【技術實現步驟摘要】
本專利技術主要涉及陣列超聲波無損檢測領域，具體涉及一種渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器及檢測方法。
技術介紹
1、熱障涂層因具有熔點高、導熱系數低、抗腐蝕性好等優點，對基體起到卓越的隔熱防護作用，目前在航空航天熱防護領域得到非常廣泛的應用。航空發動機渦輪葉片是現代發動機的關鍵部件，由于渦輪葉片長期處于高溫、高壓的工作環境中，在交變載荷和熱應力的作用下，熱障涂層極易發生失效破壞。熱障涂層的失效形式主要有陶瓷層表面裂紋、陶瓷層與粘接層間的脫粘等。因此，高效的無損檢測技術在含有熱障涂層的渦輪葉片在產品出廠和服役檢修中顯得尤為重要。然而，傳統的超聲檢測方法受檢測盲區的限制，很難發現渦輪葉片熱障涂層的微小裂紋缺陷；渦輪葉片復雜的曲面結構也造成了超聲檢測的聲耦合難、穩定性差、效率低的問題。
技術實現思路
1、針對現有超聲檢測技術難以檢測表面微小裂紋缺陷，受復雜曲面結構影響造成聲耦合難、穩定性差、效率低的問題，本專利技術公開了一種渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器及檢測方法，通過在葉片涂層中激發超聲瑞利波實現對葉片涂層的高精度、高效率和高可靠性檢測，對于提高葉片熱障涂層的質量控制能力具有重要的工程意義。
2、本專利技術提供的一種渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器及檢測方法，可檢出涂層中長度500μm，深度80μm、槽寬20μm微裂紋。
3、所述技術方案如下：
4、第一方面，提供一種渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器，包括換能器殼體，換能器殼體
5、所述的換能器殼體上設有六對探頭艙，每對探頭艙包括發射探頭艙和接收探頭艙，發射探頭艙和接收探頭艙沿著葉片長度方向即縱向分布，六對探頭艙沿葉片寬度方向即橫向分布；探頭艙在換能器殼體的厚度方向貫穿換能器殼體，探頭艙與換能器殼體探頭安裝面設有夾角；相鄰的探頭艙之間留有間隔；
6、每個探頭艙內設有一個水浸超聲探頭；
7、六對水浸超聲探頭激發和接收涂層中沿六個路徑傳播的超聲瑞利波；
8、水浸超聲探頭前端距檢測面10mm。
9、六對水浸超聲探頭按一定角度和一定間隔安裝在換能器殼體中的探頭艙中，探頭前端距檢測面10mm。
10、六對水浸超聲探頭激發和接收涂層中的六個路徑傳播的超聲瑞利波，探頭中心頻率為4mhz、探頭外殼直徑為4mm；
11、探頭艙直徑為4.2mm，探頭艙與換能器殼體探頭安裝面的夾角為35°，每對探頭艙中的發射探頭艙與接收探頭艙的縱向間距28mm，相鄰兩組探頭艙之間橫向間距5mm。
12、第二方面，提供一種渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測方法，所述方法是根據渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器在葉片中激勵和接收超聲瑞利波實現的，所述方法包括：
13、(1)將渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器的探頭安裝面與葉片表面相貼合，二者浸沒于水中；
14、(2)通過超聲波脈沖發射接收換能器激勵六對水浸超聲探頭，激發六條路徑沿葉片長度方向傳播的超聲瑞利波；
15、(3)提取六條路徑上傳播的瑞利波幅度，形成瑞利波幅度在葉片寬度方向的分布；
16、(4)通過將被檢葉片的瑞利波分布與完好葉片的瑞利波分布相對比，判定檢測對象是否存在涂層缺陷。被檢葉片某瑞利波傳播路徑上的瑞利波幅度較完好葉片該路徑的瑞利波幅度更大，說明該路徑上存在缺陷。
17、與現有技術相比，本專利技術的優點在于：
18、渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器具有與葉片涂層曲面一致的探頭安裝面，能夠形成穩定的聲學耦合；
19、陣列式的超聲波發射-接收方式能夠在曲面熱障涂層中形成穩定、大范圍的瑞利波聲場，能夠有效的提高檢測精度和檢測效率。
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1.渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器，其特征在于，包括換能器殼體，換能器殼體的探頭安裝面與渦輪葉片熱障涂層的表面形狀一致；
2.根據權利要求1所述的渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器，其特征在于，六對水浸超聲探頭的中心頻率為4MHz、探頭外殼直徑為4mm。
3.根據權利要求1所述的渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器，其特征在于，所述的探頭艙直徑為4.2mm，探頭艙與換能器殼體探頭安裝面的夾角為35°，每對探頭艙均相對向外傾斜；每對探頭艙中的發射探頭艙與接收探頭艙的縱向間距28mm，相鄰兩組探頭艙之間橫向間距5mm。
4.渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測方法，其特征在于，利用權利要求1到3任一項所述的渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器在葉片中激勵和接收超聲瑞利波實現的，所述方法包括：
【技術特征摘要】
1.渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器，其特征在于，包括換能器殼體，換能器殼體的探頭安裝面與渦輪葉片熱障涂層的表面形狀一致；
2.根據權利要求1所述的渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器，其特征在于，六對水浸超聲探頭的中心頻率為4mhz、探頭外殼直徑為4mm。
3.根據權利要求1所述的渦輪葉片熱障涂層缺陷超聲檢測超聲換能器，其特征在于，所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮萍，陳振華，何喜，張浩喆，蔡蘇陽，方雨婷，盧超，
申請(專利權)人：中國航發動力股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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