专利名称：一种射线照相检验补偿方法
技术领域：
本发明涉及一种设备部件无损检测，具体涉及一种射线照相检验补偿方法。
背景技术：
众所周知，工业生产中对加工或修改后的设备零部件质量进行严格检测，已是一项必须执行的程序，其检验的方法比较繁多。但对一些具有高性能要求、结构又复杂、带有内腔的设备部件的检测，则要求有更严格的质量检测。例如，高压涡轮叶片是航空燃气涡轮发动机的关键零件，叶片内部存在确保叶片冷却降温和强度需要的复杂腔道，而且在叶身表面制备为数众多的微小排气口。叶片内腔的变化反映了叶片冷却程度的大�。从沉艘镀ぷ魑露瘸鲆镀鹗舨牧显市硎褂梦露鹊某潭龋钪站龆ㄒ镀灾廖新值男�。高压涡轮叶片内部质量将直接影响发动机的运行安全，其使用的可靠性要求除应用高温铸造合金和先进的精铸工艺外，在很大程度上还要信赖于采用的无损检测技术。
目前，国内对燃气涡轮发动机叶片的内部质量检测是通过测定孔、隙的水流值，发现内腔的异常，但不能肯定完全是由于内腔异物造成的。也就是说不能直观地、准确地反映出内腔清洁度的状况。国际上现有技术较多地采用计算机层析(CT)检测技术。这种检测方法虽然可以较好地检测产品质量，但这种方法所用设备费用高，处理时间相当长，生产效率低，生产成本高；对检测现场的环境要求比较高，不适用于条件较差的工业生产现场。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，寻求一种新的检测途径——射线照相检验补偿方法，其工艺简单，生产效率高，成本低，能适用于一般的工业生产环境。
实现本发明目的的技术方案是选择适合射线照相检验的胶片，然后确定射线照相的有效透照区，补偿粉末的选择及填充操作，要点是运用比较方法测定不同胶片的黑度值及特性分析，选择适合射线照相检验的胶片；通过对X射线机测定光束均匀性来验证有效透照区选定的合理性和可靠性；在零部件透照前对充填的补偿粉末的密度选择要与被检测材料密度相同或相近，对射线的吸收、衰减要相近，充填粉末粒度选为0.1～0.3mm，粉末充填要密实，不留空隙。
为保证射线照相检验的影象质量，首先采用比较测定法进行胶片特性的分析及选用，具体方法是将X光胶片包上黑纸，其上盖铅板，铅板上开有曝光孔，曝光时将铅板移动，X射线通过小孔使胶片分段曝光，获取不同曝光量下的底片黑度。对每一曝光点黑度测三次，取其平均值得出不同胶片的特性曲线测试数据，以此数据作出不同胶片的特性曲线图，最后选出适合射线照相检验的胶片。
对X射线机通过测定光束均匀性的方法确定有效透照区。其光束均匀性试验是在一个圆形铅台上放置5个相同的金属试片，其中4个放在圆周圈，互成90°角，一个放在圆心，对5个试片同时进行透照，保证每张底片上得到的黑度值在2.5～3.5的范围内，每张底片上的黑度值不能超出中心底片黑度值的±0.3，即要满足下式条件D0-0.30D0≤D≤D0+0.30D0其中D0是中心射线束所指处试片射线的黑度D是每个金属试片射线底片黑度本发明与已有技术相比较，其显著的特点和效果是1、运用射线照相检验补偿方法对航空燃气涡轮发动机零件的内部质量检测，比已有技术所采用的计算机层析(CT)检测技术，其工艺简单，操作方便，时间短，效率高，相对生产成本较低，设备费用低，时间短，更能适用于各种工业生产环境。
2、本发明射线照相检验补偿方法具有能准确反映出铸造网格内腔异物，保证射线照相检验的影象质量和灵敏度。由于本方法中选取补偿粉末的密度与叶片材料的密度基本一致，因而对射线的系数、衰减几乎相同，那么空腔内存在的低于材料密度的非金属夹杂物经射线照相检验时，必然会带来明显的反差，在底片上形成比其它部位黑度大的影象，即补偿粉末的填充提高了叶片内腔射线底片影象黑度的均匀性，使异物影象更加清晰，易于分辨。其效果从附图3未充填粉末底片扫描影象与附图4充填粉末底片扫描影象比较是非常明显的。
图1为本发明采用比较测定法测定胶片黑度值的示意图；图中1、X射线，2、曝光口，3、铅庶板，4、胶片，5、铅板，I0代表入射射线强度，I代表透射射线强度图2为本发明胶片特性曲线；图3是实施例中选取的航空发动机涡轮叶片未充填粉末底片扫描影象；图4是实施例中选取的航空发动机涡轮叶片充填粉末底片扫描影象。
具体实施例方式
选取航空发动机涡轮叶片，是一个铸造网格式空腔结构，目的是检查其内腔清洁度，以防止有异物堵塞气流通道，保证叶片的冷却效果。首先采用比较测定法进行胶片特性的分析及选用；取长×宽(11英寸×1.5英寸)的X光胶片包上黑纸，其上盖铅板，厚度须足以使胶片不受X射线影响。铅板上开有直径为15mm的孔，曝光时将铅板逐步移动，X射线通过小孔使胶片分段曝光，如图1所示。本例中，选用SEIFERT ISOVOT320/13型固定式X射线机，基本透照参数为管电压95KV、管电流3mA，焦距1800mm，每次曝光时间为8、16、32、94、128、256、512秒，曝光量对数lgE分别为1.38、1.68、1.98、2.28、2.59、2.89、3.19。选用六种不同胶片，通过透照，得到不同曝光量下的底片黑度。对每一曝光点黑度测三次，取其平均值便得出六种不同胶片的特性曲线测试数据，作出不同胶片的特性曲线。胶片特性曲线测试数据见表1，特性曲线见图2。从特性曲线图得到六种不同胶片主要特性的测试结果见表2。从胶片特性曲线可以看出，各种型号胶片的感光度和平均梯度值有明显的差别，只有低感光度，高平均梯度的细粒型高灵敏度射线照相检验胶片才能满足射线检验补偿方法的应用条件。
表1胶片特性曲线测试数据
表2胶片特性测试结果
对X射线照相检验胶片选定后，确定X射线机的有效透照区，并可通过测定光束均匀性的方法来验证有效透照区选定的合理性和可靠性。射线照相检验设备为ISOVOLT320/13型X射线机，其照射角θ等于20°；Fmax所用设备的最大焦距是1360mm；摆放在直径为720mm的铅台后，该铅台用于承载高压涡轮叶片L1只有1100mm，根据公式可计算出其有效透照区L，即L＝2L1tgθ＝2(1100·tg20°)＝801mm。由此可见，整个铅台均处于有效透照区内，为了验证有效透照区选定的合理性和可靠性，采用光束均匀性进行验证。实验步骤是在圆形铅台上放置5个相同(厚度6.5mm左右)的金属试片，其中4个放在圆周，让它们互成90°角；1个放在圆心。根据所用X射线机的能量、选定的焦距和曝光量对5个试片同时进行透照，应保证每张底片上得到的黑度值都在2.5～3.5的范围内；然后测量5个试片的底片黑度值，每张底片上的黑度值不能超过中心底片黑度值的±0.3，即要满足下式条件D0-0.30D0≤D≤D0+0.30D0其中D0是中心射线束所指处试片射线的黑度值。5个试片的黑度测试值见表3。从表中可以看出，5个试片的射线底片黑度均满足公式要求，整个铅台处于有效透照区内，可以保证发动机高压涡轮叶片内腔清洁度射线照相检验的黑度。
表3光束均匀性试验底片黑度测试值
最后对补偿粉末进行分析和选用对航空发动机涡轮叶片通过能谱分析，选取与涡轮叶片化学成分相近的粉末ЗП741HП合金粉末，粉末粒度选在0.1～0.3mm范围内，粒度范围在0.18～0.3mm的粉末不小于全粉的50％。对所选粉末填充于被检测的涡轮叶片内腔，填充要密实，不漏空隙。分别采用不充填粉末和充填粉末的方式进行透照，射线底片对比试验结果见图3、图4。
权利要求
1.一种射线照相检验补偿方法，首先选择适合射线照相检验的胶片，然后确定射线照相的有效透照区和补偿粉末的选择及填充操作，其特征在于运用比较方法测定不同胶片的黑度值并进行特性分析，选择适合射线照相检验的胶片；通过对X射线机测定光束均匀性来验证有效透照区选定的合理性和可靠性；最后在零部件透照前，选择充填的补偿粉末的密度要与被检测材料密度相同或相近，同时对射线的吸收、衰减也要相近，充填粉末粒度选为0.1～0.3mm，粉末充填要密实，不留空隙。
2.按照权利要求1所述的一种射线照相检验补偿方法，其特征在于运用比较方法选择适合射线照相检验的胶片，是将X光胶片包上黑纸，其上盖铅板，铅板上开有曝光孔，曝光时将铅板移动，X射线通过小孔使胶片分段曝光，获取不同曝光量下的底片黑度；对每一曝光点黑度测三次，取其平均值，得不同胶片特性曲线测试数据，以此数据作出不同胶片的特性曲线图，选出适合射线照相检验的胶片。
3.按照权利要求2所述的一种射线照相检验补偿方法，其特征在于铅板上所开的曝光孔直径为15mm。
4.按照权利要求1所述的一种射线照相检验补偿方法，其特征在于所述的通过对X射线机测定光束均匀性来验证有效透照区，其步骤是在一个圆形铅台上放置5个相同的金属试片，其中4个放在圆周，互成90°角，一个放在圆心，对5个试片同时进行透照，使每张底片上得到的黑度值在2.5～3.5的范围内，每张底片上的黑度值满足下式条件D0-0.30D0≤D≤D0+0.30D0其中D0是中心射线束所指处试片射线底片的黑度D是每个金属试片射线底片黑度。
全文摘要
本发明涉及一种射线照相检验补偿方法，其要点是运用比较方法测定不同胶片的黑度值，并以不同胶片的特性曲线测试数据，作出不同胶片特性曲线图，选出适合射线照相检验的胶片；通过对X射线机测定光束均匀性来验证有效透照区选定的合理性和可靠性；最后在零部件透照前，对充填补偿粉末的密度选择要与被检材料密度相同或相近，同时对射线的吸收、衰减也要相近，充填粉末粒度选为0.1～0.3mm，粉末充填要密实，不留空隙。本发明的优点和效果是，提供了合理有效的射线照相检验工艺，能保证检测质量，方法简单，操作方便，效率高，设备费用低，能较大地降低成本，本方法适合在一般工业生产环境中应用。
文档编号G01N23/04GK1605860SQ200410087558
公开日2005年4月13日 申请日期2004年11月17日 优先权日2004年11月17日
发明者熊瑛 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司
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