飞机损伤无损检测技术是检测人员在不破坏材料形状,不改变或不影响其性能的前提下,对飞机承力结构及易损零部件应用各种物理手段,检测肉眼不能直接观察的处于早期发展阶段中的细微缺陷的现代技术,直接影响着航空兵部队平时飞行训练的安全和战时作战效力的发挥。由于各种无损检测方法都是通过一定的中间过程来显示损伤信息的,检测过程中不可避免地受到各种主客观因素的影响,为了提高无损检测结果的可靠性,本文着重分析飞机损伤无损检测的影响因素。
1飞机损伤无损检测的现状和发展
50 年代以前,在装有活塞式发动机的飞机上,飞机的损伤主要靠目视检查。而对于喷气式飞机的损伤检测,单纯靠目视检查已经满足不了安全性要求,需要采用无破坏、不改性的无损检测技术,即磁粉、渗透、射线、超声及涡流等专项检测技术。随着新结构和新材料(如蜂窝结构、复合材料等) 在飞机上的应用,飞机损伤检测的方法和手段也日益增多和更新。目前激光全息照相、红外、声振、声发射和微波检测等检测新技术,已逐步应用并且在某些方面已显示出其独特的性能。
2飞机损伤无损检测的影响因素
2.1设备、工艺、人员和方法的影响
2.1.1设备的影响
无损检测设备是检测人员进行检测的基本工具,也是进行无损检测的物质基础和前提条件,设备的功能和性能是影响无损检测结果可靠性的重要因素。一般说来,无损检测人员对被检材料作出评价的可靠性是和检测设备的先进程度成正比的。在其它条件相同的情况下,设备功能越齐全,性能越好,缺陷越不易漏检,检测结果越可靠。例如,飞机铁磁性零部件在交流剩磁法探伤时,需要在探伤机中配备断电相位控制器。如果没有该控制器,剩磁的不稳定会造成缺陷的漏检,从而留下安全隐患,最终导致事故的发生。对多通道自动探伤系统来说,灵敏度调节十分麻烦,它要求每个通道均匀一致,而且符合探伤灵敏度要求,计算机系统能高精度、快速地实现多通道的灵敏度调节,并能在自动检测过程中进行自动灵敏度补偿。例如,一套用于飞机构件检测的磁力检测系统,共使用36 个磁敏传感器,若用传统方法对二极管输出值进行调整,一次需90min ,误差为±3dB ,采用计算机系统后,用带有人工缺陷的试件自动校准一次仅需10s ,误差仅为±1dB ,不仅提高了检测速度,更保证了检测可靠性。
2.1.2工艺的影响
无损检测工艺的制定和执行也是直接影响检测的重要因素之一。工艺的不同通常会导致检测灵敏度有所不同,例如,在机上原位磁粉检测工艺的制定中,磁化电流值的确定、磁化方法的选取都将影响检测结果;在超声波检测工艺中,探头频率、探头种类选取也是关键,在探薄板时一般选横波探头或表面波探头。
2.1.3人员的影响
无损检测人员从某种程度上来说对检测起着决定性的作用。无损检测方法的有效实施取决于检测工艺制定人员的知识和经验,取决于操作人员的技术及其执行工艺要求和解释结果的能力。具体表现如下:
(1) 检测人员的政治素质是首要问题。不难想象,一个没有事业心和责任心的机务工作者,是不可能把无损检测工作干好的。
(2) 检测人员的技术业务素质是核心。在不考虑其它因素影响的情况下,检测人员的探伤水平是无损检测关键所在。无损检测人员必须知道不同加工制造方法可能引起的缺陷特征,并选用最适于发现这种缺陷的检测方法。例如,要发现锻造及冲压加工件所产生的缺陷,不宜采用射线检测;对于表面淬火裂纹等则宜选用磁粉检测。检测人员还必须具备关于缺陷对材料性能影响方面的丰富知识,以便的磁力检测系统,共使用36 个磁敏传感器,若用传统方法对二极管输出值进行调整,一次需90min ,误差为±3dB ,采用计算机系统后,用带有人工缺陷的
试件自动校准一次仅需10s ,误差仅为±1dB ,不仅提高了检测速度,更保证了检测可靠性[2 ] 。
2.1.2工艺的影响
无损检测工艺的制定和执行也是直接影响检测的重要因素之一。工艺的不同通常会导致检测灵敏度有所不同,例如,在机上原位磁粉检测工艺的制定中,磁化电流值的确定、磁化方法的选取都将影响检测结果;在超声波检测工艺中,探头频率、探头种类选取也是关键,在探薄板时一般选横波探头或表面波探头。
2.1.3人员的影响
无损检测人员从某种程度上来说对检测起着决定性的作用。无损检测方法的有效实施取决于检测工艺制定人员的知识和经验,取决于操作人员的技术及其执行工艺要求和解释结果的能力。具体表现如下:
(1) 检测人员的政治素质是首要问题。不难想象,一个没有事业心和责任心的机务工作者,是不可能把无损检测工作干好的。
(2) 检测人员的技术业务素质是核心。在不考虑其它因素影响的情况下,检测人员的探伤水平是无损检测关键所在。无损检测人员必须知道不同加工制造方法可能引起的缺陷特征,并选用最适于发现这种缺陷的检测方法。例如,要发现锻造及冲压加工件所产生的缺陷,不宜采用射线检测;对于表面淬火裂纹等则宜选用磁粉检测。检测人员还必须具备关于缺陷对材料性能影响方面的丰富知识,以便法的选择。例如,中碳钢退火处理后剩磁较小,属软磁材料,宜选择连续法检测而不能采用剩磁法;再如焊缝的检测,当发现裂纹采用焊接工艺补焊后,热影响区时常产生延迟裂纹,如果过早地检测,常会导致延迟裂纹的漏检。
2.3缺陷的影响
缺陷的位置、形状、方向和尺寸等对缺陷的检测有明显影响。例如,内部缺陷和表面闭合缺陷不能采用渗透法检测;超声检测易发现片状缺陷,而不易发现线状裂纹;射线检测对与射线透照方向一致的缺陷检测灵敏度较高;大缺陷容易检测,小缺陷不易检测等。
2.4环境条件的影响
沿海地区潮湿的空气中含有大量的溶解盐,飞机结构件易产生严重的电化腐蚀,要求无损检测人员把电化腐蚀裂纹作为飞机重点检测项目之一。西北地区风沙大、温差大,复合材料和蜂窝结构易脱粘,探伤时也应把这些部位作为重点。夏季,由于气温高、空气潮湿、积水易使飞机上的蜂窝结构或复合材料发生膨胀,板与板、夹心与蒙皮等就容易脱开,导致蜂窝结构的强度削弱,该处蒙皮变形量增大,气动性能变差,因此,在这种情况下蜂窝结构应作为检测的一个重点。冬季,气温较低,渗透法检测零件时,要求环境温度在15 ℃～40 ℃范围内,温度太低将使渗透液渗透性变差甚至凝固,影响检测效果或根本不能检测。
3结论
除以上飞机损伤无损检测的主要影响因素外,检测飞机的种类、检测间隔时间(即检测周期) 的长短及检测费用的高低等都对检测方法的选取和检测灵敏度有着不可忽视的影响。了解这些影响因素,对检测人员合理地制定检测工艺,选取最佳检测方法和设备,获得可靠的检测结果具有重要意义。
