叶根I位置，对叶根内部的缺陷难以检测，存在漏检。
[0028]因此，当探头4连接检测楔块3放置在叶轮内腔时，利用纵波能够完成对轮盘2内部缺陷的检测，此时声波能够在轮盘2中进行传播，而且由于叶根I连接在轮盘2上，因此二者在结构上具有连续性，声波会继续传播，能够完成对叶根I内部缺陷的检测。
[0029]并且也经多次试验验证，采用聚焦扫描的声场声压强度比线性扫描声压强度大，且在对同一缺陷进行检测时其缺陷信号反射声压强度大，便于缺陷的发现，因此采用