空客A320系列主輪轂無損檢測實例分析

摘要：空客320系列飛機(jī)率先使用碳剎車起落架系統(tǒng)，使其輪轂剎車使用周期大大增加。因輪轂在飛機(jī)每次起落循環(huán)中都會受到較大的沖擊力和制動力，服役環(huán)境相當(dāng)惡劣，故較易產(chǎn)生損傷。本文對近年空客320飛機(jī)主輪轂修理中無損檢測發(fā)現(xiàn)的問題予以分析，總結(jié)了主輪轂常見缺陷和裂紋等損傷的產(chǎn)生原因和無損檢測經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：A320飛機(jī)；主輪轂；裂紋；無損檢測

Keywords：A320 aircraft；main hub；crack；NDT

0 引言

A320系列飛機(jī)是空客公司研制生產(chǎn)的單通道雙發(fā)中短程150座級客機(jī)，是第一款使用數(shù)字電傳操縱飛控系統(tǒng)的商用飛機(jī)，提高了客艙適應(yīng)性和舒適性。A320系列飛機(jī)率先使用碳剎車起落架系統(tǒng)，使其輪轂剎車使用周期大大增加。

到目前為止，國內(nèi)各航空公司運營的一部分A320系列飛機(jī)已服役10年左右，相應(yīng)存在一批相同使用時間的輪轂。輪轂作為起落架系統(tǒng)的一部分，是飛機(jī)三大系統(tǒng)中的重要部分，關(guān)乎飛機(jī)飛行安全，在每次起落循環(huán)中受到較大的沖擊力和制動力，服役環(huán)境相當(dāng)惡劣，較易產(chǎn)生損傷。因此，在每次檢查中都應(yīng)對輪轂進(jìn)行最細(xì)致的檢查，確保其不會出現(xiàn)超出手冊標(biāo)準(zhǔn)的缺陷。

1 部件維修手冊NDT檢查區(qū)域

輪轂作為航材周轉(zhuǎn)件，在胎皮磨損到一定程度后需要換胎檢查，一般5～7次換胎檢查后要進(jìn)行大修檢測。換胎檢查僅需要檢查輪轂輪胎座與輪轂外側(cè)壁區(qū)域，如圖1所示。大修檢查需要對內(nèi)外半輪進(jìn)行滲透檢查以及使用磁粉方法檢測連接螺栓、驅(qū)動塊等配件。

2 案例分析

部件維修手冊規(guī)定掃查區(qū)域僅為胎皮座位置（Do an eddy current inspection of each bead seat），未將密封圈槽納入掃查范圍。深航根據(jù)經(jīng)驗，要求工作者對封圈槽區(qū)域加以掃查，以下幾個案例驗證了擴(kuò)大掃查范圍的必要性。

1）案例一

2017年11月24日，主輪轂（SN：外37196/內(nèi)37217）執(zhí)行換胎皮渦流檢查時發(fā)現(xiàn)封圈處有多處裂紋信號。選擇的渦流儀器為MIZ-21B，探頭為MMP455-50FX，頻率選擇310kHz，此探頭直徑滿足封圈槽底掃查要求。掃查圖如圖2所示。

該輪轂相關(guān)信息：自2007年8月1日從原裝飛機(jī)上拆下修理至發(fā)現(xiàn)缺陷止起落循環(huán)數(shù)為11899，第4次大修時間為2016年8月9日，至發(fā)現(xiàn)缺陷止歷經(jīng)4次換胎檢查修理。

滲透檢測所用滲透材料為：滲透劑ARDROX 9814、乳化劑ARDROX 9881、顯像劑ARDROX 9D1B。首次按照滲透檢測程序?qū)嵤B透檢測，輪轂滲透探傷線上的預(yù)清洗采用高壓水槍沖洗，輔以清洗劑ARDROX 9PR5擦拭，顯示結(jié)果僅出現(xiàn)一條由腐蝕坑引起的裂紋，長度7mm，如圖3中a）所示。工作人員懷疑缺陷開口被封堵，第二次在預(yù)清洗步驟放入超聲波清洗機(jī)清洗半小時，清洗后又多顯示出兩條裂紋，一條裂紋清晰顯示，長度為5mm；一條裂紋模糊顯示，長度為4mm。滲透顯示結(jié)果如圖3b）、c）所示。

2）案例二

2017年5月23日進(jìn)行換胎檢查時，輪轂（SN：外36579/內(nèi)36646）在封圈槽區(qū)域發(fā)現(xiàn)有渦流顯示，如圖4所示，目視檢測該區(qū)域發(fā)現(xiàn)漆層有鼓包、開裂痕跡，接觸后漆層有脫落。經(jīng)過渦流檢查確認(rèn)疑似裂紋，渦流檢查信號如圖5所示。查詢輪轂的信息：飛行起落循環(huán)數(shù)為10682，2016年8月12日大修后第三次換胎檢查時發(fā)現(xiàn)裂紋信號。

褪去漆層后，使用滲透方法進(jìn)行驗證，使用水洗型滲透系統(tǒng)（滲透劑ARDROX9705、顯像劑ARDROX9D4A）檢驗效果不理想。后續(xù)使用后乳化滲透系統(tǒng)（滲透劑ARDROX 9814、乳化劑ARDROX 9881、顯像劑ARDROX 9D1B），出現(xiàn)微弱的滲透顯示，如圖6所示。

3）案例三

2017年3月24日，輪轂（SN：外43242/內(nèi)43832）內(nèi)半輪執(zhí)行大修檢測時附加渦流檢查發(fā)現(xiàn)驅(qū)動塊（Drive Block）處有裂紋顯示，如圖7所示。后續(xù)使用噴灌裝后乳化型滲透檢測系統(tǒng)反復(fù)驗證，發(fā)現(xiàn)裂紋顯示，但顯示長度小于渦流顯示長度，如圖8所示。驅(qū)動塊作為輪轂與剎車動盤的作用面，在每次飛機(jī)剎車尤其是著陸剎車時都承載著極大的剪切力矩，同時由于剎車片的摩擦生熱，還要經(jīng)歷瞬時的熱沖擊力等復(fù)雜環(huán)境。在輪轂裝備時，為防止零件咬合，該處需要涂抹矢量防咬劑，經(jīng)分析裂紋端處很可能滲透了經(jīng)高溫和剪切力作用的防咬劑，故滲透檢測時檢測出的顯示長度明顯小于渦流顯示長度。

3 總結(jié)

輪轂換胎皮檢查時手冊規(guī)定區(qū)域僅為輪胎座區(qū)域，此處R角區(qū)域在設(shè)計之初已經(jīng)進(jìn)行了加強(qiáng)，裂紋產(chǎn)生的可能性已有所降低，但實際檢測中封圈槽區(qū)域卻常常發(fā)現(xiàn)裂紋。為了保證更好的安全性，建議將檢查范圍擴(kuò)大至封圈槽區(qū)域。尤其是對使用年限較長的輪轂而言，其螺栓孔正上方的封圈槽底區(qū)域一方面受力（熱力、沖擊力等）復(fù)雜，另一方面封圈槽處在輪轂外側(cè)面與連接螺栓結(jié)合面構(gòu)成的直角邊上，加之為密封圈裝配留出空間而去除的部分會削弱應(yīng)有的強(qiáng)度，這些因素都會使封圈槽出現(xiàn)不易發(fā)現(xiàn)的裂紋。一旦裂紋擴(kuò)展，會產(chǎn)生漏氣甚至更嚴(yán)重的不安全事件。

輪轂大修方面，在進(jìn)行滲透檢測時應(yīng)注意吹砂褪漆后、滲透前的清洗步驟，防止因污物未清洗干凈而阻礙滲透劑進(jìn)入缺陷。因輪轂自身的幾何特征，一些部位僅用高壓水沖洗很難達(dá)到要求，建議必要時使用超聲波清洗機(jī)配合清洗。日常工作中在進(jìn)行滲透工作前應(yīng)做好滲透檢測系統(tǒng)的質(zhì)量控制工作，嚴(yán)防檢測靈敏度低于標(biāo)準(zhǔn)。同時，雖然滲透檢測具有全面檢查的優(yōu)勢，但不能忽視渦流檢查，應(yīng)根據(jù)手冊擴(kuò)大掃查范圍尤其是受力重點區(qū)域，如驅(qū)動鍵、輪胎座、封圈槽、螺栓孔和通風(fēng)孔等區(qū)域。

參考文獻(xiàn)

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[2] SAFRAN. STANDARD PRACTICES MANUAL 32-09-01 R27 [Z]. 2015.

作者簡介

尚澤強(qiáng)，工程師，主要從事民航無損檢測工作。