袁斌　蘇金波

摘要：文章講解了波音737系列飛機在電導率測量過程中使用到的相關(guān)標準及詳細測量方法，通過精簡標準內(nèi)容使其便于理解，闡述了直讀式電導率檢查方法的應用及制定各種修正參數(shù)的方法過程，陳述了檢查程序的具體要求，通俗易懂的文章內(nèi)容有助于應用到飛機維修的實際工作過程中，對國內(nèi)相關(guān)行業(yè)的電導率檢測也具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：電導率；檢測頻率；修正參數(shù)；編制修正參數(shù)；直讀式檢測方法 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH765 文章編號：1009-2374（2016）28-0040-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.021

1 概述

目前國內(nèi)像波音公司BAC和BSS這樣完整的電導率檢測標準應用到飛機維修工作上的不多，如國外的ERJ、CRJ和AIRBUS等機型，只有波音公司的資料最完善。

在飛機維修過程中，鋁合金材料的硬度和熱處理狀態(tài)是非常重要的技術(shù)參數(shù)，通過測量電導率可以間接地反映這類參數(shù)。電導率測量的準確性主要受到材料厚度、寬度、表面涂層和表面形狀等因素的影響。如飛機維修中經(jīng)常會遇到帶有表面涂層的鋁合金工件，主要有包鋁層和漆層或陽極化氧化膜，通常包鋁層的導電性能要比基體鋁合金的好，因此在帶有包鋁層的材料表面上測得的電導率值要高于材料的實際電導率值。而漆層和陽極化氧化膜均為非導電層，使探頭和被檢表面之間形成了一定的空隙，所以需要修正提離效應的影響，類似的影響電導率的情況還有很多。

不同型號的渦流電導率儀因為探頭尺寸、結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)處理器等方面的不同，對材料電導率值的幾個影響因素反應也不同，所以參考或制定的修正參數(shù)也必須是針對某一具體型號的儀器和探頭的。

2 波音程序規(guī)范BAC5946：鋁合金退火檢查

第一，依據(jù)BAC5602完成熱處理后要求執(zhí)行BAC5946電導率檢查。

BAC5946要求：對于厚度小于0.5英寸的部件，最少選擇部件上的一處進行電導率測量；對于厚度大于0.5英寸的部件應選擇部件上的兩處進行測量。

第二，厚度小于等于0.025英寸的工件不推薦執(zhí)行電導率和硬度測量。

第三，BAC5602要求厚度小于0.5英寸的工件最低要求測量一個點或測量能夠代表兩個極限厚度的位置。

第四，測量要求：（1）BAC5946僅限適用于一個形狀平整的標準工件，該標準工件不受邊緣影響﹑厚度影響﹑曲率和包鋁層的影響；（2）選擇檢測頻率。儀器基礎頻率范圍應在50～100kHz之間，下列情況例外：用于檢測薄材料厚度小于0.063英寸的直讀式儀器可以使用高達500kHz的頻率。直讀式儀器頻率應適用于導體保持在一個恒定的透入深度，測試頻率保持在0.045～0.060英寸之間的透入深度。直讀式儀器根據(jù)被檢材料的厚度可以用非常低的頻率，但不能低于50kHz；（3）工件或個別片材的電導率值變量不能超出規(guī)定的最大值限，當不要求硬度檢查時，所有電導率檢查區(qū)域的最大變量值為2%IACS，當硬度和電導率都要求檢查時，電導率最大變量為3%IACS；（4）當去除包鋁層后，可使用讀數(shù)，但僅限適用于一個形狀平整的標準工件，該標準工件不受邊緣﹑厚度和曲率的影響。

3 波音程序規(guī)范BAC5651：渦流檢查電導率

3.1 范圍

用于渦流測量非鐵磁性材料電導率，要求設備計量和人員認證。

3.2 檢測系統(tǒng)類型分類

類型Ⅰ——測試系統(tǒng)范圍0.9～2.5IACS（0.5～14.5MS/m）。

類型Ⅱ——測試系統(tǒng)范圍16～60IACS（9.5～35.0MS/m）。

類型Ⅲ——測試系統(tǒng)范圍60～102IACS（35.0～70.0MS/m）。

3.3 儀器控制

3.3.1 電導率儀。（1）可以讀出國際退火銅標準單位IACS或MS/m；（2）靈敏度要求：在想要得到的電導率值范圍內(nèi)，能夠清楚地分辨0.5%IACS（0.3MS/m）的變化；（3）測量任一電導率小于62%IACS的試塊，精確度要求在±0.5%IACS（0.3MS/m）內(nèi)，測量任一電導率大于62%IACS的試塊，精確度要求在±1%IACS（0.6MS/m）內(nèi)，以上要求適用于裸金屬和涂層（非導電）小于0.003英寸（0.08mm）的金屬件；（4）可靠性與穩(wěn)定性要求：儀器設備在無任何調(diào)整的情況下，最少15分鐘內(nèi)其重復測量值應在±0.5%IACS的誤差值內(nèi)。

3.3.2 標準試塊。（1）標準試塊應用類似材料的非鐵磁性金屬制作，被測量的上表面粗糙度應小于Ra63；（2）標準試塊尺寸要求：為了防止邊緣效應，試塊尺寸應該足夠大，除非有該儀器型號、頻率和試塊尺寸的修正值表，最小厚度應為3倍的透入深度；（3）所有標準試塊應具有可追溯性（根據(jù)NIST規(guī)定的標準值和誤差或其他國家認可的標準機構(gòu)）；（4）主電導率試塊（校驗系統(tǒng)中最高值的試塊且有可追溯性）在20℃±3℃環(huán)境溫度下校驗偏差應≤±0.2%IACS（0.12MS/m）或≤規(guī)定值的±0.7%IACS；（5）溫度20℃±3℃，用于校驗儀器或生產(chǎn)環(huán)境的電導率不大于62%IACS的試塊，其變化值應該等于或小于±0.75%IACS（0.4MS/m），而電導率大于62%IACS的試塊其變化值應等于或者小于±1.5%IACS。

3.3.3 試塊計量。要求標明計量有效期和電導率（IACS）值，計量間隔應根據(jù)試塊材料的電穩(wěn)定性和使用情況而定，建議計量間隔為1年。

4 直讀式電導率檢查方法

4.1 準備檢查

4.1.1 檢查被檢件表面狀況的可接受性：表面粗糙度小于Ra150，沒有可見的油類、油脂、污垢或污染物。

4.1.2 選擇電導率測試儀：使用計量合格的同一臺電導率儀。

4.1.3 確定被檢件的電導率。（1）根據(jù)規(guī)范要求的工程圖紙確定被檢件的可接受電導率值范圍；（2）注意可能需要修正參數(shù)的特殊檢查情況，如薄件、包鋁、表面曲率、表面涂層以及靠近邊緣、緊固件、皺紋或其他結(jié)構(gòu)的檢查區(qū)域；（3）當需要修正參數(shù)時，使用此標準提供的指定儀器修正參數(shù)。如果使用的設備沒有列入該規(guī)范清單，也可以使用設備制造商提供的修正參數(shù)。

注：按照圖紙說明對被檢材料電導率范圍的上下限進行修正，不能對測量值進行修正。

4.1.4 選擇參考試塊：根據(jù)被檢件需要測量的電導率范圍確定參考試塊，只能用計量合格的試塊。（1）一個試塊電導率值在被檢件可接受范圍值或期望值的±7%IACS范圍內(nèi)；（2）另外兩個試塊電導率值在被檢件可接受范圍值或期望值的±25%IACS范圍內(nèi)；（3）兩個參考試塊的電導率值最小相差3%IACS。

4.1.5 確定可接受的溫度。確認測試儀、探頭、電導率試塊、被檢件和工作環(huán)境的溫度差在±2F內(nèi)。為了防止檢查溫度變動，儀器校準后以一定的時間間隔進行多次讀數(shù)，直到讀值穩(wěn)定。被檢件和檢測系統(tǒng)通常要求放在同一檢測環(huán)境中至少1小時。

4.2 儀器校驗

4.2.1 未包括在此規(guī)范中的電導率儀可以通過該儀器生產(chǎn)廠家的操作手冊來查看校準程序。

4.2.2 計量無法滿足校準要求的工具。

4.3 執(zhí)行檢查

4.3.1 在對產(chǎn)品檢測前確認滿意的標定響應。

4.3.2 測量被檢件電導率值。（1）將探頭平穩(wěn)地放在檢查表面；（2）避免搖晃或滑動探頭；（3）對特殊檢查情況需要參考此標準進行修正：薄件、包鋁、彎曲表面、表面涂層、邊緣效應。

4.3.3 每批工件檢測結(jié)束后，檢查校準響應，如果校準不滿足要求，自上次校準滿足條件時起，重新檢查所有被檢件。

4.3.4 記錄檢測結(jié)果：記錄檢查結(jié)果四舍五入至最接近0.5%IACS的值。（1）結(jié)果范圍X.000～X.250向下舍入X.0；（2）結(jié)果范圍X.251～X.500向上舍入X.5；（3）結(jié)果范圍X.501～X.750向下舍入X.5；（4）結(jié)果范圍X.751～X.999向上舍入Y.0（下一整數(shù)）。

4.4 檢查要求

4.4.1 薄工件：對電導率儀檢查厚度限制。（1）如果不知道所用電導率儀的檢測厚度范圍，則被檢件厚度在0.063英寸以下的電導率讀數(shù)將不能用于評判接受或拒收，除非使用修正參數(shù)；（2）未包含在此標準中的電導率儀檢查厚度限制可以在廠家說明書中找到。

4.4.2 包鋁材料：包鋁材料的電導率讀數(shù)不應用于驗收，除非：（1）包鋁修正參數(shù)適用于所使用的電導率儀；（2）包層材料已從檢測區(qū)域去除。工件厚度大于0.063英寸，包層可以從材料的單邊去除，僅能測量包層去除區(qū)域的電導率值。工件厚度小于0.063英寸，包層應從材料的兩面都去除掉，用千分尺測量材料剩余厚度并使用相應的裸材厚度修正參數(shù)。去除包層后對工件厚度使用裸材值。之前拒收的包層工件，去除檢查區(qū)域的包層，確保工件的可接受性是以裸材為準的。

4.4.3 表面曲率：曲率直徑小于6英寸的凸面工件或曲率直徑小于20英寸的凹面工件的電導率讀數(shù)不應作為驗收數(shù)值，除非使用相關(guān)儀器的曲率修正參數(shù)進行

修正。

對凸圓彎曲面使用下列技術(shù)檢查：（1）在每個工件上使用探頭固定裝置確保探頭放在同一位置；（2）沿工件表面將探頭垂直于工件長度方向輕而慢地搖擺，讀出電導率儀顯示出的最大IACS值。

4.4.4 非導電涂層：遵循電導率儀的提離限制。如果不知道所使用儀器的提離限制，在非導電涂層厚度大于0.003英寸的工件上測量的電導率讀數(shù)不應該用于驗收，除非使用下列程序：（1）確定工件非導電涂層的平均厚度值；（2）將探頭放在最接近工件的電導率標準試塊上，注意IACS值；（3）在試塊上貼一層非導電薄膜，相當于被檢件上的涂層厚度。將探頭放在薄膜覆蓋工件的位置，注意IACS值。

如果貼膜試塊和未貼膜試塊的讀數(shù)存在下列區(qū)別，則繼續(xù)進行檢查：（1）不大于0.5%IACS；（2）大于0.5%IACS且提離修正參數(shù)適用于該電導率測試儀；（3）大于0.5%IACS且非導電涂層從檢查區(qū)域處去除。

4.4.5 遵循電導率儀的邊緣效應限制。如果不知道所使用的儀器邊緣效應限制，那么當探頭中心到試塊邊緣、凹邊、切口或試塊上縫隙的距離小于兩個探頭直徑時，電導率讀數(shù)不應該用于驗收，除非進行參數(shù)修正。

5 結(jié)語

以電導率儀Autosigma 3000為例講解電導率修正參數(shù)的使用方法，不要對特殊的檢查情況使用任何的個人修正參數(shù)，除非后續(xù)的標準中提供了明確的指導說明。

因為修正參數(shù)的表太多，就不一一列舉了，請查閱BSS7351修真參數(shù)表。確保使用的儀器頻率與修正表格上的頻率相同，因為修正參數(shù)和頻率有關(guān)，所以如果使用的頻率錯誤，那么修正參數(shù)也將是錯誤的。

5.1 裸材薄件（60kHz或500kHz）

5.1.1 裸材薄件的電導率修正參數(shù)見BSS 7351表XXVII（60kHz）或表XXVIII（500kHz）。（1）從表格的左手邊一列找到材料的最小可接受界限值（未修正）。根據(jù)工件/材料厚度讀出該列上相對應的電導率值。記錄該值作為修正后最小可接受值；（2）表格的左手邊一列找到材料的最大可接受界限值（未修正）。根據(jù)工件/材料厚度讀出該列上相對應的電導率值。記錄該值作為修正后最大可接受值；（3）對于修正前的接受界限值帶有小數(shù)點%IACS的材料，通過較高一級或較低一級的未修正值對應修正后的值，方法在前面已經(jīng)詳細介紹過了；（4）對于厚度在表格陣列之間的材料，通過表格內(nèi)較厚和較薄一級的修正值對應修正后的值，方法在前面已經(jīng)詳細介紹過了；（5）使用四舍五入的方法記錄讀數(shù)。

5.1.2 對工件測量的電導率在修正后接受極限值范圍內(nèi)則是可接受的。

5.2 包鋁層

5.2.1 包鋁材料的電導率修正參數(shù)見BSS 7351表XXIX、XXX和XXXI。（1）表格的左手邊一列找到材料的最小接受極限值（未修正）。根據(jù)工件/材料厚度讀出該列上相對應的電導率值。該值作為修正后最小可接受極限值；（2）重復上述程序獲得修正后的最大接受極

限值。

5.2.2 對工件測量的電導率值在修正后接受極限范圍內(nèi)則是可接受的。

5.3 表面曲率

5.3.1 使用檢測曲面的探頭裝置。

5.3.2 如果探頭裝置不適用，使用下列技術(shù)檢測電導率。（1）將探頭放在工件表面；（2）慢慢地搖晃探頭，觀察最大值；（3）記錄最大值。

5.3.3 對于厚度等于或大于0.063英寸的工件材料，操作如下：（1）表格XXXII的左手邊一列找到材料的最小接受極限值（未修正），根據(jù)工件/材料的曲率直徑讀出該列相對應的電導率值，將該值作為修正后最小接受極限值；（2）表格XXXII的左手邊一列找到材料的最大接受極限值（未修正），根據(jù)工件/材料的曲率直徑讀出該列相對應的電導率值，將該值作為修正后最大接受極限值；（3）對于修正前的接受極限值帶有小數(shù)點%IACS的材料，通過較高一級或較低一級的未修正值對應修正后的值；（4）對曲率半徑在表格陣列之間的材料，通過半徑較大一級和較小一級的未修正值對應修正后的值；（5）使用四舍五入的方法記錄讀數(shù)。

5.3.4 對于厚度小于0.063英寸的工件，操作如下：（1）使用表XXVII的修正參數(shù)，先進行厚度修正，查找最小和最大可接受極限值。注意：將薄件修正后的值作為表面曲率表格未修正的值；（2）表格XXXII的左手一列找到材料的最小接受極限值（未修正），根據(jù)工件/材料的曲率直徑讀出該列相對應的電導率值，將該值作為修正后最小接受極限值；（3）表格XXXII的左手一列找到材料的最大接受極限值（未修正），根據(jù)工件/材料的曲率直徑讀出該列相對應的電導率值，將該值作為修正后最大接受極限值；（4）對于修正前的接受極限值帶有小數(shù)點%IACS的材料，通過較高一級或較低一級的未修正值對應修正后的值；（5）對曲率半徑在表格陣列之間的材料，通過半徑較大一級或較小一級的未修正值對應修正后的值；（6）使用四舍五入的方法記錄讀數(shù)。

5.3.5 對工件測量的電導率值在修正后接受極限范圍內(nèi)則是可接收的。

通過這些年在工作中積累的實踐經(jīng)驗，將相關(guān)知識總結(jié)出來與大家一起分享、探討，相信通俗易懂的文章內(nèi)容有助于應用到飛機維修中無損檢測工作中去。

參考文獻

[1] BOEING PROCESS SPECIFICATION BAC5946[REVISED（AA）09-JUL-2001][S].

[2] BOEING PROCESS SPECIFICATION BAC5651[REVISED（AA）20-SEP-2010][S].

[3] SPECIFICATION SUPPORT STANDARD BSS7351[REVISED（E）31-MAY-2002][S].

（責任編輯：蔣建華）