航空工業(yè)中的無損檢測(cè)技術(shù)及其進(jìn)展

陳鵬 張朋 陳東峰

摘? 要：為根本上保障航空工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程，還需要引入先進(jìn)的無損檢測(cè)技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決存在于航空產(chǎn)品生產(chǎn)期間的各類問題?；诖?，本文以無損檢測(cè)技術(shù)概念為切入點(diǎn)，提出無損檢測(cè)技術(shù)在航空工業(yè)質(zhì)量控制中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。分析航空工業(yè)不同無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，制定能夠提升無損檢測(cè)工作開展水平的具體管控對(duì)策，以期為相關(guān)工作人員提供理論性幫助。

關(guān)鍵詞：航空工業(yè);無損檢測(cè)技術(shù);實(shí)際應(yīng)用

前言：通過將無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在航空工業(yè)質(zhì)量控制中，能夠在不破壞產(chǎn)品性質(zhì)及結(jié)構(gòu)的前提下全面分析結(jié)構(gòu)各項(xiàng)性質(zhì)，找出航空產(chǎn)品質(zhì)量問題，并制定出專項(xiàng)管控對(duì)策。現(xiàn)階段無損檢測(cè)技術(shù)已發(fā)展出了多種類型，不同檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要求與適用范圍存在較大差異，需要工作人員結(jié)合航空工業(yè)具體生產(chǎn)要求，制定出專項(xiàng)可行的無損檢測(cè)管控機(jī)制。

1、概述無損檢測(cè)技術(shù)

1.1無損檢測(cè)技術(shù)概念

無損檢測(cè)就是在不損壞或不影響被檢測(cè)對(duì)象性能、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的同時(shí)，借助物理或化學(xué)手段，分析因建筑結(jié)構(gòu)異常或缺陷問題引發(fā)的熱、聲、光、電變化，從而判斷被檢測(cè)對(duì)象狀態(tài)、缺陷類型、數(shù)量、性能變化規(guī)律等。

現(xiàn)有無損檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為生產(chǎn)工程質(zhì)量管理重要方式，對(duì)工程生產(chǎn)生產(chǎn)期間的綜合效益具有直接影響。隨著科技技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，無損檢測(cè)工作也涌現(xiàn)出了更多檢測(cè)方式，如射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)或液體滲透檢測(cè)等。

1.2航空工業(yè)無損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

航空工業(yè)具有強(qiáng)度高、工業(yè)化水平顯著、經(jīng)濟(jì)效益良好等優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)階段評(píng)估航空產(chǎn)品安全性、穩(wěn)定性的方式主要采用模擬實(shí)驗(yàn)、破壞性試驗(yàn)、無損檢測(cè)等。其中，模擬試驗(yàn)就是通過模擬航空產(chǎn)品規(guī)格、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式，對(duì)航空產(chǎn)品整體性能進(jìn)行定量評(píng)估。在具體運(yùn)行檢測(cè)期間的成本高、周期長(zhǎng);破壞性試驗(yàn)就是采用破壞手段檢測(cè)試件各項(xiàng)性能指標(biāo)，雖然檢測(cè)結(jié)果更加精準(zhǔn)、直觀，但難以對(duì)全部構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)效率較低;無損檢測(cè)可以在不破壞被檢測(cè)構(gòu)件的情況下獲得全面精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果，現(xiàn)階段應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大。

我國(guó)于20世紀(jì)50年代初次引入無損檢測(cè)技術(shù)，距今以實(shí)現(xiàn)廣泛普及，并獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益?，F(xiàn)階段無損檢測(cè)技已經(jīng)成為融合眾多新興技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備的綜合學(xué)科，通過分析檢測(cè)對(duì)象物理原理及化學(xué)現(xiàn)象，評(píng)估其安全性、可靠性。

無損檢測(cè)共經(jīng)歷無損探傷、無損檢測(cè)、無損評(píng)價(jià)三個(gè)階段。無損探傷就是對(duì)被檢測(cè)對(duì)象的缺陷問題進(jìn)行探測(cè)與分析;無損檢測(cè)應(yīng)當(dāng)在探測(cè)及發(fā)現(xiàn)缺陷的基礎(chǔ)上，更加細(xì)致的檢測(cè)出缺陷大小、缺陷位置、缺陷性質(zhì)與缺陷狀態(tài)。無損評(píng)價(jià)工作不僅需要發(fā)現(xiàn)被檢測(cè)對(duì)象缺陷問題，還需要對(duì)被檢測(cè)對(duì)象結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)展開系統(tǒng)分析，進(jìn)而評(píng)估被檢測(cè)對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)與使用壽命。

當(dāng)前應(yīng)用在航空工業(yè)中的無損檢測(cè)技術(shù)主要為磁粉檢測(cè)技術(shù)、滲透檢測(cè)技術(shù)、渦流檢測(cè)技術(shù)、超聲波檢測(cè)技術(shù)等。

1.3航空工業(yè)無損檢測(cè)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

一方面，優(yōu)化工程航空產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)。通過開展航空產(chǎn)品無損檢測(cè)工作，能夠切實(shí)保障工程航空產(chǎn)品整體生產(chǎn)質(zhì)量管控水平。當(dāng)前航空產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)種類更加完善，生產(chǎn)技術(shù)成熟，無損檢測(cè)工作也可進(jìn)一步推動(dòng)項(xiàng)目生產(chǎn)工藝的升級(jí)工作。通過發(fā)現(xiàn)并解決存在于航空產(chǎn)品生產(chǎn)期間的各類問題;

另一方面，增強(qiáng)航空產(chǎn)品生產(chǎn)綜合效益。通過使用合理的航空工業(yè)無損檢測(cè)技術(shù)，切實(shí)提升工程航空產(chǎn)品生產(chǎn)期間的可控性，增強(qiáng)各類物資資源利用率，控制工程航空產(chǎn)品后期維護(hù)成本。

2、航空工業(yè)質(zhì)量控制中不同無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)

在航空產(chǎn)品受到內(nèi)力或外力作用下而出現(xiàn)形變、斷裂問題時(shí)，會(huì)釋放出彈性波。聲發(fā)射檢測(cè)主要就是結(jié)合先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備，檢測(cè)出受力期間鋼材料釋放出的應(yīng)力波，判斷結(jié)構(gòu)損傷程度，并找到構(gòu)件損傷部位。

聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)可被應(yīng)用在各類被檢測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)檢測(cè)中，遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)設(shè)備及運(yùn)行缺陷問題，全面評(píng)估航空產(chǎn)品安全性與可靠性。但就目前來看，聲發(fā)射檢測(cè)無法檢測(cè)產(chǎn)品靜態(tài)缺陷，檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性與可靠性極易受到周邊環(huán)境影響。同時(shí)，聲發(fā)射檢測(cè)設(shè)備投入成本高，現(xiàn)有檢測(cè)體系尚未成熟。

2.2超聲波檢測(cè)技術(shù)

超聲波檢測(cè)技術(shù)就是使用頻率大于20千赫兆的機(jī)械波，基于振動(dòng)傳播時(shí)介質(zhì)振動(dòng)方向，判斷波形傳播方向。超聲波可分為縱波、橫波、表面波及板型波等多種形式，航空產(chǎn)品檢測(cè)主要使用縱波及橫波。在超聲波檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)探頭產(chǎn)生出的超聲波會(huì)在被檢測(cè)航空產(chǎn)品中依照具有既有速度傳播。如航空產(chǎn)品異質(zhì)界面出現(xiàn)氣孔、夾渣等問題情況下，一部分超聲波會(huì)被反射出來，經(jīng)過儀器處理后進(jìn)入到示波屏，直觀展示出缺陷回波。

在超聲波檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用過程中，檢測(cè)結(jié)果的可追溯性較差，定性定量不精準(zhǔn)。同時(shí)，檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性極易受到人員檢測(cè)專業(yè)水平與職業(yè)技能因素影響，需要在實(shí)際檢測(cè)過程中加強(qiáng)管控力度，

2.3射線檢測(cè)技術(shù)

射線檢測(cè)技術(shù)就是利用射線波長(zhǎng)短、頻率高特征，通過使用X射線機(jī)、放射性同位素等作為放射源發(fā)射射線，射線穿透被檢測(cè)航空產(chǎn)品表面，將過射線吸收與射線作用，快速找到航空產(chǎn)品厚度差位置以及發(fā)生原因?；谏渚€原理，不同強(qiáng)度射線的記錄介質(zhì)與射線膠片位置處會(huì)吸收特定數(shù)量光子，在經(jīng)過暗室處理時(shí)，底片處會(huì)出現(xiàn)不同黑度缺陷影像，通過分析此些影像也能夠判斷缺陷大小以及缺陷具體性質(zhì)。

因射線吸收率與材料密度密切相關(guān)，因此可被更好應(yīng)用在焊縫裂縫、夾渣、未焊透等問題檢測(cè)過程中。同時(shí)，射線檢測(cè)技術(shù)不僅能夠直觀展示缺陷位置，還可以檢測(cè)出缺陷尺寸，并及時(shí)將檢測(cè)結(jié)果存檔。

3、航空工業(yè)質(zhì)量控制中無損檢測(cè)工作管控要點(diǎn)

3.1加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)管控力度

在檢測(cè)工作開展前對(duì)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)處理，著重關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素對(duì)工程質(zhì)量水平造成的不利影響。嚴(yán)格實(shí)施全值班制度或全面檢測(cè)管理制度，借助先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)平臺(tái)的生產(chǎn)工程生產(chǎn)進(jìn)度及質(zhì)量進(jìn)行全程監(jiān)管。電腦系統(tǒng)接受超聲巡回信息并轉(zhuǎn)化成3D圖像，直觀展現(xiàn)出焊縫結(jié)構(gòu)以及焊縫缺陷問題，使此些問題能夠得到及時(shí)解決，從根本上保障航空工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與效率，最大限度消除建筑工程生產(chǎn)期間的隱患問題。

3.2提升檢測(cè)人員綜合素質(zhì)

檢測(cè)人員專業(yè)素質(zhì)與職業(yè)素養(yǎng)可直接影響到無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效果，為充分發(fā)揮出無損檢測(cè)技術(shù)在航空工業(yè)質(zhì)量管理工作中的積極作用，還需要著重構(gòu)建起一支高素質(zhì)無損檢測(cè)團(tuán)隊(duì)，確保各類先進(jìn)的無損檢測(cè)技術(shù)能夠被更好的應(yīng)用在工程質(zhì)量管理過程中。要求檢測(cè)部門定期在人員群體中開展理論知識(shí)與專業(yè)技能的培訓(xùn)工作，確保檢測(cè)人員能夠明確檢測(cè)工作開展標(biāo)準(zhǔn)，靈活操作各項(xiàng)檢測(cè)設(shè)備。將無損檢測(cè)結(jié)果與人員績(jī)效評(píng)估結(jié)合在一起，使檢測(cè)人員能夠自覺遵守?zé)o損檢測(cè)規(guī)范。

總結(jié)：總而言之，為從根本上提升無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用水平，應(yīng)結(jié)合航空工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)要點(diǎn)，建立起專項(xiàng)可行的檢測(cè)體系。為從根本上增強(qiáng)航空產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量水平，還需要在具體生產(chǎn)與質(zhì)量管理期間引入適宜的無損檢測(cè)技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)航空產(chǎn)品損傷，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)方案。著重建立多元檢測(cè)技術(shù)體系，配合使用超聲波或磁粉等無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)航空產(chǎn)品構(gòu)件進(jìn)行非接觸式檢測(cè)，從根本上提升檢測(cè)精準(zhǔn)度，擴(kuò)大檢測(cè)范圍。

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