射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)在復(fù)合材料槳葉檢測(cè)中的實(shí)踐運(yùn)用
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時(shí)間：2013-11-07
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復(fù)合材料的迅速普及與應(yīng)用，為復(fù)合材料及產(chǎn)品的檢測(cè)提出了越來(lái)越高的要求。近年來(lái)射線(xiàn)檢測(cè)方法的不斷更新與快速發(fā)展，使得射線(xiàn)檢測(cè)能力和檢測(cè)范圍都有不同程度的提高。由于射線(xiàn)檢測(cè)具有影像直觀、便于保存等特點(diǎn)，射線(xiàn)檢測(cè)仍然是復(fù)合材料無(wú)損檢測(cè)最直接、最有效的檢測(cè)方法之一。其依據(jù)被檢工件的成分、密度、厚度等不同，對(duì)射線(xiàn)產(chǎn)生不同的吸收或散射的特性和被檢工件的質(zhì)量、尺寸、特性等做出判斷。
射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)
射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)，是隨著成像物體的變動(dòng)圖像迅速改變的電子學(xué)成像方法，即在透照的同時(shí)就可觀察到所產(chǎn)生的圖像的檢驗(yàn)方法[1]。圖1所示為實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
當(dāng)強(qiáng)度均勻的射線(xiàn)束透照射物體時(shí)，如果物體局部區(qū)域存在缺陷或結(jié)構(gòu)存在差異，它將改變物體對(duì)射線(xiàn)的衰減，使得不同部位透射射線(xiàn)強(qiáng)度不同，這樣，采用一定的檢測(cè)器檢測(cè)透射射線(xiàn)強(qiáng)度，就可以判斷物體內(nèi)部的缺陷和物體分布等[1]。
2 射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)的特點(diǎn)
射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)態(tài)快速檢驗(yàn)，采用閃爍晶體或熒光物質(zhì)與光電倍增器構(gòu)成檢測(cè)器拾取信號(hào)，直接得到數(shù)字化圖像，可進(jìn)行近似實(shí)時(shí)的質(zhì)量評(píng)定[1]。
射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)在復(fù)合材料槳葉檢測(cè)中的實(shí)踐運(yùn)用
1 縮短了復(fù)合材料槳葉的檢測(cè)時(shí)間，大大提高了工作效率
采用射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)對(duì)復(fù)合材料槳葉進(jìn)行射線(xiàn)檢測(cè)，與采用射線(xiàn)照相檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)復(fù)合材料槳葉相比，采用實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)復(fù)合材料槳葉縮短了檢測(cè)時(shí)間，提高了工作效率。主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：
（1）省去了膠片剪裁、包裝時(shí)間和膠片暗室處理時(shí)間。
采用射線(xiàn)照相檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)每片復(fù)合材料槳葉所需的膠片剪裁、包裝時(shí)間和膠片暗室處理時(shí)間至少為140min，而采用射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)不需要膠片。
（2）縮短了檢測(cè)時(shí)間。
復(fù)合材料為低密度材料，采用射線(xiàn)照相檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)復(fù)合材料槳葉時(shí)，為了得到質(zhì)量較好的底片，只有在射線(xiàn)能夠穿透零件的條件下選用較低的能量，采用較大的曝光量對(duì)復(fù)合材料槳葉進(jìn)行檢測(cè)，這樣才可以得到更好質(zhì)量的射線(xiàn)底片，其影像清晰。按每片槳葉平均透照40次計(jì)算，透照一片槳葉需240min。而采用射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)，零件被檢測(cè)時(shí)，由射線(xiàn)轉(zhuǎn)換器得到的信號(hào)，經(jīng)A/D變換（或已直接完成數(shù)字化）送圖像處理部分，通過(guò)圖像數(shù)據(jù)處理改進(jìn)圖像質(zhì)量；并通過(guò)計(jì)算機(jī)、軟件和一些輔助設(shè)備（如監(jiān)視器、攝像機(jī)等），實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)系統(tǒng)的檢驗(yàn)過(guò)程的控制。這樣，圖像每次成像時(shí)間約6s, 大大提高了工作效率。
2 降低了成本，節(jié)約了能源
與射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)相比，采用射線(xiàn)照相檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)復(fù)合材料槳葉需要使用膠片，檢測(cè)每片復(fù)合材料槳葉平均所需膠片費(fèi)用至少560元，按檢測(cè)20片復(fù)合材料槳葉計(jì)算，所需的膠片費(fèi)用至少需11200元。另外，曝光后的膠片需進(jìn)行暗室處理，期間還需產(chǎn)生一定量的膠片處理用溶液的費(fèi)用。而采用射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)對(duì)復(fù)合材料槳葉進(jìn)行檢測(cè)，只需將所得圖像存儲(chǔ)在電腦中或經(jīng)刻錄后存儲(chǔ)在光盤(pán)中，每張光盤(pán)約10元，而每張光盤(pán)至少可存儲(chǔ)20片槳葉圖像。
3 零件各結(jié)構(gòu)單元配合狀態(tài)圖像顯示更清晰、檢測(cè)效果更好
一般來(lái)說(shuō)，復(fù)合材料制件的制作工藝不同于金屬件，其內(nèi)部缺陷同樣與制作工藝密切相關(guān)。制作工藝不同，產(chǎn)生的缺陷也存在差異。纏繞法、鋪層法等是制作構(gòu)件的常用工藝，所以選擇透照方法時(shí)，應(yīng)考慮工件的加工工藝或成形工藝特點(diǎn)可能產(chǎn)生的缺陷特點(diǎn)，選擇最有利于發(fā)現(xiàn)缺陷的方向進(jìn)行透照[1]。
復(fù)合材料的透照方法有：垂直透照法（即中心射線(xiàn)束垂直透照制件的透照方法）、平行透照法（即中心射線(xiàn)束與錐形件的軸線(xiàn)或制件的鋪層方向平行的透照方法）、切線(xiàn)透照法（即中心射線(xiàn)束與錐形件、筒形件和管形件的圓弧面相切的透照方法）、斜線(xiàn)透照法（即中心射線(xiàn)束與筒形件和容器制件的中心軸成一定傾角的透照方法）[2]。
圖2 垂直透照法
評(píng)論