[发明专利]重型燃机透平叶片TBCs层间裂纹涡流检测探头及制作方法

说明书

本发明公开了一种重型燃机透平叶片TBCs层间裂纹涡流检测探头及制作方法，属于无损检测领域，该涡流检测探头包括：磁芯，激励线圈，检测线圈，外壳，探头底部密封，以及信号传输线。该涡流检测探头制作方法包括：制作圆柱体磁芯；绕制激励线圈和检测线圈；加工探头塑钢外壳；制作探头底部密封；用探头底部密封块对外壳底部进行封堵；连接信号传输线。本发明涡流检测探头对透平叶片TBCs层间裂纹信号敏感度高，能够与叶片型面良好贴合，减小因探头摇晃和提离产生的干扰，能够有效检出最小尺寸为深度＝0.1mm、长度＝2mm的透平叶片TBCs层间裂纹缺陷，探头底部密封块的柔性橡胶泥层和绝缘胶布层便于拆卸、更换。

技术领域

本发明属于涡流检测技术领域，具体涉及一种重型燃机透平叶片TBCs层间裂纹涡流检测探头及制作方法。

背景技术

透平叶片是重型燃机的核心部件，由具有优异高温力学性能的高温合金制成。为提高透平叶片的使用温度、抗腐蚀和氧化能力，延长使用寿命，透平叶片表面喷涂热障涂层(Thermal Barrier Coatings，TBCs)。TBCs由表面陶瓷层和粘结层组成，表面陶瓷层主要起隔热降温作用，粘结层的作用是减小陶瓷层与高温合金基体之间因热膨胀系数不匹配造成的应力、提高基体的高温抗氧化与耐腐蚀能力。

透平叶片服役过程中受热应力、离心应力(透平动叶片)、气流冲击力、振动应力等载荷的综合作用，易导致TBCs粘结层与陶瓷层间裂纹萌生、扩展，进而引起TBCs脱落或基体氧化腐蚀，造成透平叶片隔热效果、抗腐蚀和氧化能力下降，危及燃机的安全运行。因此，非常有必要对透平叶片TBCs层间裂纹进行无损检测与评估。

涡流检测技术作为五大常规无损检测技术之一，对被检工件表面或近表面裂纹缺陷很灵敏，是进行透平叶片TBCs层间裂纹检测的有效方法。涡流检测探头是涡流检测系统的重要组成部分，是进行裂纹缺陷识别、尺寸定量、位置确定的重要工具。透平叶片的叶型为曲率渐变的弧面，现有涡流检测探头在检测过程中由于不能与叶片不同位置处的型面有效贴合，易发生提离和摇晃，产生较大的干扰信号，导致误判和漏检的概率增大，不适用透平叶片TBCs层间裂纹缺陷检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种重型燃机透平叶片TBCs层间裂纹涡流检测探头及制作方法，用于重型燃机透平叶片TBCs层间裂纹涡流检测。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：

重型燃机透平叶片TBCs层间裂纹涡流检测探头，包括磁芯、激励线圈、检测线圈、外壳以及探头底部密封块；其中，外壳具有中空腔体且一端开口，磁芯设置在外壳，激励线圈和检测线圈分别螺旋缠绕在磁芯上，激励线圈和检测线圈通过信号传输线引出至外壳外，探头底部密封块设置在外壳的开口端。

本发明进一步的改进在于，磁芯选用锰-锌铁氧体。

本发明进一步的改进在于，磁芯的直径为1mm～2mm，长度为4mm～6mm。

本发明进一步的改进在于，激励线圈和检测线圈均高强度漆包铜线。

本发明进一步的改进在于，铜线直径为0.05mm～0.08mm。

本发明进一步的改进在于，外壳采用塑钢制成。

本发明进一步的改进在于，外壳的外径为5mm～7mm。

本发明进一步的改进在于，探头底部密封块由硬质橡胶层、柔性橡胶泥层和绝缘胶布层组成，硬质橡胶层靠近外壳的开口端设置。

本发明进一步的改进在于，硬质橡胶层的厚度小于1.5mm，柔性橡胶泥层的厚度小于2mm。

重型燃机透平叶片TBCs层间裂纹涡流检测探头的制作方法，包括以下步骤：

第一步：制作锰-锌铁氧体圆柱体磁芯1个；