填充易溶性水凝胶状物的叶片残余型芯中子射线检测方法技术

本发明专利技术公开了一种填充易溶性水凝胶状物的叶片残余型芯中子射线检测方法，取白凉粉若干克，以2.5L水配100g的比例将其加入热水中，充分搅拌，将多个空心涡轮叶片平铺在容器中，将溶液倒入容器中静置冷却凝结1‑2h，完全呈透明胶状物时将空心涡轮叶片取出，清除叶片表面透明胶状物，送入中子射线探伤室进行中子射线检测，型芯材料对热中子射线的线衰减系数远小于水对热中子射线的线衰减系数，实现叶片冷却通道中残余型芯的热中子射线照相检测。本发明专利技术提出的残余型芯热中子射线检测方法，操作方便，可常温下使用，且易清除冷却通道内填充物，残余型芯检出能力提高2‑3倍，适用于中子射线照相检测方法和实时成像方法。

【技术实现步骤摘要】
填充易溶性水凝胶状物的叶片残余型芯中子射线检测方法
本专利技术属于航空发动机铸造空心涡轮叶片残余型芯无损检测
，尤其涉及一种填充易溶性水凝胶状物的叶片残余型芯中子射线检测方法。
技术介绍
空心涡轮叶片是航空发动机的核心部件之一，其特点是形状复杂、加工难度大，工作温度最高、应力最复杂和工作环境最恶劣。采用先进的叶片冷却结构设计是降低叶片工作温度，提高发动机工作温度的有效方法之一，而制造空心涡轮叶片包括制芯、制模、制壳、浇注和脱芯等工序，氧化铝系列的陶瓷型芯得到了广泛应用，但叶片进行脱芯后，经常残留有型芯，残余型芯将阻碍冷却通道，降低冷却效果，并且残余的陶瓷型芯在高温下会与单晶叶片发生化学反应，降低叶片的高温抗蠕变能力，精密铸造空心涡轮叶片在脱芯后必须进行残余型芯检测。射线检测是目前国内外普遍使用的检测方法，但陶瓷型芯材料X射线直接检测时存在灵敏度低、容易漏检的不足，工业上常用检测方法主要有灌粉法X射线照相检测、标记法X射线照相检测、工业CT方法和中子射线照相法。灌粉检测技术是利用金属粉和残余型芯之间对X射线吸收差异悬殊从而检测是否有残余型芯，具体方法是将与叶片材料密度相同或相近的金属粉(颗粒大小为50μm-150μm)灌入空心叶片冷却通道中，冷却通道中有残余型芯的部位就填不上粉。1969年美国TRW公司ClydeR.Honeycutt等在USPatent3624397D:A中提出了灌粉法检测残余型芯的思想。2006年西安航空发动机有限公司李泽等人用实验证明这种方法可以明显提高X射线对残芯的检测能力。但如果金属粉填充不致密很容易造成误检测，且填入叶片中的金属粉若不能完全清除则会影响叶片使用性能。基于标记法的X射线检测残余型芯方法是采用钨酸钠溶液浸渍空心涡轮叶片，如叶片中含残余型芯，钨酸钠将进入残余型芯材料中，进入型芯内部的钨酸钠将在随后的处理程序中被保留下来，当用X光检测叶片时，由于高原子序数元素钨构成的钨酸钠对X射线的吸收高于型芯材料，在X光的照射下得到清晰显示。该思想在1992年由Remmers等在USPatent5242007中提出，但若叶片冷却通道存在开口缺陷，存在钨酸钠不易完全清除的问题，将对叶片使用带来潜在危险。工业CT以三维成像的方法重构涡轮叶片的整体结构，可直接应用于叶片冷却通道中残余型芯的检测，可以发现0.2mm-0.5mm厚的残余型芯，该方法的不足是检测效率低，检测成本高，不适合大批量叶片快速检测。中子射线照相方法是检测涡轮叶片残余型芯非常有效的一种检测方法，美国GE公司的Wilkinson等在1968年USPatent3617747中提出在型芯材料中混入氧化钆，利用钆对中子射线的强吸收能力，可以得到清晰的残余型芯图像，存在的问题有改变了陶瓷型芯制作工艺、中子照射后残余辐射，氧化钆粉末对人体健康有害等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可在空心涡轮叶片内部冷却通道填充可常温下使用且易溶于水的水凝胶状物的方法，与残余型芯材料相比，这种水凝胶状物对热中子射线具有更高的衰减作用，利用热中子射线强度衰减差异大检测叶片内部是否存在残余型芯，旨在解决：(1)现有残余型芯检测技术中掺杂氧化钆时的热中子照相残余辐射；(2)由于不需要掺杂氧化钆，不改变陶瓷型芯蜡模制作工艺，避免了掺杂氧化钆对叶片性能的影响；(3)氧化钆属于刺激性物品，氧化钆粉末被吸入人体时，有职业性肺尘埃沉着病，对蜡模制作人员健康安全有影响；(4)其它内部填充物法使用后存在难以完全清除的问题。本专利技术是这样实现的，一种填充易溶性水凝胶状物的叶片残余型芯中子射线检测方法，包括：将纯净水加热至80℃～100℃，取白凉粉粉末若干克，以2.5L水配100g的比例将白凉粉粉末加入热水中，充分搅拌至完全溶解，倒入长方体形容器中，叶片完全浸入溶液中，搅拌约2min～5min充分排空空气；在室温情况下静置，冷却凝结1h～2h，当溶液完全凝结呈透明胶状时，把包裹有叶片的透明胶状物取出，用刀具将叶片两端的透明胶状物切除，再剥离叶片表面透明胶状物，用干燥吸水布清理叶片表面残留透明胶状物和水迹，空心涡轮叶片的冷却通道填满了透明胶状物，有残余型芯的部位填充不了透明胶状物；若有残余型芯，冷却通道内为透明胶状物和残余型芯材料；对空心涡轮叶片进行热中子射线检测，若叶片内部有残余型芯，根据残余型芯材料、叶片、透明胶状物对热中子射线的衰减不同，有残余型芯的部位在影像上不同于其它正常部位，检测出空心涡轮叶片冷却通道是否有残余型芯。进一步，将纯净水加热至80℃～100℃前需进行，准备一个干净的、高10cm～20cm长方体形容器，将多个空心涡轮叶片平铺在长方体形容器中。进一步，热中子射线检测结束后，将叶片置于80℃～100℃水中，对冷却通道内的透明胶状物溶解10min～20min，取出后用高压水枪反复冲洗，最后干燥处理。本专利技术另一目的在于提供一种含有残余型芯的空心涡轮叶片包括：叶片、冷却通道、透明胶状物、残余型芯；所述冷却通道连接在叶片上；所述透明胶状物填充在冷却通道内并且包覆残余型芯。进一步，所述叶片采用镍基高温合金的叶片基体材料制成，残余型芯为氧化铝系列材料制成。本专利技术的特点和优点是：(1)在空心涡轮叶片冷却通道填充一种固态水凝胶状物，填充方法简单，填充物主要成分为水，且对热中子射线强度衰减远大于陶瓷型芯材料，利用热中子射线强度衰减差异检测残余型芯。(2)能得到清晰地残余型芯热中子射线检测图像。(3)填充物更易清除，由于这种水凝胶状物能完全溶解于80℃-100℃热水中，利用高压流动水反复清洗叶片冷却通道后能完全清除填充物。(4)与直接热中子射线检测技术相比，残余型芯检测能力提高2-3倍以上。(5)与陶瓷型芯掺杂氧化钆后热中子射线检测技术相比，不需要改变陶瓷型芯蜡膜制作工艺，无氧化钆粉末掺杂均匀性问题。附图说明图1是本专利技术实施例提供的填充易溶性水凝胶状物的叶片残余型芯中子射线检测方法流程图。图2是本专利技术实施例提供的空心涡轮叶片冷却通道填充易溶性水凝胶状物后的示意图。图中：1、叶片；2、冷却通道；3、叶片基体材料；4、透明胶状物；5、残余型芯。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细描述。如图1所示，本专利技术实施例提供的填充易溶性水凝胶状物的叶片残余型芯中子射线检测方法，所述填充易溶性水凝胶状物的叶片残余型芯中子射线检测方法包括：S101：准备一个干净的、高10cm～20cm长方体形容器，将多个空心涡轮叶片平铺在长方体形容器中。S102：将纯净水加热至80℃～100℃，取白凉粉粉末若干克，以2.5L水配100g的比例将白凉粉粉末加入热水中，充分搅拌至完全溶解，倒入长方体形容器中，叶片完全浸入溶液中，搅拌约2min～5min充分排空空气。S103：在室温情况下静置，冷却凝结1h～2h，当溶液完全凝结呈透明胶状时，把包裹有叶片的透明胶状物取出，用刀具将叶片两端的透明胶状物切除，再剥离叶片表面透明胶状物，用干燥吸水布清理叶片表面残留透明胶状物和水迹，空心涡轮叶片的冷却通道填满了透明胶状物，若有残余型芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种填充易溶性水凝胶状物的叶片残余型芯中子射线检测方法，其特征在于，所述填充易溶性水凝胶状物的叶片残余型芯中子射线检测方法包括：将纯净水加热至80℃～100℃，取白凉粉粉末若干克，以2.5L水配100g的比例将白凉粉粉末加入热水中，充分搅拌至完全溶解，倒入长方体形容器中，叶片完全浸入溶液中，搅拌约2min～5min充分排空空气；在室温情况下静置，冷却凝结1h～2h，当溶液完全凝结呈透明胶状时，把包裹有叶片的透明胶状物取出，用刀具将叶片两端的透明胶状物切除，再剥离叶片表面透明胶状物，用干燥吸水布清理叶片表面残留透明胶状物和水迹，空心涡轮叶片的冷却通道填满了透明胶状物，若有残余型芯，冷却通道内为透明胶状物和残余型芯材料；对空心涡轮叶片进行热中子射线检测，若叶片内部有残余型芯，根据残余型芯材料、叶片、透明胶状物对热中子射线的衰减不同，有残余型芯的部位在影像上不同于其它正常部位，检测出空心涡轮叶片冷却通道是否有残余型芯。

【技术特征摘要】
1.一种填充易溶性水凝胶状物的叶片残余型芯中子射线检测方法，其特征在于，所述填充易溶性水凝胶状物的叶片残余型芯中子射线检测方法包括：将纯净水加热至80℃～100℃，取白凉粉粉末若干克，以2.5L水配100g的比例将白凉粉粉末加入热水中，充分搅拌至完全溶解，倒入长方体形容器中，叶片完全浸入溶液中，搅拌约2min～5min充分排空空气；在室温情况下静置，冷却凝结1h～2h，当溶液完全凝结呈透明胶状时，把包裹有叶片的透明胶状物取出，用刀具将叶片两端的透明胶状物切除，再剥离叶片表面透明胶状物，用干燥吸水布清理叶片表面残留透明胶状物和水迹，空心涡轮叶片的冷却通道填满了透明胶状物，若有残余型芯，冷却通道内为透明胶状物和残余型芯材料；对空心涡轮叶片进行热中子射线检测，若叶片内部有残余型芯，根据残余型芯材料、叶片、透明胶状物对热中子射线的衰减不同，有残余型芯的部位在影像上不同于其它正常部位，检测出空心涡轮叶片冷却通道是否有残余型芯。2.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖波，吴靖雯，钟建兰，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36