波音飛機無損檢測手冊編制方法

(1.廈門航空有限公司，廈門 361006;2.中國飛機強度研究所，西安 710065)

無損檢測手冊是機體、發(fā)動機和部件制造廠編制的無損檢測程序，是廠家根據(jù)自身產(chǎn)品設計而開發(fā)的針對特定對象的檢測程序，是機體、發(fā)動機和部件制造廠在真實構件和原位實際狀態(tài)下經(jīng)過驗證并實施的程序[1]。其中，最為常見的是航空器制造廠家針對各自機型開發(fā)的無損檢測手冊，制造廠會定期進行更新和修正，在兩次定期更新和修正之間有時會發(fā)布一些臨時改版文件，使用時要注意采用最新有效的版本。因此，對一個機型的無損檢測手冊進行研究，有助于了解成熟的航空器制造廠家開發(fā)無損檢測手冊的流程和方法。

除無損檢測手冊外，服務通告也是無損檢測程序的來源之一。當制造廠家根據(jù)產(chǎn)品的使用狀況發(fā)布服務通告并涉及到無損檢測需求時，制造廠家會首先引用無損檢測手冊相關章節(jié)作為施工的規(guī)范，但是如果所需的無損檢測要求在無損檢測手冊中沒有合適的程序，那么廠家會開發(fā)出單獨的無損檢測程序供用戶使用，文章基于波音737NG飛機介紹了無損檢測手冊體系。

1 維修大綱的制定

無損檢測程序不是一個獨立的手冊體系，它是計劃性維修大綱制定時一個重要的支持文件，所以在介紹無損檢測手冊體系前需要了解計劃性維修大綱的制定流程，熟悉各個文件手冊之間的層級關系，以便合理編制撰寫無損檢測手冊。

圖1是波音737NG飛機維修大綱的制定流程，維修大綱的制定需要考慮來自美國航空運輸協(xié)會(ATA)、美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)、制造商自身(BOEING)、供應商等發(fā)布的法律法規(guī)、審定要求、設計規(guī)范及維護要求等，通過波音召集的工業(yè)指導委員會下各個小組討論以后，由制造國(美國)民航局批準而形成一個維修指導性文件。其制定的大體流程是：以ATA發(fā)布的“航空公司/制造廠維修大綱制定文件(MSG-3)”為基礎，按照FAA發(fā)布的“維修需求審查&建議文件”的要求，由波音公司發(fā)起組成的工業(yè)指導委員會討論后形成737NG的頂層維護要求(MRBR)。MRBR在經(jīng)過FAA審核批準以后，再由波音結合相關適航文件要求、部件維護要求等信息進行細化，制定出737NG的維修大綱(MPD)，以及具體的工作任務卡(AC TASK CARDS)。最后，航空公司在收到波音公司提供的MPD、任務卡后，按照自身運營模式的需要，制定客戶化的維修方案(AMP)，并加入一些比如服務通告、服務信函、適航指令和供應商手冊等需求，形成最終的工作單卡，供工作者使用。

圖1 737NG維修大綱制定流程

MSG-3是基于MSG-2發(fā)展的維修分析邏輯方法，由國際維修評審政策委員會(IMRBPB)和ATA聯(lián)合制定，并由ATA以“航空公司/制造廠維修大綱制定文件”的形式予以發(fā)布。MSG-3是針對維修任務的分析邏輯，其分析結果是潤滑或保養(yǎng)、功能測試、檢查(包括目視檢查、詳細檢查或特殊檢查)、恢復或報廢等具體的維修任務。

MRBR是維修審查委員會報告(Maintenance Review Board Report)，是在適航當局代表指導或參加下，由制造廠和航空公司組成的工業(yè)指導委員會組織編寫，經(jīng)適航當局組織的維修審查委員會(MRB)審查通過，形成航空器的維修審查委員會報告，最后由管理當局正式批準生效。維修審查委員會報告是經(jīng)管理當局批準的針對某一特定運輸類飛機及裝機發(fā)動機制定的初始最低預定維修或檢查的要求，是承運人制定其維修方案的基礎和框架。維修審查委員會報告只說明某型航空器在什么時間做什么工作，至于怎么做這些工作，應在相應的手冊中給出。

維修計劃文件MPD(Maintenance Planning Document)是由航空器制造廠提供的該型航空器所必須的維護信息和方案，航空器運營人可依據(jù)該方案制定適合自己機隊情況的維護計劃。該方案包含了所有制造廠推薦的、滿足制造國當局的持續(xù)適航要求的維修任務和計劃。方案中所有維修任務和計劃來源于不同方面對該型航空器持續(xù)適航的要求。

航空公司維修方案(AMP)，亦稱承運人維修方案，是航空器持續(xù)適航的基本要求，也是航空器運行的基本要求。維修方案是民用航空承運人或飛機用戶根據(jù)飛機構型、運行環(huán)境和維修經(jīng)驗，執(zhí)行維修審查委員會報告、維修計劃文件、任務卡(TASK CARDS)、服務通告、服務信函、適航指令和運行規(guī)章要求及制造廠家建議等制定的計劃維修檢查要求。

2 無損檢測手冊體系

(1)737無損檢測手冊(D6-37239)。

737無損檢測手冊(D6-37239)是機體無損檢測手冊，也是主要的無損檢測手冊，包括機身、吊艙、安定面，機翼、艙門等部位的無損檢測程序，方法包括射線、超聲、結構健康監(jiān)測、渦流、紅外、目視等，覆蓋范圍廣、方法全面。

(2)標準翻修施工手冊SOPM D6-51702中的20-20-01(磁粉檢測)和20-20-02(滲透檢測)程序。

SOPM D6-51702中的20-20-01和20-20-02是部件無損檢測手冊，是針對部件在翻修(大修)過程中實施定期維護檢查的無損檢測程序。

(3)BAC5651 (渦流電導率檢測)、BSS7351 (渦流電導率-直讀式方法)以及BSS7048 (不連續(xù)性的渦流檢測)程序。

BAC5651和BSS7351是渦流電導率測量手冊，用于熱處理后測量其電導率以及評價熱處理狀態(tài)，BSS7048是金屬部件表面和下表面不連續(xù)性的渦流檢測需求規(guī)范程序。

(4)飛機維修手冊(AMM D633A101)中的70-40-01(熒光滲透手冊)和70-40-02(渦流檢測)程序。

AMM D633A101中的70-40-01和70-40-02是發(fā)動機部件損傷評估及修理后檢查的無損檢測程序，70-40-01是針對風扇葉片和機匣等部件局部損傷實施的滲透檢測程序，70-40-02是針對風扇葉片前緣損傷評估的渦流檢測程序。

為了確保航空器持續(xù)安全適航，航空器運營人需要根據(jù)維修計劃文件定期對航空器進行維護，定期維護通過執(zhí)行工作單卡完成。在制定維修大綱過程中，當有涉及無損檢測工作時，MPD需要調(diào)用NDTM(無損檢測手冊)執(zhí)行特別詳細的檢查，這些檢查屬于設計需求類的檢查，是在航空器設計之初，廠家根據(jù)損傷容限設計原則對航空器部件的檢查門檻和間隔就做了明確要求。圖2是737-600/-700/-800/-900型飛機MPD調(diào)用737 NDTM的部分對照表，通過對照表可以快速確認實施某一個MPD號時所依據(jù)的NDTM手冊號，同時在NDTM的程序中也會給出該程序所執(zhí)行的MPD編號。

圖2 MPD調(diào)用NDTM的部分對照表

3 無損檢測手冊的結構

手冊的結構如圖3所示，手冊主要由介紹、PART 01通用部分和PART 02-PART 10各種檢測方法具體檢測程序應用3部分構成。

3.1 介紹部分

(1)概述：介紹了無損檢測在保證飛機結構整體性上的必要性及現(xiàn)行手冊與之前手冊的差異。

(2)手冊布局：手冊按ATA-100規(guī)范編制，手冊共有介紹和PART1-PART10 8個部分。

(3)主題編號：手冊的每一個程序都是使用3位的ATA-100編號系統(tǒng)，第一位代表ATA的章，如57代表機翼，第二位代表節(jié)，如10代表主框架，第三位代表主題的編號，如01代表第一個主題。

(4)有效頁：有效頁列出了手冊中包含的所有頁面，并列出了每個頁面上次改版的日期。

(5)技術支持數(shù)據(jù)：技術支持數(shù)據(jù)指在介紹部分提供了一個手冊與其他文件之間的交叉參考查詢，該交叉參考標識了本手冊中與維護計劃文件，服務通告，補充結構檢查文件(SSID)號或損傷容限率(DTR)表相對應的程序。

(6)出版變更要求。

圖3 無損檢測手冊結構

3.2 PART 01通用部分

(1)51-00-00至51-00-01為縮略語、飛機站位等基礎數(shù)據(jù)。

(2)51-01-00為人員資格、方法選擇、方法比較、設備制造廠家信息等。

(3)51-01-01至51-01-03為復合材料修理、沖擊損傷及雷擊檢查。

(4)51-01-04為參考試塊的鉚釘安裝。

(5)51-02至51-11為各種無損檢測方法的概述。

3.3 PART 02-PART 10具體檢測程序部分

(1)PART 02：X射線。

(2)PART 04：超聲。

(3)PART 05：結構健康監(jiān)控。

(4)PART 06：渦流。

(5)PART 09：紅外熱像。

(6)PART 10：目視。

4 手冊的編寫

4.1 編寫原則

無損檢測手冊的編寫應當源于維修任務中要求實施無損檢測的項目，編寫無損檢測手冊時應遵循以下原則：

(1)依據(jù)無損檢測手冊實施檢測時，應能滿足節(jié)省維修費用和人力、保證飛機無損檢測程序的可行性和檢測結果的可靠性。

(2)無損檢測手冊中涉及的無損檢測方法和工藝程序應滿足現(xiàn)行有效的無損檢測技術標準的要求。

(3)無損檢測手冊中對無損檢測工藝程序應進行詳細說明，必要時插入詳細的圖示，圖示應提供準確的檢測區(qū)域、檢測方法等說明。

4.2 標題的確定原則

手冊標題由被檢部件或結構的名稱、位置、檢測方法3者按需組成。對于通用檢查程序，標題通常由被檢部件或結構的名稱和檢測方法組成，如程序PART 4 51-00-06 《蜂窩和層板結構空氣耦合穿透法檢查》。對于特定部件或結構的檢查程序，標題的確定原則是使論題簡潔，檢測方法或位置可以在正文中給出，標題也可以由3者組成，如程序PART 6 53-10-21 《后貨艙門切口框架》,該標題由結構名稱組成，具體檢測位置和方法在正文中給出。

4.3 正文內(nèi)容

對于PART 02-PART 10具體檢測程序，正文內(nèi)容包括目的、設備、檢查準備、儀器標定、檢查程序和檢查結果等6部分。

目的：執(zhí)行該程序的意義，在指定的區(qū)域或結構檢查指定的損傷類型，如裂紋、分層、脫黏、腐蝕、熱損傷、剩余厚度等。同時會給出執(zhí)行該程序所使用的設備，如阻抗顯示或指針顯示渦流儀、脈沖反射超聲儀等，具體的參數(shù)要求會在設備部分給出。如果有相關的參考資料也會在該部分給出，如維護計劃數(shù)據(jù)(Maintenance Planning Data)，服務通告(Service Bulletin)，補充結構檢查文件(Supplemental Structural Inspection Document)號或損傷容限率(Damage Tolerance Rating)表等相關的程序。

設備：執(zhí)行該程序所需要的儀器、探頭和參考試塊等。該部分會給出阻抗顯示或指針顯示渦流儀的頻率范圍，超聲儀的頻率范圍等具體參數(shù)要求，也會推薦幾款設備供選擇；給出探頭尺寸、角度、類型等參數(shù)要求，也會推薦幾款探頭；給出參考試塊的缺陷尺寸和位置信息，也會推薦參考試塊。

檢查準備：執(zhí)行該程序前所需要做的準備工作。包括識別檢查區(qū)域，相關作動部件的隔離，接近檢查區(qū)域需要拆除的蓋板或部件等，清潔檢查區(qū)域并按需去除贓物、油污、松散的漆層、黏合劑、密封劑等。

儀器標定：為了確保檢測靈敏度，需要在參考試塊上按給定的步驟調(diào)節(jié)儀器參數(shù)。該部分需要給出一個完整的標定步驟，包括但不限于儀器的頻率、增益、相位、濾波器等參數(shù)設置，以及在試塊上的標定位置，最大的檢查速度，需要達到的靈敏度及閘門位置等。

檢查程序：在待檢查區(qū)域為了執(zhí)行檢查工作所給出的具體檢測步驟。檢查程序需要給出完整的檢測步驟，包括但不限于在檢查區(qū)域重新確認平衡點和提離、檢查速度、檢查間距、儀器后標定等。

檢查結果：對檢測信號的解釋和評估。檢查結果需要給出對在檢查程序中可能出現(xiàn)信號的解釋，并給出明確的驗收評估標準，對于不能確定的疑似缺陷，可以給出備選的方法或技術驗證程序。

5 結語

在民用飛機的研制、制造、使用過程中，無損檢測技術隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學技術的發(fā)展不斷完善[2]，無損檢測程序也在不斷改進。對一個機型的無損檢測手冊的研究有助于了解成熟的航空器制造廠家開發(fā)無損檢測手冊的流程和方法，以為航空器無損檢測手冊的編制提供參考。