無損檢測在航空維修中的應(yīng)用研究

通訊作者：楊選宏，1978年10月，男，漢族，陜西周至人，就職于中航西安飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司，高級工程師，碩士研究生。研究方向：大型飛機(jī)部件裝配及總裝集成技術(shù)研究。

摘 要：伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，現(xiàn)階段無損檢測技術(shù)得到了有效的完善，廣泛應(yīng)用在飛機(jī)維修工作中。其中紅外線檢測技術(shù)、射線探傷技術(shù)、超聲波技術(shù)、渦流檢測技術(shù)以及激光全息檢測技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)下航空航天領(lǐng)域中主要的檢測技術(shù)。在飛機(jī)維修的過程中應(yīng)用無損檢測技術(shù)能夠促使相關(guān)工作人員對于飛機(jī)設(shè)備損傷檢測準(zhǔn)確率得到提升，為我國航空航天事業(yè)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：航空維修;無損檢測;應(yīng)用研究

一、引言

目前應(yīng)用的無損檢測技術(shù)，為當(dāng)前非常先進(jìn)的檢測技術(shù)之一，在航空維修當(dāng)中發(fā)揮的作用和價(jià)值不容忽視。其可以對航空維修的質(zhì)量給予非常高的保障，也是確保飛行安全的基礎(chǔ)性前提。在實(shí)際維修當(dāng)中，維修人員需要結(jié)合具體的情況對無損檢測技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，例如超聲波檢測以及渦輪檢測等;同時(shí)也需要結(jié)合全新的檢測技術(shù)，例如激光全息檢測等，以便對發(fā)動(dòng)機(jī)零件以及飛機(jī)的安全、使用壽命進(jìn)行精準(zhǔn)評估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，第一時(shí)間做好防范措施，可以對飛行安全給予更高的保障。

二、飛機(jī)維修中無損檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（一）無損性

相較傳統(tǒng)的檢測技術(shù)，無損檢測技術(shù)最突出的特點(diǎn)便是其具備的無損性。這是因?yàn)樵摷夹g(shù)屬于能量體技術(shù)范疇，由于能量體的質(zhì)量以及自重較輕，接觸目標(biāo)之后不會(huì)對目標(biāo)結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的沖擊，并且對目標(biāo)具有良好的穿透性，可以對目標(biāo)內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行有效檢測。在實(shí)際的飛機(jī)維修工作中，無損檢測技術(shù)憑借其較高的可靠性、精準(zhǔn)性以及效率性已經(jīng)成為當(dāng)下飛機(jī)維修工作的首選[1]。

（二）遠(yuǎn)距離作業(yè)

在當(dāng)下科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的大環(huán)境下，信息技術(shù)與無損檢測技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)形成了遠(yuǎn)距離的作業(yè)模式。在實(shí)際的飛機(jī)維修中，對檢測點(diǎn)、接收點(diǎn)分別進(jìn)行信息采集、接收設(shè)備的安裝，然后這些飛機(jī)維修數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)被信息采集設(shè)備收集并傳輸?shù)綄?yīng)的接收設(shè)備中，再通過計(jì)算機(jī)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，可以直觀明了地掌握飛機(jī)故障的檢測結(jié)果。除此之外，這種遠(yuǎn)距離的信息化檢測模式能夠有效地降低人力成本。

三、無損檢測在航空維修中的應(yīng)用

（一）紅外線檢測技術(shù)

航空設(shè)備熱狀態(tài)，具體來說便是設(shè)備以及部件在運(yùn)行的環(huán)境中，所以將熱狀態(tài)中的航空設(shè)備運(yùn)行檢測給予加大，便可以將航空檢測的實(shí)際效率提升。該項(xiàng)技術(shù)在熱狀態(tài)檢測當(dāng)中的應(yīng)用非常普遍，設(shè)備在運(yùn)行條件下對其發(fā)熱狀況進(jìn)行檢測，從而對設(shè)備的運(yùn)行是否良好給予判定，有益于提升航空器工作的安全性[2]。

（二）超聲波技術(shù)

在飛機(jī)維修過程中最經(jīng)常應(yīng)用到的一種技術(shù)就是超聲波技術(shù)，該技術(shù)的運(yùn)作主要依靠超聲波儀以及超聲波接受儀維持。在實(shí)際操作過程中，目標(biāo)會(huì)接收到來自超聲波儀發(fā)出的聲波，并且形成反射波，超聲波接收儀會(huì)將這些不同的反射波進(jìn)行接收，并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。通過反射波走勢圖，可以使相關(guān)工作人員明確地了解到檢測目標(biāo)的情況。

但是，超聲波技術(shù)還存在著一定的局限性，在一些結(jié)構(gòu)精細(xì)復(fù)雜的飛機(jī)維修工作中，這些復(fù)雜的飛機(jī)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生許多雜亂的超聲波反彈波，工作人員無法對這些發(fā)射波進(jìn)行準(zhǔn)確的觀察，從而無法進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測。例如在工作人員采用超聲波檢測方式對飛機(jī)中球狀設(shè)備進(jìn)行檢測的過程中，工作人員難以清晰地收集相應(yīng)數(shù)量的回波，難以科學(xué)鑒別設(shè)備的受損狀況。超聲波檢測技術(shù)適用于飛機(jī)設(shè)備表面損傷的相關(guān)檢測。

（三）聲發(fā)射技術(shù)

在航空維修當(dāng)中，對于聲發(fā)射技術(shù)的使用，可以量化分析設(shè)備發(fā)生故障的程度，使得對設(shè)備的損害有明顯降低。設(shè)備在出現(xiàn)缺陷之后，與正常設(shè)備產(chǎn)生的聲波信號是不同的，產(chǎn)生的缺陷程度不同，發(fā)射的聲波信號會(huì)有相應(yīng)的差異性，所以通過該項(xiàng)技術(shù)可以準(zhǔn)確檢測設(shè)備具體的缺陷程度。結(jié)合當(dāng)前航空技術(shù)的發(fā)展情況進(jìn)行分析，大部分航空材料都會(huì)有聲波發(fā)射，使得聲波發(fā)射技術(shù)在維修當(dāng)中具備的局限性有了很大的降低，為之后監(jiān)測工作的穩(wěn)定開展奠定了良好的基礎(chǔ)。

（四）激光全息檢測技術(shù)

飛機(jī)設(shè)備在經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行之后，其自身會(huì)受到荷載力的影響進(jìn)而產(chǎn)生一定量的變化，而這種變化在很多時(shí)候與飛行設(shè)備損傷程度方面有著密切的聯(lián)系。使用激光全息檢測技術(shù)進(jìn)行檢測能夠準(zhǔn)確地檢測出飛機(jī)設(shè)備受荷載力影響產(chǎn)生的變化，并且能夠進(jìn)行詳細(xì)地記錄，最后對記錄的信息進(jìn)行科學(xué)的分析判斷出飛機(jī)設(shè)備以及相關(guān)零件的損傷程度。激光全息檢測技術(shù)的檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠，適用于各種飛機(jī)設(shè)備以及相關(guān)零件的檢測。

（五）微波技術(shù)

目前，在航空維修當(dāng)中，針對設(shè)備缺陷的檢測，主要應(yīng)用的技術(shù)便是微波技術(shù)。利用微波振幅頻率以及波形，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，可以進(jìn)一步分析和判斷航空設(shè)備的運(yùn)行情況，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測設(shè)備運(yùn)行的目標(biāo)。此外，還可以針對其他參數(shù)信息開展相應(yīng)的測量，明確航天設(shè)備對微波產(chǎn)生的實(shí)際反應(yīng)，結(jié)合獲取的數(shù)據(jù)開展綜合考量，通過結(jié)果便能夠?qū)υO(shè)備是否有故障存在給予精準(zhǔn)判斷。

（六）激光全息技術(shù)

物體如果處于負(fù)載條件中，其形狀多少會(huì)有一些改變，通過對設(shè)備型變量的有效測量，可以對其是否有缺陷存在給予檢測，屬于維修當(dāng)中非常普遍的技術(shù)類型之一。因?yàn)椴煌呢?fù)載量有著不同的形變量，利用收集設(shè)備型變量信息之后加以分析，與常模數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)比對便能夠?qū)υO(shè)備可能存在的一些運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)給予判斷[2]。

（七）渦流檢測技術(shù)

在對飛機(jī)進(jìn)行維修的過程中，渦流檢測技術(shù)也是經(jīng)常應(yīng)用到的一種檢測方法，其利用電磁感應(yīng)作為基本的工作原理開展相關(guān)的檢測。在應(yīng)用渦流檢測技術(shù)對飛機(jī)進(jìn)行檢測的過程中，相關(guān)維修人員并不需要超聲波耦合劑就可以對飛機(jī)設(shè)備進(jìn)行無接觸的檢測，此外，還可以借助該技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的無損檢測。工作人員在進(jìn)行檢測的過程中，使用渦流檢測技術(shù)能夠真正實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)電材料的疲勞裂縫進(jìn)行檢測。使用簡便以及方法簡單是渦流檢測技術(shù)的特征，但是在采用這種方式進(jìn)行檢測的過程中，難以對檢測的相關(guān)材料的損傷范圍進(jìn)行確定，同時(shí)其自身的運(yùn)力也會(huì)對檢測結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，因此在應(yīng)用渦流檢測技術(shù)的過程中應(yīng)當(dāng)避免在電磁情況較強(qiáng)的環(huán)境中進(jìn)行檢測，保障其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性[2]。

四、航空維修中無損檢測的管理對策

（一）提升檢測速度

對于檢測工作質(zhì)量的保障，將檢測速度提升是非常關(guān)鍵的一項(xiàng)前提條件。提高檢測速度可使設(shè)備維修時(shí)間得以縮短，對于系統(tǒng)運(yùn)行來說，有益于穩(wěn)定性的提高。目前，因?yàn)楹娇赵O(shè)備的使用范圍有了相應(yīng)的擴(kuò)大，所以怎樣對系統(tǒng)性能給予更高的保障，是目前發(fā)展中需要解決的關(guān)鍵性問題之一。不管是穩(wěn)定性還是設(shè)備運(yùn)行的安全性、降低維修成本，都需要將檢測速度進(jìn)行提升，并且對解決這一問題十分關(guān)鍵[3]。

（二）綜合應(yīng)用檢測技術(shù)

綜合應(yīng)用檢測技術(shù)，并對其加大研究力度，能夠使不同種類的檢測技術(shù)價(jià)值得到更多地發(fā)揮，同時(shí)可使各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢能夠得到互補(bǔ)。在保障和降低維修成本的同時(shí)，可將維修效率給予提升。例如，在航空維修當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)使用渦輪技術(shù)，進(jìn)而在極短的時(shí)間內(nèi)對設(shè)備表面存在的缺陷實(shí)施有效檢測。但還存在一些問題，如時(shí)常產(chǎn)生錯(cuò)檢以及漏檢等情況，為了使該類問題有所避免，可以通過其他技術(shù)的配合，綜合應(yīng)用各項(xiàng)檢測技術(shù)，以便使得缺陷檢測有更強(qiáng)的精準(zhǔn)性[4]。

五、無損檢測技術(shù)在航空維修中的發(fā)展趨勢

我國當(dāng)今的航空維修檢測技術(shù)與世界先進(jìn)國家相比還有一定的差距。雖然近年來有了較迅猛的發(fā)展，然而在檢測領(lǐng)域內(nèi)的高、精、尖技術(shù)上還是需要進(jìn)一步加強(qiáng)，尤其在機(jī)內(nèi)自檢測方面應(yīng)確保在飛機(jī)上得到實(shí)際應(yīng)用。還應(yīng)不斷提高數(shù)據(jù)收集與處理的精度，逐步實(shí)現(xiàn)收集及分析過程的自動(dòng)化，以促進(jìn)檢測技術(shù)的高速發(fā)展。直升機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)零部件和新材料、新結(jié)構(gòu)的原位檢測有效性和可靠性離不開先進(jìn)的智能化探測設(shè)備。特別是在外場，更適合采用便攜式和移動(dòng)式設(shè)備。現(xiàn)在超聲成像、渦流成像和射線CT等計(jì)算機(jī)智能控制設(shè)備為缺陷的探測和評定提供了有效手段[4]。

相較于世界先進(jìn)的國家，我國當(dāng)下的航空維修檢測技術(shù)還存在一定的不足，即使是近年來經(jīng)過了較為快速的發(fā)展，但是我國飛機(jī)無損檢測技術(shù)在尖、精、高等方面還應(yīng)當(dāng)不斷進(jìn)行強(qiáng)化，尤其飛機(jī)內(nèi)部自檢測方面的相關(guān)技術(shù)還應(yīng)當(dāng)確保能夠真正應(yīng)用于飛機(jī)維修中。同時(shí)，還需要不斷提升數(shù)據(jù)處理與收集的精準(zhǔn)度，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集以及分析過程中的自動(dòng)化，為檢測技術(shù)的高速發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)零部件和新材料、新結(jié)構(gòu)的原位檢測準(zhǔn)確度以及可靠性需要智能化探測設(shè)備的支撐，尤其是當(dāng)下射線CT、渦流成像以及超聲成像等需要計(jì)算機(jī)智能控制的設(shè)備，尤其需要提升探測以及評定的準(zhǔn)確性。飛機(jī)損傷檢測也由常規(guī)的NDT技術(shù)向著激光全息照相、紅外以及聲發(fā)射技術(shù)方面發(fā)展。

新檢測技術(shù)的應(yīng)用，不斷提高我國航空研發(fā)水平，在改善航空維修觀念和改進(jìn)航空維修技術(shù)方面取得了突破，為社會(huì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。除了上面介紹的幾種新的無損檢測方法外，在航空維修中使用熱成像和輻射技術(shù)的效果也非常重要。將研究擴(kuò)展到檢測技術(shù)的綜合應(yīng)用中，可以充分利用不同的檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同技術(shù)的附加優(yōu)勢，并在降低航空維護(hù)成本的同時(shí)有效提高維護(hù)效率[5]。

六、結(jié)束語

綜上所述，隨著我國科技發(fā)展水平的不斷提高，無損檢測在工程建設(shè)中的應(yīng)用日益成熟，無論是對工程應(yīng)用安全性的提高來說，還是對工作效率的提高而言，都發(fā)揮著十分重要的作用。通常來說，無損檢測綜合性較強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對工程材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探測，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程中存在的缺陷，有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，提高工程應(yīng)用安全。將這一技術(shù)應(yīng)用到航空維修中來，對航天器中動(dòng)力單元故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)十分有利，能夠降低航空維修難度，提高設(shè)備運(yùn)行效率。

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