浅谈无损检测在航空装备预防性维修中的应用

浅谈无损检测在航空装备预防性维修中的应用

朱英杰1李辉2

新疆五家渠69008部队，新疆五家渠831300

摘要预防性维修是通过对产品的系统性检查、设备测试和更换以防止功能故障的发生，使其保持在规定状态所进行的全部活动，目的是降低产品失效的概率或防止功能退化。这种维修方式以设备当前和过去的工作状况为依据，通过状态检测手段，诊断设备健康状况，从而确定设备当前是否需要维修或最佳的维修时机。可见基于状态的维修，可根据装备的实际状态来制定灵活、准确、经济的维修计划，亦即在需要的时候才进行维修。目前无损检测是实现航空装备预防性维修的主要手段之一，确保以最少的维修资源消耗来保持装备固有的可靠性和安全性。

关键词：预防维修；实施监控；飞行安全

引言：无损检测是一门新兴的综合性应用技术，它以不改变被检测对象的状态和实用性能为前提，用物理和化学方法对各种材料和零部件进行有效的检验和测试，建议评价它们的完整性、连续性、安全可靠性等。因此在工业生产、机械工程，特别是航空航天等领域得到重视和发展，成为控制产品质量，改进制造工艺，保证设备安全运行，确保飞行安全的重要技术手段，为航空装备的安全运行保驾护航。

一、无损检测技术的主要内容

现代工业和科学技术的发展，为无损检测的发展提供了更加完善的理论和技术基础，进一步推动了它的应用，并使其从单纯的质量检验发展成为多用途的一门技术，主要包括三个方面的内容：

1、无损检测可发现材料和工件中的缺陷，并确定缺陷的位置、数量、大小、形状及性质，以便对设备的安全运行，对产品质量做出评价，并为产品设计制造提供重要依据。

2、测量测定材料的机械或物理性能，如裂纹扩展速率、机械强度、硬度、电导率、磁性状态、热处理状态，应力应变特性、应力腐蚀以及产品的几何度量。

3、监控对正在运行的设备重要部件进行现场和动态检测，对部件中产生缺陷的变化信息连续地提供给检测者，从而实现现场监控，保证设备的安全运行。

二、无损检测技术的主要特点

目前以无损检测为基础的无损评价技术应用而生，其主要内容是利用无损检测手段，对构件的完整性、可靠性及性能进行综合评价，它的特点有：

1、无损检测不会对构件造成任何损伤，无损检测是一种在不破坏构件的前提下，利用材料物理性质因有缺陷而发生变化的现象，来判断构件内部和表面是否存在缺陷。

2、无损检测为查找缺陷提供了一种有效方法，任何结构部件或设备加工和使用过程中，由于其内外部各种因素的影响和条件变化，不可避免的产生缺陷，因此为操作使用人员提供了一种有效的预测和预报方法。

3、无损检测能够对产品质量实现监控，产品在铸造、冲压、焊接、切削等加工的每道工序中，检查是否符合质量要求，可避免徒劳无益的加工，从而降低了产品成本，提高了产品质量和可靠性，实现了对产品的监控。

4、无损检测能够防止因产品失效引起的灾难性后果。

5、无损检测具有广阔的应用范畴，无损检测技术可适用于各种设备、压力容器、机械零件等部件中存在缺陷，以及产品内部和表面缺陷的检测，因此无损检测技术受到工业界的普遍重视。

三、无损检测方法的选择和适用范围

1、无损检测方法的选择。航空维修中常用的无损检测方法有超声检测法、涡流检测法、磁粉检测法、射线检测法、渗透检测法等。由于近年来有些飞机机体的一些部件采用蜂窝结构制作，根据被检测材料特性应用以上方法各有其特点。无损检测是现代工业中应用最普遍最成熟的检测方法，由于每种方法的检测原理各不相同，因此都具有自己独特的效果，都有其最适合的探测对象。航空维修中一般根据被检测工件的特点选择其中一种或者两种方法进行检测，就能获得良好的检测结果。在进行无损检测方法的选择时，一般来说，应充分了解被检测工件的下列情况：

（1）、在飞机上进行原位无损检测，其方法的选择，必须首先考虑被检测工件在装配条件下，安装部位空间的大小及可达性如何，如果可达性好，可根据各种方法的特点，如灵敏度、操作复杂程度、现有设备状况等，选择一种或者两种检测方法就可以了。假若检测工件安装部位空间很小，可达性很差，应先确定探测面，再考虑设计专用探头和专用夹具。构件检测要考虑零件之间的相互干扰和多重损伤的影响，要考虑表面保护层和不可见结构的影响等，这些使航空器维修的无损检测与制造过程中的无损检测形成了显著区别。

（2）、材料的性质，材料性质的不同决定采用的检测方法可能有所不同，如被检工件是铁磁材料，就可以考虑用磁粉检测；被检测工件是导电材料，就可以考虑用涡流检测；被检测工件是复合材料就可以考虑用超声检测；对于内部无法打开的工件可以考虑用射线检测；对于外露的非多孔性承力部件，可以考虑渗透检测。

（3）、工件的几何外形尺寸，要充分考虑工件尺寸的大小，外形状态的选择方法能有效的发现缺陷并定位缺陷。

（4）、工件在使用中的受力状态，工件在使用时，承受周期载荷状态下所受拉力、弯曲、疲劳应力以及高温燃气腐蚀等情况，应重点检测应力集中和易裂部位及裂纹的产生方向等，金属材料结构检测，重点是裂纹和腐蚀。裂纹是由于长期交变载荷的作用产生的疲劳裂纹和不正常使用产生的高应力裂纹，因此，对直升机金属材料结构的无损检测，主要是针对裂纹的检测。检验者必须熟悉被检测构件的几何形状、受力特点、裂纹可能的扩展方向和构建剖面的情况，才能确定正确的检测方法，及时发现裂纹和腐蚀，并评价结构的可用性。复合材料结构检测重点是分层、脱胶和纤维断裂。复合材料在直升机结构中使用范围越来越大，关注复合材料结构的使用安全，已经成为航空业共同的话题。复合材料结构件容易出现表面损伤、分层、脱胶、基体裂纹、纤维断裂、穿透/穿孔、进水、撞击等损伤，要求按照可能的损伤形式选择实用的无损检测方法并进行无损评价。

（5）工件的表面状况主要考虑表面热处理状况、表面粗糙度状况、表面漆层的状况。

（6）要用多种方法检测验证。直升机无损检测由于条件千差万别，很难用一种方法鉴定缺陷并评价其可用性，经常需要其他验证方法。如涡流发现的表面缺陷可用渗透来验证，目视检查发现的裂纹可用涡流检测来验证，超声发现缺陷可用射线来验证等。

2、无损检测方法的适用范围。在航空维修中所使用的每种方法，对飞机发动机上的零件来说都不是万能的，各有各的适用范围，因此，没有理由认为某种方法比另一种方法好，或者说不如另一种方法，只能根据被检零件的实际情况和特点做出最佳的选择。超声检测适用于直升机、发动机主要承力构件的表面和内部裂纹等缺陷故障的检查，也可以用于测量材料的厚度，如机身蒙皮、复合材料等。涡流检测适应于直升机、发动机导电材料表面裂纹、凹坑、腐蚀的检查，如直升机蒙皮、机身隔框、涡轮叶片、发动机机壳等。磁粉检测适用于直升机、发动机上铁磁性材料表面或近表面裂纹的检测，如承力螺栓、连接卡头、拉杆连杆等。射线检测适用于直升机、发动机承力件焊缝内部焊接质量的检查，如直升机蒙皮、桁条、肋条间的裂纹、腐蚀以及外来物，同时也可检查旋翼、尾桨叶等蜂窝结构内部是否有水或异物。渗透检测适用于直升机、发动机承力件和零部件表面开口缺陷的检测，如轮毂、起落架、拉杆连杆、传动轴、轴承等。

结束语无损检测作为航空维修的一种手段，伴随着航空维修的发展而发展，已成为控制飞机发动机零件质量，保证飞机安全飞行的重要技术手段，不仅如此，它已从单纯的检测发展到对飞机发动机零件的安全使用寿命进行评估。随着航空维修手段的不断提高，无损检测越来越得到重视，从一定程度上说，无损检测的发展水平反映了航空维修的发展水平和质量。

参考文献

《无损检测及在航空维修中的应用》.国防.工业出版社。