无损检测在航空装备维修中的应用与发展

郑科党立黄超

航空工业陕西飞机工业有限责任公司 陕西省汉中市 723213

摘 要：新时期科学技术迅猛发展，无损检测技术获得了良好的发展。现如今无损检测技术已被广泛应用在各个领域中，尤其是航空装备方面，可以保证装备的可靠安全运行，满足适航性的要求，创造良好的经济效益。当前航空工业对无损检测的要求越来越高，需要提倡新的无损检测思路及其理念，这对无损检测技术在航空装备中的研究与应用提供了有利条件，有利于实现基于信息化、图像化、数字化的绿色无损检测技术的发展。本文就对航空装备维修中无损检测技术的应用及未来趋势进行分析和探讨。

关键词：无损检测；航空装备；维修；应用；发展

1航空装备维修检测的特点

（1）结构复杂，多数情况下，自动化装置并不能起到很好的效果。

（2）材料广泛。包括铝合金、钛合金、高强度钢、复合材料等。以复合材料为例，其失效现象较为独特，主要存在着分层、基体开裂、纤维断裂等缺陷，同时由于声学各向异性以及声波衰减系数较高，使得传统的超声波探测难以进行。钛合金是非磁性材料，但为粗晶态，在超声波、涡流探测等方面均遇到了新问题。

（3）目标的复杂性。无论是老式飞机，还是新机型，在许多场合下，其探测能力都较差，尤其是叶片、压气机盘、涡轮盘等部件，更是使检验工作十分困难。

（4）在某些特定部位、特殊区域和可能的故障探测方面，必须事先进行相关的研究。由于缺乏有关数据，这一工作常常基于已有的试验经验进行大量的前期研究，因此其危险性很高。

2 无损检测在航空装备维修中的应用

2.1 超声波检测技术的应用

在航空维修工作的实际开展进程中，经常会采用超声波检测的方式来针对航空设备展开无损检测。其主要就是将高频声束直接射入被检材料当中，在经过不同介质后可以形成对应的反射，这时检测人员就可以根据声束的反射信号来确定好裂纹的损伤位置。超声波检测方式也可以对产生问题的航空设备零件进行优化处理，在短时间内找寻出航空设备零件出现问题的主要位置以及基本属性，工作人员检测工作当中，对于检测得出的参数信息也能够及时进行储存，为后续的使用奠定坚实基础。而在那些较为重要的航空零件当中，如果产生了损伤，工作人员就可以采用超声波检测的方式来找寻出具体的受损部位，为后续维修工作的开展起到良好的促进作用，并且超声波检测技术自身具备着较强的适应性以及灵活性特征，可以在各种条件下展开检测工作，然而，由于部分客观因素产生的影响，使得超声波检测技术的应用存在着一定程度的局限性。比如，在采用超声波检测方式来对球状设备的损伤情况进行检测时，就很难收集到对应数量的回波，导致工作人员无法对损伤情况进行正确的鉴别[1]。

2.2 涡流检测技术的应用

涡流检测技术主要是将电磁感应作为基础内容所进行的检测工作，而这种方式，目前主要应用在各类航空导电材料的检测工作当中。在采用涡流检测方式的过程中，并不需要采用超声波耦合剂，能够以非接触的方式来对被检设备进行检测，同时，通过涡流检测方式也能够实现自动化的无损检测，更好地找寻出导电材料内部存在的疲劳裂缝。而涡流检测方式还具备操作较为便捷等多种特征，在实际使用阶段中，很难对材料损伤的具体范围进行确定，再加上受到自身运行能力所产生的影响，如果处在电磁环境较强的环境当中进行检测工作，就会大幅度降低检测结果的准确性[2]。

一般情况下，在航空设备当中所出现的疲劳裂缝，主要体现在相关零件的表面部位上，而通过涡流检测技术来对裂缝进行检测，则不需要对零件表面的油质进行清理，这也使得涡流检测方式在航空设备的无损检测工作当中得到了十分广泛的应用。并且这种涡流检测方式所针对的主要为航空设备当中的非磁性零件以及设备裂缝等内容，能够有效提高检测质量与检测效率。而站在实际情况的角度上来看，涡流检测属于一种应用较为广泛的检测措施，不仅对工件表面没有过高的要求，也有利于现场检测工作的开展，但其会受到工件形状所产生的影响，在特殊形状下不仅会影响到检测效率，也无法直观显示出缺陷内容，这也使其只能应用在表面以及近表面的缺陷检测工作中[3]。

2.3 红外线检测技术与激光全息检测技术的应用

红外线检测技术是将探测装置以及热激发装置结合在机匣当中，并且在机匣当中还设置有手提触发装置，这也有利于操作人员进行检测，还可以将其直接安装在三脚架等装置当中进行检测。这种红外热成像检测技术，具备着速度快以及较为直观等多种特征，不仅可以直接在现场进行操作，所产生的成本消耗也比较低。同时，如果航空设备受到了荷载作用力所产生的影响，自身就会出现一定程度的变化，而这种变化也与内部的损伤问题有着紧密联系，在外界荷载作用力不同的情况下，相关设备与零件所产生的变化也不相同，而激光全息检测方式就是利用航空设备的这种物理性质，以此来对航空设备的变化程度进行检测记录，并对记录的数据信息进行科学合理的分析，从而对相关零件与设备的损伤情况加以判断[3]。

3航空装备维修无损检测技术发展趋势

3.1 绿色NDT的发展

绿色制造是采用节能减排技术来生产与制造机械设备，符合环境友好型的要求，这也是机械制造业的重要发展趋势，未来的无损检测设备也应是绿色设备。部分会污染环境或传统落后的检测方法逐步被新的检测媒介所取代，如漏磁检测技术的发展，磁粉探伤的方法已经不再满足时代的发展，逐渐被社会所淘汰。又如：在超声检测技术快速发展的背景下，TOFD技术在焊缝检测中的作用日益突出，用超声TOFD来取代射线检测，这与绿色检测理念相符合，成为未来的发展方向。

3.2 结构健康监测技术的发展

结构健康监测主要是采取相关的措施来监测和评价结构健康状况，在结构出现疲劳裂纹或早期损失时，利用该技术可以修复结构，以免结构出现不可修复的破坏。在航空装备检测中运用健康监测的方式，可以延长装备的使用寿命，提高装备的稳定性，但是单一的方法具有一定的局限性，因此可以联合使用多种方法，继而达到理想的检测效果。值得注意的是，目前大部分都是损伤检测，只能连续检测预设的传感器，尚未实现真正意义上的健康监测。

3.3 激光散斑干涉和红外等技术的发展

复合材料在新型飞机中的应用，尤其是商用大飞机和四、五代战机等方面的运用极为广泛，小型化的激光散斑干涉检测仪和红外热成像等可以对复合材料脱粘和分层等缺陷进行大面积与快速的检测。可以说，这些先进的科学技术和仪器设备今后在外场也会具有很好的应用范围[4]。无损检测技术作为一种新型的技术，其在保证航空装备的可靠和安全运行方面发挥着重要的技术支撑，信息化、图像化和数字化的绿色无损检测将会成为未来检测技术的重要发展方向。

结束语

总而言之，随着我国科学技术的提高，无损检测在航空装备的运用日渐成熟，无损检测对航空装备应用的安全性得到了有效提升，对航空装备的检测效率也得到了提高，对于航空事业的发展有着重要的作用。在航天维修中，无损检测技术可以给航空维修的质量带来很高的保障，这也是确保航空飞行安全的前提条件。一般来说，无损检测的综合性比较强，可以对航空装备的零部件材料内部结构进行探测，通过探测后得到的数据能及时地发现所存在的问题，可以有效地规避安全隐患，从而提高飞机在飞行过程中的安全。无损检测技术应用在航空维修中，能够在很大程度上降低航空装备维修的难度，从而提高航空装备的运行效率。

参考文献

[1]詹绍正，王丹，宁宁.航空复合材料结构无损检测对比试块的研制[J].无损检测，2021，43(11):58-63.

[2]张雄.残余应力无损检测装备的自动定位及实现研究[D].重庆理工大学，2021.

[3]韩俊霞.探析无损检测在航空工业中的问题与对策[J].内燃机与配件，2021，(03):129-130.

[4]华泽锋.航空发动机叶片微缺陷自动检测系统研究[D].国防科技大学，2020.