Enovasense

航空发动机无机涂层的厚度测量

风扇轴、涡轮轴、压气机叶片、导向叶片、机匣和紧固件承受极端的热应力和机械应力，容易引发点蚀或应力腐蚀等危险的腐蚀形式。

这类航空发动机零件采用无机涂层来获得高耐蚀性的防腐保护。这类涂层通常由金属颗粒颜料（一般为铝）分散在无机粘结剂（铬酸盐、硅酸盐或磷酸盐）中构成，从而形成双重防腐作用：铝颗粒起牺牲作用，代替合金钢基体被腐蚀；陶瓷粘结剂则为基体提供屏障保护，并对铝颗粒起封闭作用。这些陶瓷粘结剂可耐受 600 °C 的温度，并能承受典型的热应力。

较为知名的涂层包括 Socomore 的 Socoglaze 涂层、Linde AMT 的 Sermetel 系列以及 Indestructible Paint 的 Ipcoat/Ipseal。

在复杂工艺中测量涂层厚度

这类涂层的施涂是一个复杂的工艺过程，包括表面预处理、涂层喷涂、干燥与固化、压实，有时还需额外喷涂面漆。必须将厚度控制在非常严格的范围内，既要保证最低防护性能，又要避免过厚带来的风险（分层、龟裂……）。

在整个工艺结束时对涂层厚度进行无损检测，是验证涂层性能的关键；但此时也为时已晚，因为一旦厚度不合格，去除已压实的涂层成本非常高。

Enovasense 与 Safran Aircraft Engines 在 M2P 监管的研发项目中合作，开发并实施一种无六价铬涂层。该涂层符合 REACH 法规，是现有铬酸盐粘结剂涂层的环保替代方案。在该项目中，Safran 已在多个 TRL 等级上验证了 Enovasense 涂层测厚传感器对这类无机涂层的测量。

Enovasense 技术为这项测量带来的改变

与传统磁性测量技术相比，Enovasense 技术在测量这类涂层厚度方面具有多项主要优势：

指标	Enovasense（激光光热）	磁性探头
接触与距离	非接触	接触式
操作人员影响	不受操作人员影响	依赖操作人员（接触方式）
校准	无需重新校准	需定期重新校准
形状依赖性	校准与形状、曲率或几何结构无关	校准依赖于形状
边缘效应	无边缘效应	无法在边缘和孔附近测量
内部可达性	T060 探头可伸入轴内，在任意位置测量	难以甚至无法在轴内孔深处测量
涂层状态	可在涂层固化或压实之前测量	仅能在已固化和压实的涂层上测量（在中间状态下接触可能划伤涂层）
自动化	可将探头安装在机械臂上实现自动化	由于需接触操作，测量难以自动化

换言之，Enovasense 技术可在涂层工艺的各个步骤进行高精度测量，为这类工艺带来了显著进步。

Enovasense 在这类涂层上的测量表现

为评估测量准确度，Enovasense 对覆盖整个公差区间、具有不同厚度水平的样品进行了测试，并将测量结果与轮廓仪台阶高度测量结果进行了比较。

轮廓仪只能给出沿一条线的单一数值，而 Enovasense 可在样品的不同位置进行多次读数。Enovasense 的测量时间仅为每个测点 1 秒。

可以看到，无论样品在哪个工艺步骤进行测量——固化前或压实后——Enovasense 的测量结果都与轮廓仪数值高度相关。

随后，我们在一个 41 µm 的样品上进行了 1 类 MSA 研究，该厚度大致位于关注范围的中间。

本文中提及的商标归其各自所有者所有。Enovasense 与上述任何实体均无关联，提及这些商标仅供参考。

• 偏倚：P 值（0.603）高于标准显著性水平 alpha 0.05，因此偏倚在统计上不显著。测量系统相对于参考值是准确的。
• 能力：Cg（1.55）和 Cgk（1.52）均超过 1.33 的标准阈值，表明测量系统具备能力。相对于给定公差，变差足够小。

最后，针对该应用测试了测量距离和测量角度的影响。结果表明，当距离在 15 至 25 µm 之间变化（标称距离 20 µm），以及入射角在 -40° 至 +40° 之间变化（标称角度 0°）时，传感器测量值均保持在 +/-1 µm 范围内。

如何集成 Enovasense 传感器以检测这类涂层

Enovasense 探头结构紧凑、重量轻，可实现多种集成方式：

机器人集成

T060 探头可安装在机械臂上，自动检测零件上的多个测量位置。配合 90° 光学附件，还可伸入涡轮轴内部，检测内部涂层区域。

离线检测站

HKL2 检测站可进行厚度分布测绘以及运动与测量循环，自动测量零件上的多个位置。

手动定位支臂系统

Enovasense 传感器也可安装在自支撑支臂上，便于操作人员稳定地定位传感器。