無損檢測在航空維修中的應(yīng)用研究

王麗明，辛朝陽，陳 強(qiáng)

（黃河交通學(xué)院，河南 焦作 454950）

在目前科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，無損檢測技術(shù)也得到了持續(xù)的完善優(yōu)化，尤其是在航空維修領(lǐng)域當(dāng)中，無損檢測方式起到了十分重要的作用，通過無損檢測方式的應(yīng)用，除卻能夠?qū)Ω黝惡娇樟慵?nèi)部存在的問題進(jìn)行檢測之外，也能夠?qū)τ陲w行設(shè)備有著緊密聯(lián)系的零件展開檢測，明確其使用時(shí)間。而站在實(shí)際發(fā)展的角度上來看，我國無損檢測技術(shù)在航空領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用相對較晚，在近年來的發(fā)展進(jìn)程中，隨著各大航空公司維修力量的持續(xù)提升，無損檢測技術(shù)也得到了重點(diǎn)關(guān)注，為了確保無損檢測能夠有效發(fā)揮出自身作用，就應(yīng)當(dāng)加大對于傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)以及新型無損檢測技術(shù)的研究力度，為航空維修工作的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 無損檢測技術(shù)的基本概述

無損檢測技術(shù)，其主要就是使用電磁輻射或是超聲波等類型的技術(shù)措施，對待檢測物體展開掃描與檢測，并且通過這種檢測方式，也不會(huì)對待檢測物體自身的特性產(chǎn)生影響。相對于傳統(tǒng)的破壞檢測方式來說，無損檢測具備著無損性、全面性以及可靠性等多種特征，也正是由于這些特點(diǎn)，使得無損檢測技術(shù)在各大社會(huì)領(lǐng)域當(dāng)中都得到了極其廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為了保證設(shè)備安全與質(zhì)量的重要措施。而較為常用的無損檢測方式，主要為渦流檢測、超聲波檢測及紅外檢測等內(nèi)容，首先，在超聲波檢測技術(shù)的應(yīng)用階段中，主要就是采用頻率高于20 kHz 的機(jī)械波，使其能夠以特定的速度以及方向進(jìn)行傳播，以此來通過被檢測材料，如果材料內(nèi)部存在缺陷或是出現(xiàn)變化時(shí)，被檢測材料的下表面部位就會(huì)出現(xiàn)反射，這種技術(shù)廣泛應(yīng)用在航空檢查的超聲波探傷當(dāng)中，較為常見的為脈沖控制，能夠?qū)﹀懠蚴呛缚p進(jìn)行檢查；其次為磁粉檢測技術(shù)，對鐵磁性元件進(jìn)行磁化處理后，如果元件的表面部位存在著缺陷，鐵磁元件自身的磁阻就會(huì)不斷提升，而根據(jù)物理學(xué)當(dāng)中的磁性現(xiàn)象，在缺陷的表面部位磁力線就會(huì)彎曲，更好地顯示出缺陷磁場的趨勢，使得元件表面的磁粉能夠更好地顯示出缺陷[1]。

2 傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)在航空維修中的應(yīng)用

2.1 超聲波檢測技術(shù)的應(yīng)用

在航空維修工作的實(shí)際開展進(jìn)程中，經(jīng)常會(huì)采用超聲波檢測的方式來針對航空設(shè)備展開無數(shù)檢測。其主要就是將高頻聲束直接射入到被檢材料當(dāng)中，在經(jīng)過不同介質(zhì)后可以形成對應(yīng)的反射，這時(shí)檢測人員就可以根據(jù)聲束的反射信號來確定好裂紋的損傷位置。通過超聲波檢測法的應(yīng)用，能夠利用超聲波的基本原理來對設(shè)備進(jìn)行全面檢測，而工作人員也可以在設(shè)備的另一端部位進(jìn)行檢測，從而進(jìn)一步提高檢測的準(zhǔn)確性，同時(shí)，超聲波檢測方式也可以對產(chǎn)生問題的航空設(shè)備零件進(jìn)行優(yōu)化處理，在短時(shí)間內(nèi)找尋出航空設(shè)備零件出現(xiàn)問題的主要位置以及基本屬性，工作人員檢測工作當(dāng)中，對于檢測得出的參數(shù)信息也能夠及時(shí)進(jìn)行儲存，為后續(xù)的使用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而在那些較為重要的航空零件當(dāng)中，如果產(chǎn)生了損傷，工作人員就可以采用超聲波檢測的方式來找尋出具體的受損部位，為后續(xù)維修工作的開展起到良好的促進(jìn)作用，并且超聲波檢測技術(shù)自身具備著較強(qiáng)的適應(yīng)性以及靈活性特征，可以在各種條件下展開檢測工作，然而，由于部分客觀因素產(chǎn)生的影響，使得超聲波檢測技術(shù)的應(yīng)用存在著一定程度的局限性。舉例說明，在采用超聲波檢測方式來對球狀設(shè)備的損傷情況進(jìn)行檢測時(shí)，就很難收集到對應(yīng)數(shù)量的回波，導(dǎo)致工作人員無法對損傷情況進(jìn)行正確的鑒別[2]。

2.2 渦流檢測技術(shù)的應(yīng)用

渦流檢測方式，主要就是將電磁感應(yīng)作為基礎(chǔ)內(nèi)容所進(jìn)行的檢測工作，而這種方式，目前主要應(yīng)用在各類航空導(dǎo)電材料的檢測工作當(dāng)中。在采用渦流檢測方式的過程中，并不需要采用超聲波耦合劑，能夠以非接觸的方式來對被檢設(shè)備進(jìn)行檢測，同時(shí)，通過渦流檢測方式也能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的無損檢測，更好地找尋出導(dǎo)電材料內(nèi)部存在的疲勞裂縫。而渦流檢測方式還具備操作較為便捷等多種特征，在實(shí)際使用階段中，很難對材料損傷的具體范圍進(jìn)行確定，再加上受到自身運(yùn)行運(yùn)力所產(chǎn)生的影響，如果處在電磁環(huán)境較強(qiáng)的環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行檢測工作，就會(huì)大幅度降低檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。一般情況下，在航空設(shè)備當(dāng)中所出現(xiàn)的疲勞裂縫，主要體現(xiàn)在相關(guān)零件的表面部位上，而通過渦流檢測技術(shù)來對裂縫進(jìn)行檢測，則不需要對零件表面的油質(zhì)進(jìn)行清理，這也使得渦流檢測方式在航空設(shè)備的無損檢測工作當(dāng)中得到了十分廣泛的應(yīng)用。并且這種渦流檢測方式所針對的主要為航空設(shè)備當(dāng)中的非磁性零件以及設(shè)備裂縫等內(nèi)容，能夠有效提高檢測質(zhì)量與檢測效率。而站在實(shí)際情況的角度上來看，渦流檢測屬于一種應(yīng)用較為廣泛的檢測措施，不僅對工件表面沒有過高的要求，也有利于現(xiàn)場檢測工作的開展，但其會(huì)受到工件形狀所產(chǎn)生的影響，在特殊形狀下不僅會(huì)影響到檢測效率，也無法直觀顯示出缺陷內(nèi)容，這也使其只能應(yīng)用在表面以及近表面的缺陷檢測工作中[3]。

3 新型無損檢測技術(shù)在航空維修中的應(yīng)用

在全新的無損檢測技術(shù)當(dāng)中，除卻需要滿足基本的檢測需求之外，還要保證穩(wěn)定的檢測質(zhì)量、更高的檢測效率及更低的維護(hù)管理成本。而在傳統(tǒng)的無損檢測工作當(dāng)中，其存在著較為顯著的局限性，比如磁粉檢測技術(shù)以及滲透檢測技術(shù)，其適用范圍有著較為顯著的局限性，已經(jīng)很難滿足目前大多數(shù)復(fù)合材料的基本檢測需求，在加上部分材料對于操作的要求較高，使得傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)在部分發(fā)達(dá)國家中已經(jīng)被淘汰。因此，無論是在規(guī)模還是形式上，傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)都需要進(jìn)行更新?lián)Q代。

3.1 紅外線檢測技術(shù)與激光全息檢測技術(shù)

在航空設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)階段中，各類零件與材料都會(huì)產(chǎn)生熱能，這也是機(jī)械設(shè)備運(yùn)行階段中所產(chǎn)生的一種常見物理現(xiàn)象，而針對航空設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)階段中所出現(xiàn)的發(fā)熱情況進(jìn)行檢測，就可以進(jìn)一步明確航空設(shè)備中存在的各類問題。紅外線檢測技術(shù)主要就是將探測裝置以及熱激發(fā)裝置結(jié)合在機(jī)匣當(dāng)中，并且在機(jī)匣當(dāng)中還設(shè)置有手提觸發(fā)裝置，這也有利于操作人員進(jìn)行檢測，還可以將其直接安裝在三腳架等裝置當(dāng)中進(jìn)行檢測。這種紅外熱成像檢測技術(shù)，具備著速度快以及較為直觀等多種特征，不僅可以直接在現(xiàn)場中進(jìn)行操作，所產(chǎn)生的成本消耗也比較低。同時(shí)，如果航空設(shè)備受到了荷載作用力所產(chǎn)生的影響，自身就會(huì)出現(xiàn)一定程度的變化，而這種變化也與內(nèi)部的損傷問題有著緊密聯(lián)系，在外界荷載作用力不同的情況下，相關(guān)設(shè)備與零件所產(chǎn)生的變化也不相同，而激光全息檢測方式就是利用航空設(shè)備的這種物理性質(zhì)，以此來對航空設(shè)備的變化程度進(jìn)行檢測記錄，并對記錄的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)合理的分析，從而對相關(guān)零件與設(shè)備的損傷情況加以判斷[4]。

3.2 航空維修無損檢測系統(tǒng)的建立

3.2.1 基本構(gòu)成

在建立航空維修無損檢測系統(tǒng)的過程中，應(yīng)當(dāng)將系統(tǒng)維修工程當(dāng)中的研究方式作為核心內(nèi)容，從而對航空維修業(yè)無損檢測工作的開展現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析，在其中明確無損檢測理念、檢測方式、組織管理模式及所用設(shè)備等多種內(nèi)容。以此為基礎(chǔ)來對原始結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)代化的開發(fā)與完善，在其中提供出全新的任務(wù)內(nèi)容，構(gòu)建起4 個(gè)互相聯(lián)系并且互相獨(dú)立的子系統(tǒng)，分別為組織管理、人員培養(yǎng)、技術(shù)方式及指導(dǎo)理論，從而形成內(nèi)容更加完善，功能更加全面的無損檢測系統(tǒng)。

3.2.2 學(xué)習(xí)內(nèi)容

無損檢測系統(tǒng)，其在本質(zhì)上屬于一種根據(jù)航空維修無損檢測的基本特征所展開的研究工作，同時(shí)也屬于一種高級系統(tǒng)，主要由各類功能互相鏈接的子系統(tǒng)所構(gòu)成，其中主要囊括了以下幾方面內(nèi)容：首先為理論體系，在無損檢測系統(tǒng)當(dāng)中，具體囊括了無損檢測理論以及管理維護(hù)理論這2 種內(nèi)容，在無損檢測基礎(chǔ)理論內(nèi)容中，涉及到了多種應(yīng)用理論，發(fā)展理論中則包括了聲發(fā)射、紅外及激光等發(fā)展理論。而無損檢測系統(tǒng)建立的主要目標(biāo)，就在于確保航空維修工作的開展效率以及戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型等方面提出的全新要求能夠得到集中，積極探索設(shè)備維護(hù)理論以及技術(shù)發(fā)展的全新內(nèi)容。隨著無損檢測理論相關(guān)研究成果的逐步實(shí)施，進(jìn)一步形成了一種具備著航空維修特性的無損檢測理論體系，從而為航空維修提供更加優(yōu)異的理論指導(dǎo)內(nèi)容，為新時(shí)代航空維修無損檢測技術(shù)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；其次為技術(shù)體系，無損檢測的技術(shù)體系，主要就是將傳統(tǒng)檢測方式及無損檢測理論作為基礎(chǔ)內(nèi)容所形成的，其具備航空技術(shù)的構(gòu)造特征，以及高溫度、高濕度的環(huán)境條件。在進(jìn)行針對性的研究后，就可以提出對應(yīng)的解決方案，對無損檢測方式以及過程參數(shù)等內(nèi)容進(jìn)行完善優(yōu)化，從而構(gòu)建起一種能夠滿足航空設(shè)備基本需求的集成技術(shù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全面的無損檢測，為航空維修無損檢測的發(fā)展提供助力。技術(shù)方式屬于無損檢測理論的一種特殊應(yīng)用形式，也屬于理論體系的拓展；最后為組織管理體系，無損檢測的組織管理系統(tǒng)，其具備著較為顯著的復(fù)雜性特征，主要是由無損檢測組織以及無損檢測規(guī)則等內(nèi)容所構(gòu)成，主要任務(wù)就在于創(chuàng)建與優(yōu)化。在無損檢測組織管理機(jī)構(gòu)及相關(guān)規(guī)章制度，要在無損檢測的職責(zé)范圍當(dāng)中實(shí)施，以此來保證無損檢測組織的順利協(xié)調(diào)。

3.3 聲發(fā)射檢測技術(shù)的應(yīng)用

聲發(fā)射技術(shù)，其屬于一種應(yīng)用越來越廣泛的現(xiàn)代化無損檢測技術(shù)，受力構(gòu)建的材料內(nèi)部，其在裂紋出現(xiàn)及不斷拓展的過程中，往往會(huì)釋放出塑性應(yīng)變，并以一種應(yīng)力波的形式來逐步向外拓展，這種現(xiàn)象就屬于聲發(fā)射線性，而聲發(fā)射技術(shù)就是通過靈敏度較高的聲發(fā)射壓電傳感器，將其直接安裝在受力構(gòu)件的表面部位，從而形成一種傳感器陳列模式，這樣就可以對構(gòu)建內(nèi)部裂紋的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行捕捉，而通過對于這部分信號所進(jìn)行的處理分析，就可以對材料當(dāng)中所獲取的損傷情況進(jìn)行深入研究分析。簡單來說，聲發(fā)射技術(shù)就屬于一種聽聲技術(shù)，與醫(yī)生采用聽診器來對人體進(jìn)行聽聲診病的方式基本一致，通過聽取構(gòu)件內(nèi)部故障聲音的方式來對構(gòu)件加以診斷。聲發(fā)射檢測方式，其在本質(zhì)上屬于動(dòng)態(tài)無損傷檢測方式，主要采用了損傷聲發(fā)射信號與無損傷設(shè)備發(fā)射信號存在差異的特征，針對航空設(shè)備的損傷情況展開更加科學(xué)合理的判斷，并且不同的損傷問題出現(xiàn)在不同位置上，所產(chǎn)生的損害也并不相同。而工作人員在確定損傷零件的過程中，還能夠?qū)ο嚓P(guān)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理的監(jiān)測，這也是傳統(tǒng)無損檢測方式當(dāng)中無法完成的內(nèi)容，大部分航空材料都存在著對應(yīng)的聲發(fā)射現(xiàn)象，這也代表著聲發(fā)射檢測技術(shù)的應(yīng)用，在一定環(huán)境當(dāng)中不會(huì)受到材料所產(chǎn)生的限制。而在我國聲發(fā)射技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程中，最早于1994—1995 年租借了1 套聲發(fā)射檢測設(shè)備，對殲教七飛機(jī)展開了持續(xù)1 年的疲勞試驗(yàn)，并且取得了極大的成功，這也為我國聲發(fā)射檢測技術(shù)的后續(xù)發(fā)展起到了良好的促進(jìn)作用[5]。

3.4 微波技術(shù)的應(yīng)用

在航空維修領(lǐng)域當(dāng)中，微波技術(shù)主要應(yīng)用在設(shè)備缺陷的檢測工作當(dāng)中。通過對微波振幅以及波形頻率等數(shù)據(jù)信息的收集，就能夠準(zhǔn)確判斷航空設(shè)備目前的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的實(shí)時(shí)性檢測。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)針對設(shè)備當(dāng)中其他的參數(shù)信息展開全面測量，以此來顯示航天設(shè)備對于微波所產(chǎn)生的實(shí)際反應(yīng)。根據(jù)對于各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析后得出的結(jié)果，就可以對設(shè)備是否出現(xiàn)故障問題進(jìn)行預(yù)測。

4 無損檢測技術(shù)在航空維修中的發(fā)展趨勢

在目前科技發(fā)展水平不斷提升的背景下，無論在工程建設(shè)還是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，航空技術(shù)都發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，與群眾的日常生活之間也有著極其緊密的聯(lián)系，因此，這就需要高效應(yīng)用航空航天技術(shù)來提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，這也是目前航空技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中急需解決的問題，而無損檢測技術(shù)在航空維修當(dāng)中的發(fā)展趨勢，主要體現(xiàn)在以下幾方面內(nèi)容：首先為新型檢測技術(shù)的應(yīng)用，隨著航空研究水平的不斷提升，無論是在航空維修技術(shù)的提升還是航空維修理念的完善方面，都取得了突破性的進(jìn)展，這也為社會(huì)的發(fā)展起到了良好的促進(jìn)作用，而除卻上文中介紹的各類新型無損檢測技術(shù)之外，射線技術(shù)以及熱成像技術(shù)等，在航空維修當(dāng)中也起到了十分優(yōu)異的應(yīng)用效果；其次為檢測技術(shù)的綜合化應(yīng)用，在未來的發(fā)展進(jìn)程中，檢測技術(shù)綜合應(yīng)用的研究力度必然會(huì)逐步提升，通過綜合應(yīng)用的方式可以在最大程度上發(fā)揮出各種檢測技術(shù)所具備的作用，保證不同技術(shù)之間能實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，在逐步降低航空維修成本的同時(shí)，促進(jìn)維修效率與維修質(zhì)量的穩(wěn)步提升。舉例說明，渦流技術(shù)在航空維修領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用，盡管其能夠在短時(shí)間內(nèi)找尋出設(shè)備表面部位存在的缺陷，但很容易引發(fā)少檢或是錯(cuò)檢等問題出現(xiàn)。因此，為了有效降低航空維修工作當(dāng)中這方面問題的發(fā)生幾率，就必須要加大對于無損檢測技術(shù)的綜合應(yīng)用研究力度，從而為缺陷檢測準(zhǔn)確性的提升提供保障；最后為檢測速度的提升，保證無損檢測的工作質(zhì)量與工作效率屬于強(qiáng)化航空設(shè)備檢測速度的基本前提，能夠在縮短航空設(shè)備維修時(shí)間的同時(shí)，穩(wěn)步提高系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，而隨著當(dāng)前航空設(shè)備應(yīng)用范圍的逐步拓展，如何有效提升系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能已經(jīng)成為了航空領(lǐng)域發(fā)展中的關(guān)鍵內(nèi)容。因此，無論是在提升設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)安全性與穩(wěn)定性，還是降低設(shè)備維修成本等方面，都必須要進(jìn)一步提升無損檢測速度[6]。

5 結(jié)束語

綜上所述，雖然航空技術(shù)的發(fā)展時(shí)間與應(yīng)用時(shí)間比較短，但其已經(jīng)給群眾的日常生活帶來了極大的便利，并且在多個(gè)社會(huì)領(lǐng)域中都存在著極大的發(fā)展?jié)摿?。因此，為了確保航空技術(shù)能夠更好地發(fā)揮出自身的實(shí)際作用，降低各類問題的發(fā)生幾率，就必須要加大對于無損檢測技術(shù)的研究力度，通過對于各類傳統(tǒng)檢測技術(shù)的創(chuàng)新研究，實(shí)現(xiàn)各類新型無損檢測技術(shù)的拓展應(yīng)用，從而為航空維修工作的開展起到良好的促進(jìn)作用。