一种用于飞机进气道套环铆钉的超声波检测试块的制作方法

本实用新型涉及一种超声波检测试块，具体涉及一种用于飞机进气道套环铆钉的超声波检测试块。

背景技术：

飞机进气道套环由两种不同材料（不锈钢和铝合金）铆接而成，长时间飞行后因温度、疲劳性等影响，给铆钉带来巨大的剪切应力，造成铆钉内部断裂甚至脱落。在多个型号飞机外场还发生断裂铆钉脱落，打坏飞机发动机的现象，给公司和国家带来重大经济损失。

目前国内铆钉检测多数使用目视检测方法，检查铆钉表面质量情况。这种检测方法无法检测到已产生裂痕而未断裂的铆钉，存在很大的质量隐患。

利用超声波进行铆钉检测是一种新方法。利用超声波在物体中的多种传播特性，例如反射与折射、衍射与散射、衰减、谐振以及声速等的变化，可以测知许多物体的尺寸、表面与内部缺陷、组织变化等等，它具有检测速度快、使用方便、经济实用性好等优点。更重要的是，这一方法是无损的，在不拆卸飞机发动机和不损坏铆钉的情况下，能起到及时监控铆钉内部质量变化的作用，这是目前其他铆钉检测方法所不具备的。超声波检测是无损检测技术中发展最快、应用最广泛的一种无损检测技术，占有非常重要的地位。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提出一种结构简单、使用方便、检测速度快、经济实用性好的超声波检测试块。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于飞机进气道套环铆钉的超声波检测试块，包括不锈钢块和铝合金块，所述不锈钢块和铝合金块上对应位置均设置有通孔，所述通孔内设置有铆钉。

所述不锈钢块为长方体，不锈钢块的长为150-250mm，宽为30-70mm，高为1-3mm。

所述铝合金块为长方体，铝合金块的长为150-250mm，宽为30-70mm，高为2-6mm。

所述不锈钢块为长方体，不锈钢块的长为200mm，宽为50mm，高为2mm。

所述铝合金块为长方体，铝合金块的长为200mm，宽为50mm，高为4mm。

所述通孔设置于不锈钢块和铝合金块的中部。

所述通孔的直径为2-6mm。

所述通孔的直径为4mm。

所述通孔有四个，均匀分布于不锈钢块和铝合金块上。

所述四个铆钉上分别在不同位置设置有模拟缺陷。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型具有结构简单、使用方便、检测速度快、经济实用性好等优点。体积小、重量轻、携带方便，对于从事飞机进气道铆钉的超声波检测工作，方便现场使用，很有实际意义。通过定期对进气道套环铆钉检测，建立铆钉脉冲反射信号数据库，在铆钉断裂脱落前发现其存在的质量问题。有利于对进气道套环铆钉进行无损评价。

2、通过简化所述试块本体上通孔的数量，从而减小了所述试块本体的尺寸，达到了减轻本试块重量的目的且充分利用了本试块的功效，携带方便。

附图说明

图1是本实用新型结构图；

图2是本实用新型结构俯视图；

图3是不锈钢块结构立体图；

图4是不锈钢块结构主视图；

图5是铝合金块结构立体图；

图6是铝合金块结构主视图；

图中标记：1、不锈钢块，2、铝合金块，3、通孔，4、铆钉。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做详细的说明。

实施例1

作为本实用新型的一种较佳实施例，参照说明书附图1至附图6，本实施例公开了一种用于飞机进气道套环铆钉的超声波检测试块，本实施例包括：

一种用于飞机进气道套环铆钉的超声波检测试块，包括不锈钢块1和铝合金块2，所述不锈钢块1和铝合金块2上对应位置均设置有通孔3，所述通孔3内设置有铆钉4。

所述不锈钢块1为长方体，不锈钢块1的长为150mm，宽为30mm，高为1mm。

所述铝合金块2为长方体，铝合金块2的长为150mm，宽为30mm，高为2mm。

所述通孔3设置于不锈钢块1和铝合金块2的中部。

所述通孔3的直径为2mm。

所述通孔3有四个，均匀分布于不锈钢块1和铝合金块2上。

所述四个铆钉4上分别在不同位置设置有模拟缺陷。

本实用新型具有结构简单、使用方便、检测速度快、经济实用性好等优点。体积小、重量轻、携带方便，对于从事飞机进气道铆钉的超声波检测工作，方便现场使用，很有实际意义。通过定期对进气道套环铆钉检测，建立铆钉脉冲反射信号数据库，在铆钉断裂脱落前发现其存在的质量问题。有利于对进气道套环铆钉进行无损评价。通过简化所述试块本体上通孔的数量，从而减小了所述试块本体的尺寸，达到了减轻本试块重量的目的且充分利用了本试块的功效，携带方便。

该试块的制作步骤为：

（1）切取试样

在与待测进气道套环相同批次的不锈钢材上切取一块长150mm，宽30mm，厚1mm的矩形试样。

在与待测进气道套环相同批次的铝合金预拉伸板材上切取一块长150mm，宽30mm，厚2mm的矩形试样。

切取试样面积不宜过大，主要考虑方便现场减重中携带。

（2）试样加工

在不锈钢块1的中部位置加工通孔3，共四个，该四个通孔3相距的距离相等，该通孔3的直径为2mm，并对通孔表面进行划窝，使通孔与铆钉之间形成过盈配合。

在铝合金块1的中部位置加工通孔3，共四个，该四个通孔3相距的距离相等，该通孔3的直径为2mm。

（3）制作断裂模拟缺陷

使用线切割机制作多种模拟缺陷形式：

A．距铆钉上表面1mm的位置横向线切割1mm（切痕在铆钉钉帽上）；

B．距铆钉上表面2mm的位置横向线切割1mm（切痕在铆钉上，约1/4处）；

C．距铆钉上表面2mm的位置横向线切割2mm（切痕在铆钉上，约1/2处）

D．距铆钉上表面2mm的位置横向线切割2.6mm（切痕在铆钉上，约2/3处）；

E．距铆钉上表面3mm的位置横向线切割2mm（切痕在铆钉上，约1/2处）；

F．在铆钉中央位置人工横向割槽2~3mm。

（4）人工干涉铆接试样

采用人工干涉铆接技术，分别在：

通孔Ⅰ上铆接完好铆钉；

通孔Ⅱ上铆接B型缺陷铆钉；

通孔Ⅲ上铆接D型缺陷铆钉；

通孔Ⅳ上铆接完好铆钉，在干涉铆接时人为将铆钉底部倾斜。

其工作原理为：

采用的380M型便携式超声波探伤仪，探头为Z5M 型（频率为5MHz），检测时保持纵波声波入射方向与铆钉检测部位截面轮廓的方向相垂直。

1#铆钉：完好铆钉，52dB时，底波80%。

2#铆钉：距铆钉上表面2mm横向线切割1mm，55dB时，2mm处缺陷波高50%，底波80%。

3#铆钉：距铆钉上表面2mm横向线切割2.6mm，52dB时，2mm处缺陷波高>100%。

4#铆钉：铆钉底部倾斜，52dB时，底波略微前移，波高约40%。

取对比试块上的完好铆钉底波高80%作为基准波高进行检测，本方法能够检测出含距铆钉上表面埋深≥2mm，长度≥1mm的断裂缺陷。

实施例2

作为本实用新型的一种较佳实施例，参照说明书附图1至附图6，本实施例公开了一种用于飞机进气道套环铆钉的超声波检测试块，本实施例包括：

一种用于飞机进气道套环铆钉的超声波检测试块，包括不锈钢块1和铝合金块2，所述不锈钢块1和铝合金块2上对应位置均设置有通孔3，所述通孔3内设置有铆钉4。

所述不锈钢块1为长方体，不锈钢块1的长为200mm，宽为50mm，高为2mm。

所述铝合金块2为长方体，铝合金块2的长为200mm，宽为50mm，高为4mm。

所述通孔3设置于不锈钢块1和铝合金块2的中部。

所述通孔3的直径为4mm。

所述通孔3有四个，均匀分布于不锈钢块1和铝合金块2上。

所述四个铆钉4上分别在不同位置设置有模拟缺陷。

本实用新型具有结构简单、使用方便、检测速度快、经济实用性好等优点。体积小、重量轻、携带方便，对于从事飞机进气道铆钉的超声波检测工作，方便现场使用，很有实际意义。通过定期对进气道套环铆钉检测，建立铆钉脉冲反射信号数据库，在铆钉断裂脱落前发现其存在的质量问题。有利于对进气道套环铆钉进行无损评价。通过简化所述试块本体上通孔的数量，从而减小了所述试块本体的尺寸，达到了减轻本试块重量的目的且充分利用了本试块的功效，携带方便。

该试块的制作步骤为：

（1）切取试样

在与待测进气道套环相同批次的不锈钢材上切取一块长200mm，宽50mm，厚2mm的矩形试样。

在与待测进气道套环相同批次的铝合金预拉伸板材上切取一块长200mm，宽50mm，厚4mm的矩形试样。

切取试样面积不宜过大，主要考虑方便现场减重中携带。

（2）试样加工

在不锈钢块1的中部位置加工通孔3，共四个，该四个通孔3相距的距离相等，该通孔3的直径为4mm，并对通孔表面进行划窝，使通孔与铆钉之间形成过盈配合。

在铝合金块1的中部位置加工通孔3，共四个，该四个通孔3相距的距离相等，该通孔3的直径为4mm。

（3）制作断裂模拟缺陷

使用线切割机制作多种模拟缺陷形式：

A．距铆钉上表面1mm的位置横向线切割1mm（切痕在铆钉钉帽上）；

B．距铆钉上表面2mm的位置横向线切割1mm（切痕在铆钉上，约1/4处）；

C．距铆钉上表面2mm的位置横向线切割2mm（切痕在铆钉上，约1/2处）

D．距铆钉上表面2mm的位置横向线切割2.6mm（切痕在铆钉上，约2/3处）；

E．距铆钉上表面3mm的位置横向线切割2mm（切痕在铆钉上，约1/2处）；

F．在铆钉中央位置人工横向割槽2~3mm。

（4）人工干涉铆接试样

采用人工干涉铆接技术，分别在：

通孔Ⅰ上铆接完好铆钉；

通孔Ⅱ上铆接B型缺陷铆钉；

通孔Ⅲ上铆接D型缺陷铆钉；

通孔Ⅳ上铆接完好铆钉，在干涉铆接时人为将铆钉底部倾斜。

其工作原理为：

采用的380M型便携式超声波探伤仪，探头为Z5M 型（频率为5MHz），检测时保持纵波声波入射方向与铆钉检测部位截面轮廓的方向相垂直。

1#铆钉：完好铆钉，52dB时，底波80%。

2#铆钉：距铆钉上表面2mm横向线切割1mm，55dB时，2mm处缺陷波高50%，底波80%。

3#铆钉：距铆钉上表面2mm横向线切割2.6mm，52dB时，2mm处缺陷波高>100%。

4#铆钉：铆钉底部倾斜，52dB时，底波略微前移，波高约40%。

取对比试块上的完好铆钉底波高80%作为基准波高进行检测，本方法能够检测出含距铆钉上表面埋深≥2mm，长度≥1mm的断裂缺陷。

实施例3

作为本实用新型的一种较佳实施例，参照说明书附图1至附图6，本实施例公开了一种用于飞机进气道套环铆钉的超声波检测试块，本实施例包括：

一种用于飞机进气道套环铆钉的超声波检测试块，包括不锈钢块1和铝合金块2，所述不锈钢块1和铝合金块2上对应位置均设置有通孔3，所述通孔3内设置有铆钉4。

所述不锈钢块1为长方体，不锈钢块1的长为250mm，宽为70mm，高为3mm。

所述铝合金块2为长方体，铝合金块2的长为250mm，宽为70mm，高为6mm。

所述通孔3设置于不锈钢块1和铝合金块2的中部。

所述通孔3的直径为6mm。

所述通孔3有四个，均匀分布于不锈钢块1和铝合金块2上。

所述四个铆钉4上分别在不同位置设置有模拟缺陷。

本实用新型具有结构简单、使用方便、检测速度快、经济实用性好等优点。体积小、重量轻、携带方便，对于从事飞机进气道铆钉的超声波检测工作，方便现场使用，很有实际意义。通过定期对进气道套环铆钉检测，建立铆钉脉冲反射信号数据库，在铆钉断裂脱落前发现其存在的质量问题。有利于对进气道套环铆钉进行无损评价。通过简化所述试块本体上通孔的数量，从而减小了所述试块本体的尺寸，达到了减轻本试块重量的目的且充分利用了本试块的功效，携带方便。

该试块的制作步骤为：

（1）切取试样

在与待测进气道套环相同批次的不锈钢材上切取一块长250mm，宽70mm，厚3mm的矩形试样。

在与待测进气道套环相同批次的铝合金预拉伸板材上切取一块长250mm，宽70mm，厚6mm的矩形试样。

切取试样面积不宜过大，主要考虑方便现场减重中携带。

（2）试样加工

在不锈钢块1的中部位置加工通孔3，共四个，该四个通孔3相距的距离相等，该通孔3的直径为6mm，并对通孔表面进行划窝，使通孔与铆钉之间形成过盈配合。

在铝合金块1的中部位置加工通孔3，共四个，该四个通孔3相距的距离相等，该通孔3的直径为6mm。

（3）制作断裂模拟缺陷

使用线切割机制作多种模拟缺陷形式：

A．距铆钉上表面1mm的位置横向线切割1mm（切痕在铆钉钉帽上）；

B．距铆钉上表面2mm的位置横向线切割1mm（切痕在铆钉上，约1/4处）；

C．距铆钉上表面2mm的位置横向线切割2mm（切痕在铆钉上，约1/2处）

D．距铆钉上表面2mm的位置横向线切割2.6mm（切痕在铆钉上，约2/3处）；

E．距铆钉上表面3mm的位置横向线切割2mm（切痕在铆钉上，约1/2处）；

F．在铆钉中央位置人工横向割槽2~3mm。

（4）人工干涉铆接试样

采用人工干涉铆接技术，分别在：

通孔Ⅰ上铆接完好铆钉；

通孔Ⅱ上铆接B型缺陷铆钉；

通孔Ⅲ上铆接D型缺陷铆钉；

通孔Ⅳ上铆接完好铆钉，在干涉铆接时人为将铆钉底部倾斜。

其工作原理为：

采用的380M型便携式超声波探伤仪，探头为Z5M 型（频率为5MHz），检测时保持纵波声波入射方向与铆钉检测部位截面轮廓的方向相垂直。

1#铆钉：完好铆钉，52dB时，底波80%。

2#铆钉：距铆钉上表面2mm横向线切割1mm，55dB时，2mm处缺陷波高50%，底波80%。

3#铆钉：距铆钉上表面2mm横向线切割2.6mm，52dB时，2mm处缺陷波高>100%。

4#铆钉：铆钉底部倾斜，52dB时，底波略微前移，波高约40%。

取对比试块上的完好铆钉底波高80%作为基准波高进行检测，本方法能够检测出含距铆钉上表面埋深≥2mm，长度≥1mm的断裂缺陷。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。