碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体超声波成像检测方法与流程

本发明属于无损检测，具体涉及一种碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体超声波成像检测方法。

背景技术：

1、高性能碳纤维复合材料由于具有高比强度、比模量高、尺寸稳定性和材料可设计性等特点，使得碳纤维缠绕方法制造压力容器已成为重要发展方向。由于复合材料的各项异性、组织不均匀等特点，使常规的检测技术对其检测均不具备完整的有效性，检测结果的可靠性低。

2、碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体是采用碳纤维浸入树脂后缠绕成固化成型，碳纤维在缠绕固化过程中会产生纤维断裂、分层、脱粘等缺陷，直接影响构件的使用安全性。为保障产品质量，提高碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体使用安全性，必须采用有效的检测技术手段对碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体进行完整的质量控制。

3、超声波检测原理是利用一个可产生稳定、一定频率的探头激发出超声波，并将超声波传入被检测物体介质中。超声波在多层介质中传播时，声波传播到界面上时，声波会发生一定程度的透射和反射，根据界面的粘接情况不同，声波的反射率和折射率不同，穿过介质的声波声压也不同，可以通过测量超声波的声压值对产品的粘接质量进行判定。

4、目前针对碳纤维板等复合材料主要采用超声穿透法对其内部质量进行检测，扫查方式一般采用喷水扫查。而碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体，由于产品前后开口处为椭球面结构，开口较小，该结构致使在对产品检测时探杆之间间距过大，导致水柱和声束扩散，探头无法接受到稳定声波信号对产品进行检测，故喷水扫查的方式不适用于碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体的超声波检测。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种能缩小声程、减少声束扩散的碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体超声波成像检测方法。

2、为实现上述目的，本发明提供一种碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体超声波成像检测方法具体如下：

3、在壳体内注入水，将发射探头浸入壳体的水中，发射探头通过连接杆安装在超声波检测设备的探杆上；超声波检测设备的接收探头正对着发射探头喷水，接收探头接收发射探头发射的超声波。

4、进一步地，所述发射探头的检测频率为0.5～1mhz。

5、进一步地，所述连接杆包括连接杆上段、连接杆中段及连接杆下段，连接杆上段通过外部螺纹与探杆连接，连接杆下段的上端从连接杆中段的底部插入连接杆中段的内部并通过锁紧扣固定实现伸缩，连接杆中段采用插接形式与连接杆上段连接固定，避免螺纹结构连接使探头线发生缠绕；连接杆下段的设有探头卡槽，发射探头放置在探头卡槽内并通过螺钉穿过探头卡槽侧壁的螺纹孔将发射探头锁紧。

6、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明使用水浸耦合，接收探头向发射探头喷水时可大大缩小声程，减少声束扩散，解决了在对碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体采用喷水扫查时由于水程太大，导致水柱和声速扩散，无法接收到稳定声波信号的技术缺陷；通过连接杆解决了采用水浸-喷水的扫查方式进行检测时，探头与超声波检测设备的连接问题。

技术特征：

1.一种碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体超声波成像检测方法，其特征在于：所述检测方法具体如下：

2.根据权利要求1所示碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体超声波成像检测方法，其特征在于：所述发射探头(3)的检测频率为0.5～1mhz。

3.根据权利要求1所示碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体超声波成像检测方法，其特征在于：所述连接杆(4)包括连接杆上段(7)、连接杆中段(9)及连接杆下段(11)，连接杆上段(7)通过外部螺纹(8)与探杆(5)连接，连接杆下段(11)的上端从连接杆中段(9)的底部插入连接杆中段(9)的内部并通过锁紧扣(10)固定实现伸缩，连接杆中段(9)采用插接形式与连接杆上段(7)连接固定，避免螺纹结构连接使探头线发生缠绕；连接杆下段(11)的设有探头卡槽(12)，发射探头(3)放置在探头卡槽(12)内并通过螺钉穿过探头卡槽(12)侧壁的螺纹孔(13)将发射探头(3)锁紧。

技术总结
本发明公开了一种碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体超声波成像检测方法，在壳体内注入水，将发射探头浸入壳体的水中，发射探头通过连接杆安装在超声波检测设备的探杆上；超声波检测设备的接收探头正对着发射探头喷水，接收探头接收发射探头发射的超声波。使用水浸耦合，接收探头向发射探头喷水时可大大缩小声程，减少声束扩散，解决了在对碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体采用喷水扫查时由于水程太大，导致水柱和声速扩散，无法接收到稳定声波信号的技术缺陷。

技术研发人员：刘凯,王晓勇,熊建平,马永刚
受保护的技术使用者：湖北三江航天江北机械工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15