本發明涉及無損檢測方法，具體為一種碳纖維復合材料多葉片整體轉子的無損檢測方法。

背景技術：

碳纖維復合材料因其重量輕、比強度高、耐腐蝕等特點，已在軍民各領域中廣泛使用，水中航行器推進裝置的主要零部件—多葉片轉子也已經應用碳纖維復合材料進行整體的加工制造。

碳纖維復合材料多葉片整體轉子加工完成后，為確保其強度和可靠性，要求對其內部質量進行無損檢測，以確定其內部是否含有影響使用的缺陷(分層、脫粘、氣孔、夾雜等)。

對于結構復雜、空間尺寸狹小的碳纖維復合材料多葉片整體轉子，應用目前的常規無損檢測方法對其進行無損檢測均存在一定的問題，如射線照相檢測由于整體轉子的結構復雜、空間尺寸狹小，無法布片；射線成像檢測時則多層結構重疊成像，無法觀察，且射線檢測無法檢出分層等面積型缺陷；超聲波檢測由于葉片厚度小，處于超聲波檢測盲區，同時葉片根部空間小、形狀特殊，也無法使用超聲波檢測；磁粉檢測只能檢測鐵磁性材料，而碳纖維復合材料無磁性，不能進行磁粉檢測；滲透檢測只能檢測表面開口型缺陷，對工件內部的缺陷無法檢測；渦流檢測只能檢測表面較淺的深度，對內部較深處的缺陷無法檢測。因此常規的無損檢測方法均無法對碳纖維復合材料多葉片整體轉子的內部缺陷進行全面有效的檢測。

技術實現要素：

本發明為了解決現有無損檢測方法對碳纖維復合材料多葉片整體轉子進行檢測時存在上述不足之處的問題，提供了一種碳纖維復合材料多葉片整體轉子的無損檢測方法。

本發明是采用如下技術方案實現的：一種碳纖維復合材料多葉片整體轉子的無損檢測方法，采用如下步驟：a、將整體轉子上的葉片按順時針或逆時針方向標記編號；b、根據被測零件的尺寸選擇X射線三坐標檢測設備，接通電源進行預熱；c、調整工件方位使其被測部位處于射線束的照射范圍之內以及接收面板的接收范圍之內，并將工件起始編號葉片正對接收面板方向，作為工件旋轉的基準點；d、按照最佳放大倍數公式計算最佳放大倍數，M_o為最佳放大倍數，U_D為圖象接收面板的固有不清晰度，Φ為射線源焦點尺寸；然后按照公式計算工件至射線管距離，f為工件至射線管距離，M_o為最佳放大倍數，F為接收面板到射線管的距離，最后按計算得到的數據調整接收面板到射線管的距離和工件至射線管的距離(根據工件尺寸和射線錐束角確定)；e、X射線三坐標檢測設備輸入計算得到的最佳放大倍數和工件直徑后自動計算出在X軸和Y軸兩個方向上的工件分段位置；f、不斷調節透照參數并觀察工件圖像不同厚度處的黑白度，確定射線最厚區及最薄區的透照參數；g、將工件移出檢測范圍，使用最厚區透照參數進行透照；h、將最厚區及最薄區的透照參數及工件分段位置輸入X射線三坐標檢測設備并確認；i、設定X射線三坐標檢測設備掃描方式為錐形掃描，工件旋轉次數＝π/4×面板像素尺寸，每次旋轉角度＝360°/工件旋轉次數；j、按下高壓鍵，開始透照掃描，系統在掃描的同時對采集到的信息進行3D重構，待掃描全部完成后，系統自動進行數據拼接，形成最終完整的3D工件圖；k、從3D工件圖上，可以看到工件內部的缺陷及3D分布情況，此時可以根據需要選取任意截面進行剖切，并在剖切得到的2D平面圖中進行缺陷評定及缺陷尺寸的精確測量，以此判斷零件是否合格。

該無損檢測方法通過X射線三坐標檢測設備，利用錐形掃描技術，對轉子進行全方位的射線掃描，克服了現有無損檢測方法對碳纖維復合材料多葉片整體轉子進行檢測時存在上述不足之處的問題。

本發明所述的無損檢測方法具有如下有益效果：1、一次測量即可完成碳纖維復合材料多葉片整體轉子的全部部位的無損檢測和精密尺寸測量，無需多種檢測方法組合，效率較高；2、實現碳纖維復合材料多葉片整體轉子內部缺陷的100％無損檢測，無檢測盲區；3、受材料特性限制少，尤其適用于復合材料的無損檢測。

附圖說明

圖1為碳纖維復合材料多葉片整體轉子的結構示意圖。

具體實施方式

一種碳纖維復合材料多葉片整體轉子的無損檢測方法，采用如下步驟：a、將整體轉子上的葉片按順時針或逆時針方向標記編號；b、根據被測零件的尺寸選擇X射線三坐標檢測設備，接通電源進行預熱；c、調整工件方位使其被測部位處于射線束的照射范圍之內以及接收面板的接收范圍之內，并將工件起始編號葉片正對接收面板方向，作為工件旋轉的基準點；d、按照最佳放大倍數公式計算最佳放大倍數，M_o為最佳放大倍數，U_D為圖象接收面板的固有不清晰度，Φ為射線源焦點尺寸；然后按照公式計算工件至射線管距離，f為工件至射線管距離，M_o為最佳放大倍數，F為接收面板到射線管的距離，最后按計算得到的數據調整接收面板到射線管的距離和工件至射線管的距離；e、X射線三坐標檢測設備輸入計算得到的最佳放大倍數和工件直徑后自動計算出在X軸和Y軸兩個方向上的工件分段位置；f、不斷調節透照參數并觀察工件圖像不同厚度處的黑白度，確定射線最厚區及最薄區的透照參數；g、將工件移出檢測范圍，使用最厚區透照參數進行透照；h、將最厚區及最薄區的透照參數及工件分段位置輸入X射線三坐標檢測設備并確認；i、設定X射線三坐標檢測設備掃描方式為錐形掃描，工件旋轉次數＝π/4×面板像素尺寸，每次旋轉角度＝360°/工件旋轉次數；j、按下高壓鍵，開始透照掃描，系統在掃描的同時對采集到的信息進行3D重構，待掃描全部完成后，系統自動進行數據拼接，形成最終完整的3D工件圖；k、從3D工件圖上，可以看到工件內部的缺陷及3D分布情況，此時可以根據需要選取任意截面進行剖切，并在剖切得到的2D平面圖中進行缺陷評定及缺陷尺寸的精確測量，以此判斷零件是否合格。

具體實施過程中，碳纖維復合材料多葉片整體轉子的空間曲面葉片為11個，均勻分布于輪轂的周圍，輪轂中心材料為鋁合金，通過熱粘合方式將鋁合金芯與碳纖維復合材料輪轂緊密結合在一起，技術要求Φ2當量缺陷不漏檢。

將整體轉子上的葉片按逆時針方向標記編號為1#～11#；X射線三坐標檢測設備的型號為THC225，焦點尺寸為1μm～3μm；將工件軸向傾斜45°放置于一塑料材質的工裝上，通過手動按鈕調節工件的位置，工作起始編號葉片為1#葉片，面板到射線管的最大距離為1180mm，按照1.33倍的光學放大倍率計算，調整工件至距離射線管885mm處；確定射線的最終透照參數為厚區高壓225kV，電流800μA，焦點3μm；薄區高壓160kV，電流1000μA，焦點2μm；錐形掃描工件的旋轉次數800次，每次旋轉角度0.45°。