張文華

（電子科技大學(xué)成都學(xué)院，四川 成都 611730）

當(dāng)前階段在航空設(shè)備安全保障中，無損檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為一項(xiàng)重要的維修手段，并且在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步下，該項(xiàng)技術(shù)得到極大的發(fā)展，不再局限于對(duì)受損零件進(jìn)行檢測(cè)，逐漸擴(kuò)大內(nèi)涵和應(yīng)用范圍，有效地為航空維修工作提供了可靠依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。而在現(xiàn)代新發(fā)展背景下，傳統(tǒng)無損檢測(cè)技術(shù)難以滿足對(duì)航空設(shè)備和零部件的檢測(cè)需求，導(dǎo)致部分缺陷和故障隱患無法被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，影響飛行安全。因此必須在創(chuàng)新理念的指導(dǎo)下，改善傳統(tǒng)無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用情況，通過合理運(yùn)用新型無損檢測(cè)技術(shù)，有利于提升航空技術(shù)維修水平，進(jìn)而保證航空設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)我國航空事業(yè)向前發(fā)展進(jìn)步具有積極的推動(dòng)作用。

1 無損檢測(cè)技術(shù)概述

1.1 無損檢測(cè)技術(shù)概念

無損檢測(cè)技術(shù)的概念是指在不損害材料以及零部件等使用性能、不改變或破壞其形狀與狀態(tài)的基礎(chǔ)上，利用超聲波、射線以及電磁等技術(shù)手段，通過發(fā)揮與被檢測(cè)物體的相互作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料或設(shè)備等內(nèi)部及表面存在缺陷的探測(cè)，有利于確定缺陷的位置、大小、形狀、種類等，相比于以往的破壞性檢測(cè)技術(shù)而言，無損檢測(cè)具有非破壞性、全面性、可靠性等特點(diǎn)，在機(jī)械維修等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備損傷[1]。

最近幾年，隨著我國航空事業(yè)的不斷進(jìn)步，在維修工作中對(duì)于無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，逐漸側(cè)重創(chuàng)新性，以期通過新型無損檢測(cè)技術(shù)適應(yīng)現(xiàn)代航空維修工作的要求，確保航空器安全、穩(wěn)定開展飛行任務(wù)。

1.2 無損檢測(cè)技術(shù)在航空維修中的作用

現(xiàn)階段，無損檢測(cè)技術(shù)在航空維修中已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用，并且能夠發(fā)揮良好作用。比如利用無損檢測(cè)手段能夠完全、有效地檢測(cè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)存在的疲勞裂紋等缺陷，指導(dǎo)維修人員采取相應(yīng)的措施，最大可能地避免發(fā)生飛行安全隱患。在對(duì)損傷部件進(jìn)行維修的過程中，相關(guān)人員先對(duì)損傷區(qū)域開展探測(cè)和評(píng)定，在按照評(píng)估結(jié)果制定針對(duì)性的維修方案，有利于提升維修工作的可行性和科學(xué)性。當(dāng)完成修理后，也可再次使用無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)修理效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，保障維修工作質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)范，提升航空設(shè)備維修可靠性。同時(shí)，由于航空器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)日益創(chuàng)新，在一定程度上促進(jìn)無損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，在實(shí)際維修過程中可實(shí)現(xiàn)即位檢查，即在航空器結(jié)構(gòu)件尚未拆解的情況下，利用無損檢測(cè)技術(shù)能夠順利完成檢測(cè)活動(dòng)，有利于大幅節(jié)省維修時(shí)間和成本。

另外，無損檢測(cè)技術(shù)在應(yīng)用中也可針對(duì)航空器結(jié)構(gòu)的零部件進(jìn)行實(shí)用監(jiān)控，如發(fā)現(xiàn)某些零部件存在微小的缺陷，但沒有達(dá)到判廢標(biāo)準(zhǔn)，為保障其使用安全性，可利用無損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行周期性檢查，合理判斷其承受交變載荷以及應(yīng)力的情況，有效制定維修保養(yǎng)方案。

除此之外，無損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)航空維修工作產(chǎn)生較大的影響，促使定時(shí)維修轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽啃跃S修模式，并改善損傷定位的傳統(tǒng)方法，逐漸趨于損傷定性和定量評(píng)估方向，有利于革新現(xiàn)代航空維修方式[2]。

2 航空維修中的無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用情況

2.1 傳統(tǒng)無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

在航空維修領(lǐng)域內(nèi)，我國所應(yīng)用的傳統(tǒng)無損檢測(cè)技術(shù)主要包括四種，具體如下：

1.超聲波無損檢測(cè)。對(duì)于航空維修無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)形成較為完善的體系，主要是運(yùn)用超聲波檢測(cè)技術(shù)，對(duì)航空事業(yè)發(fā)展起到極大的推動(dòng)作用。在實(shí)踐工作中，相關(guān)維修人員只需要通過一側(cè)對(duì)試件進(jìn)行接觸，即可實(shí)現(xiàn)探傷。并且能夠多種材料實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，有利于針對(duì)航空設(shè)備的內(nèi)部缺陷開展定位性檢測(cè)，具有故障定位準(zhǔn)確、測(cè)定故障影響程度、明確基本性質(zhì)和埋深等。同時(shí)利用超聲波技術(shù)可對(duì)特殊的航空設(shè)備故障開展檢測(cè)，例如測(cè)定零部件的焊接程度是否符合規(guī)范、是否存在裂紋、夾層、折疊等問題。相比于以往的破壞性檢測(cè)而言，能夠提升感知故障的能力，提高檢測(cè)靈敏度，而且對(duì)維修人員的安全性有較好的保障，即便是在野外、水下等特殊環(huán)境內(nèi)，也可有序開展缺陷檢測(cè)工作。但超聲波檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中也存在一定的不足，比如對(duì)氣孔故障則無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確檢測(cè)，尤其是對(duì)于零部件存在較為稀疏的氣孔缺陷時(shí)，難以接收到足夠的超聲回波。所以通常情況下，應(yīng)用超聲波檢測(cè)技術(shù)僅適用于航空器多個(gè)部位存在裂紋問題，主要方法有橫波法和縱波法等。

2.渦流檢測(cè)。其是我國航空維修技術(shù)中的重要組成部分，是借助感應(yīng)電磁波對(duì)設(shè)備和零部件實(shí)施無損探傷的。在應(yīng)用過程中，相關(guān)檢測(cè)人員無需提前準(zhǔn)備耦合劑，具有自動(dòng)化檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，并且在高溫以及高速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，仍能夠有效完成檢測(cè)任務(wù)，特別是對(duì)于監(jiān)控設(shè)備的抗疲勞裂紋等具有較好的檢測(cè)優(yōu)勢(shì)，可在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)獲取準(zhǔn)確的檢查結(jié)果。不過該項(xiàng)技術(shù)也存在諸多局限性，例如檢測(cè)范圍較小，大多是針對(duì)導(dǎo)電性材質(zhì)材料開展檢測(cè)，而且只能在導(dǎo)電性材料的僅表面和表面位置開展探測(cè)，對(duì)于內(nèi)部損傷情況缺乏了解，對(duì)故障情況的判斷也存在模糊的問題。此外，在應(yīng)用渦流檢測(cè)時(shí)，由于感應(yīng)電磁波的性質(zhì)，檢查過程中會(huì)受到多種干擾因素影響，所以該檢測(cè)技術(shù)通常應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及金屬零件的表面裂紋檢測(cè)活動(dòng)中[3]。

3.孔探儀檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)在航空維修工作中是較為常用的檢測(cè)手段，尤其是針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)能夠發(fā)揮良好效果。比如可應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)管件內(nèi)表面或者其他肉眼難以檢查到的封閉結(jié)構(gòu)零件表面缺陷，如破損、變形、燒傷、裂紋等。在實(shí)踐檢測(cè)過程中可及時(shí)發(fā)現(xiàn)高壓壓氣機(jī)進(jìn)口整流葉片、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片以及燃油噴嘴等異常問題，例如積碳、涂層脫落、掉塊等。在使用該技術(shù)時(shí)，一般可將孔探儀分為硬式和軟式，可運(yùn)用在目視不便的檢查場(chǎng)景，在以往維修檢測(cè)活動(dòng)中，經(jīng)常使用高強(qiáng)度光源的光導(dǎo)纖維軟式孔探儀，有利于對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪等部件開展探傷檢查。

4.軸承原位檢測(cè)技術(shù)。其主要是利用音頻診斷技術(shù)，對(duì)軸承聲音開展檢測(cè)，并基于對(duì)聲音的分析處理，合理判斷軸承機(jī)械是否出現(xiàn)磨損、裂紋、膠著、銹蝕或表面剝落等變化，能夠有效檢測(cè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子之間的軸承與軸間狀態(tài)。

2.2 新型無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

在航空事業(yè)不斷發(fā)展的新時(shí)期下，各種航空材料以及設(shè)備逐漸趨向新型化和精密化，因此在維修工作中對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)提出更高的要求，為有效適應(yīng)這一變化，產(chǎn)生了多種新型無損檢測(cè)技術(shù)，具體應(yīng)用如下：

1.紅外線檢測(cè)技術(shù)。其主要原理是航空設(shè)備的相關(guān)材料與裝備等，在運(yùn)行期間會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，通過紅外線檢測(cè)能夠有效反應(yīng)機(jī)械運(yùn)行的狀況，基于設(shè)備熱狀態(tài)判斷是否正常運(yùn)行。

2.微波檢測(cè)技術(shù)。通過測(cè)量航空設(shè)備的基本參數(shù)，有助于表示待檢設(shè)備的微波反應(yīng)情況，再對(duì)微波的物理性能變化進(jìn)行觀察，按照待檢設(shè)備的介電常數(shù)損耗與其正切角的關(guān)系和改變現(xiàn)狀，能夠合理判斷設(shè)備是否存在故障缺陷。

3.激光全息檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)的原理是在物體受到一定載荷作用時(shí)，將產(chǎn)生一定的變化，而這種變化與物體內(nèi)部是否存在缺陷具有密切聯(lián)系。所以當(dāng)外界載荷出現(xiàn)不同情況時(shí)，也會(huì)影響物體的改變程度。激光全息檢測(cè)技術(shù)主要是利用該原理，詳細(xì)記錄在不同情況下對(duì)物體表面變化的情況，再經(jīng)過分析判斷航空設(shè)備及零部件是否存在缺陷[4]。

4.聲波發(fā)射檢測(cè)技術(shù)。隨著近年來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了動(dòng)態(tài)無損檢測(cè)技術(shù)，即聲波發(fā)射檢測(cè)，利用缺陷聲發(fā)射信號(hào)與正常設(shè)備檢測(cè)差異的原理，能夠較為準(zhǔn)確地判斷缺陷嚴(yán)重程度。而且在實(shí)際檢測(cè)過程中，由于缺陷處于不同位置，對(duì)結(jié)構(gòu)造成的傷害也有所不同，所以航空設(shè)備的聲發(fā)射信號(hào)存在一定迥異性，相關(guān)檢測(cè)人員通過明確有缺陷信號(hào)裝置，有利于對(duì)待檢設(shè)備開展全面監(jiān)視，相比于傳統(tǒng)無損檢測(cè)技術(shù)具有較大的優(yōu)勢(shì)，并且適用范圍較廣。

3 新型無損檢測(cè)技術(shù)在航空維修中的應(yīng)用效果與趨勢(shì)分析

3.1 應(yīng)用效果

在航空維修工作實(shí)踐過程中，應(yīng)用超聲波檢測(cè)、渦流檢測(cè)技術(shù)等傳統(tǒng)無損檢測(cè)方法，往往會(huì)消耗工作人員大量的時(shí)間和精力，通過尋找改變區(qū)域判斷缺陷。同時(shí)還需將航空設(shè)備實(shí)施分解處理，便于進(jìn)一步測(cè)量裂紋等缺陷的長(zhǎng)度。對(duì)于檢測(cè)部位和間隔的選擇，大多是依靠過去的維修經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位。由此，采用傳統(tǒng)無損檢測(cè)技術(shù)的時(shí)間效率較低，且準(zhǔn)確性難以保障。在現(xiàn)代航空事業(yè)發(fā)展中，對(duì)于維修工作采用新型無損檢測(cè)技術(shù)是至關(guān)重要的，其具有相對(duì)較好的應(yīng)用效果。通常情況下可針對(duì)航空設(shè)備的結(jié)構(gòu)性損傷進(jìn)行有效檢查。比如針對(duì)航空器結(jié)構(gòu)零部件生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行檢測(cè)、對(duì)航空器在起飛、飛行以及著陸期間因某種因素導(dǎo)致負(fù)載過大所造成的結(jié)構(gòu)損傷，常見的有起落架、機(jī)輪組件損傷等。另外，包括在航空設(shè)備和部件日常維護(hù)中所出現(xiàn)的刮傷、撞傷等，或是受使用環(huán)境的影響出現(xiàn)腐蝕損傷、交變荷載產(chǎn)生的疲勞損傷等，通過利用新型無損檢測(cè)技術(shù)能夠有效發(fā)現(xiàn)損傷，合理判斷損傷程度和影響，有利于幫助維修人員制定和實(shí)施處理方案，最大限度地保障維修效果良好。以聲發(fā)射檢測(cè)方式為例，在實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)中，能夠及時(shí)對(duì)受損設(shè)備和零部件開展測(cè)定，按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的一致性與工作中形同的循環(huán)載荷原理開展檢測(cè)，有利于縮短檢測(cè)時(shí)間，并可進(jìn)行多次檢測(cè)。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中，聲發(fā)射無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，能夠針對(duì)航空設(shè)備的主翼梁與中間耳片的運(yùn)行過程中承受巨大載荷量等情況，有序在工作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施全面檢測(cè)，更加準(zhǔn)確地測(cè)定機(jī)身疲勞裂紋，有助于減少試樣機(jī)的故障隱患[5]。

3.2 未來應(yīng)用趨勢(shì)

為進(jìn)一步提升航空維修工作質(zhì)量和效率，在未來將推動(dòng)無損檢測(cè)技術(shù)朝向以下幾個(gè)方向發(fā)展，以此促進(jìn)航空維修實(shí)效得到提升。

首先，注重結(jié)合多種檢測(cè)技術(shù)。根據(jù)現(xiàn)有的無損檢測(cè)技術(shù)特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中均存在自身優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，比如傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)中渦流測(cè)定方法無需接觸試件，且無不需要使用耦合介質(zhì)，具有檢測(cè)速度較快的特征，對(duì)于金屬材料表面與存在僅表面缺陷的設(shè)備和零部件實(shí)施檢測(cè)，具有較高的靈敏難度。不過其存在操作難度大、容易出現(xiàn)漏檢或者誤判等情況。而且孔探儀檢測(cè)設(shè)備受檢測(cè)部位的影響較大，而且僅能夠發(fā)現(xiàn)檢測(cè)對(duì)象表面存在的缺陷，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部缺陷的判定。所以今后航空維修檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程中，將會(huì)越來越注重將傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)與新型檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用模式，從而及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)航空設(shè)備及零部件的缺陷情況，進(jìn)而制定相應(yīng)的處理措施。

其次，從無損檢測(cè)逐漸趨向無損評(píng)估。根據(jù)航空維修工作的特點(diǎn)，其實(shí)施檢測(cè)的質(zhì)量將直接決定設(shè)備及零部件的性能發(fā)展效果，因此為充分提升檢測(cè)可靠性，則應(yīng)當(dāng)注重減少人為因素的干預(yù)。結(jié)合當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可利用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)無損檢測(cè)，并智能化處理各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，切實(shí)推動(dòng)定性檢測(cè)轉(zhuǎn)變向定量檢測(cè)、自動(dòng)檢測(cè)，以此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化無損評(píng)估，減輕無損檢測(cè)與評(píng)價(jià)工作負(fù)擔(dān)、降低航空維修成本。

最后，強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)便捷式的快捷檢測(cè)。對(duì)于航空重要設(shè)備的維修，一般包括外場(chǎng)維修和返廠維修兩種模式，在外場(chǎng)維修中，開展無損檢測(cè)技術(shù)的目的是保證飛行任務(wù)的有效完成，因此需要提升檢測(cè)和處理效率。為避免對(duì)航空飛行任務(wù)產(chǎn)生較大的阻礙，在無損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中，則需要朝向便捷式、快速化的實(shí)施檢測(cè)，有利于節(jié)約維修周期，進(jìn)而降低維修成本。

4 結(jié)語

綜上所述，無損檢測(cè)技術(shù)在當(dāng)前屬于一門新興的綜合性應(yīng)用技術(shù)，在航空維修這一重要領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用發(fā)展?jié)摿?。?jīng)過最近幾年的持續(xù)發(fā)展，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的支持下，針對(duì)航空維修開展無損檢測(cè)技術(shù)取得較大的成就，在傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)多種新型檢測(cè)手段，促使航空設(shè)備維修的可靠性得到大幅提高。同時(shí)對(duì)于新型無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，也有利于縮短檢測(cè)和維修時(shí)間，避免設(shè)備和零部件受到破壞，有利于推動(dòng)航空事業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。