无损检测在航空维修中的应用研究

王丽明，辛朝阳，陈 强

（黄河交通学院，河南 焦作 454950）

在目前科学技术高速发展的背景下，无损检测技术也得到了持续的完善优化，尤其是在航空维修领域当中，无损检测方式起到了十分重要的作用，通过无损检测方式的应用，除却能够对各类航空零件内部存在的问题进行检测之外，也能够对于飞行设备有着紧密联系的零件展开检测，明确其使用时间。而站在实际发展的角度上来看，我国无损检测技术在航空领域当中的应用相对较晚，在近年来的发展进程中，随着各大航空公司维修力量的持续提升，无损检测技术也得到了重点关注，为了确保无损检测能够有效发挥出自身作用，就应当加大对于传统无损检测技术以及新型无损检测技术的研究力度，为航空维修工作的发展奠定坚实基础。

1 无损检测技术的基本概述

无损检测技术，其主要就是使用电磁辐射或是超声波等类型的技术措施，对待检测物体展开扫描与检测，并且通过这种检测方式，也不会对待检测物体自身的特性产生影响。相对于传统的破坏检测方式来说，无损检测具备着无损性、全面性以及可靠性等多种特征，也正是由于这些特点，使得无损检测技术在各大社会领域当中都得到了极其广泛的应用，已经成为了保证设备安全与质量的重要措施。而较为常用的无损检测方式，主要为涡流检测、超声波检测及红外检测等内容，首先，在超声波检测技术的应用阶段中，主要就是采用频率高于20 kHz 的机械波，使其能够以特定的速度以及方向进行传播，以此来通过被检测材料，如果材料内部存在缺陷或是出现变化时，被检测材料的下表面部位就会出现反射，这种技术广泛应用在航空检查的超声波探伤当中，较为常见的为脉冲控制，能够对锻件或是焊缝进行检查；其次为磁粉检测技术，对铁磁性元件进行磁化处理后，如果元件的表面部位存在着缺陷，铁磁元件自身的磁阻就会不断提升，而根据物理学当中的磁性现象，在缺陷的表面部位磁力线就会弯曲，更好地显示出缺陷磁场的趋势，使得元件表面的磁粉能够更好地显示出缺陷[1]。

2 传统无损检测技术在航空维修中的应用

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数检测。其主要就是将高频声束直接射入到被检材料当中，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。通过超声波检测法的应用，能够利用超声波的基本原理来对设备进行全面检测，而工作人员也可以在设备的另一端部位进行检测，从而进一步提高检测的准确性，同时，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。举例说明，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[2]。

2.2 涡流检测技术的应用

涡流检测方式，主要就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运力所产生的影响，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。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]。

3 新型无损检测技术在航空维修中的应用

在全新的无损检测技术当中，除却需要满足基本的检测需求之外，还要保证稳定的检测质量、更高的检测效率及更低的维护管理成本。而在传统的无损检测工作当中，其存在着较为显著的局限性，比如磁粉检测技术以及渗透检测技术，其适用范围有着较为显著的局限性，已经很难满足目前大多数复合材料的基本检测需求，在加上部分材料对于操作的要求较高，使得传统无损检测技术在部分发达国家中已经被淘汰。因此，无论是在规模还是形式上，传统无损检测技术都需要进行更新换代。

3.1 红外线检测技术与激光全息检测技术

在航空设备的运转阶段中，各类零件与材料都会产生热能，这也是机械设备运行阶段中所产生的一种常见物理现象，而针对航空设备运转阶段中所出现的发热情况进行检测，就可以进一步明确航空设备中存在的各类问题。红外线检测技术主要就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中进行操作，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[4]。

3.2 航空维修无损检测系统的建立

3.2.1 基本构成

在建立航空维修无损检测系统的过程中，应当将系统维修工程当中的研究方式作为核心内容，从而对航空维修业无损检测工作的开展现状进行深入分析，在其中明确无损检测理念、检测方式、组织管理模式及所用设备等多种内容。以此为基础来对原始结构进行现代化的开发与完善，在其中提供出全新的任务内容，构建起4 个互相联系并且互相独立的子系统，分别为组织管理、人员培养、技术方式及指导理论，从而形成内容更加完善，功能更加全面的无损检测系统。

3.2.2 学习内容

无损检测系统，其在本质上属于一种根据航空维修无损检测的基本特征所展开的研究工作，同时也属于一种高级系统，主要由各类功能互相链接的子系统所构成，其中主要囊括了以下几方面内容：首先为理论体系，在无损检测系统当中，具体囊括了无损检测理论以及管理维护理论这2 种内容，在无损检测基础理论内容中，涉及到了多种应用理论，发展理论中则包括了声发射、红外及激光等发展理论。而无损检测系统建立的主要目标，就在于确保航空维修工作的开展效率以及战略转型等方面提出的全新要求能够得到集中，积极探索设备维护理论以及技术发展的全新内容。随着无损检测理论相关研究成果的逐步实施，进一步形成了一种具备着航空维修特性的无损检测理论体系，从而为航空维修提供更加优异的理论指导内容，为新时代航空维修无损检测技术的发展奠定坚实基础；其次为技术体系，无损检测的技术体系，主要就是将传统检测方式及无损检测理论作为基础内容所形成的，其具备航空技术的构造特征，以及高温度、高湿度的环境条件。在进行针对性的研究后，就可以提出对应的解决方案，对无损检测方式以及过程参数等内容进行完善优化，从而构建起一种能够满足航空设备基本需求的集成技术系统，实现全面的无损检测，为航空维修无损检测的发展提供助力。技术方式属于无损检测理论的一种特殊应用形式，也属于理论体系的拓展；最后为组织管理体系，无损检测的组织管理系统，其具备着较为显著的复杂性特征，主要是由无损检测组织以及无损检测规则等内容所构成，主要任务就在于创建与优化。在无损检测组织管理机构及相关规章制度，要在无损检测的职责范围当中实施，以此来保证无损检测组织的顺利协调。

3.3 声发射检测技术的应用

声发射技术，其属于一种应用越来越广泛的现代化无损检测技术，受力构建的材料内部，其在裂纹出现及不断拓展的过程中，往往会释放出塑性应变，并以一种应力波的形式来逐步向外拓展，这种现象就属于声发射线性，而声发射技术就是通过灵敏度较高的声发射压电传感器，将其直接安装在受力构件的表面部位，从而形成一种传感器陈列模式，这样就可以对构建内部裂纹的动态变化进行捕捉，而通过对于这部分信号所进行的处理分析，就可以对材料当中所获取的损伤情况进行深入研究分析。简单来说，声发射技术就属于一种听声技术，与医生采用听诊器来对人体进行听声诊病的方式基本一致，通过听取构件内部故障声音的方式来对构件加以诊断。声发射检测方式，其在本质上属于动态无损伤检测方式，主要采用了损伤声发射信号与无损伤设备发射信号存在差异的特征，针对航空设备的损伤情况展开更加科学合理的判断，并且不同的损伤问题出现在不同位置上，所产生的损害也并不相同。而工作人员在确定损伤零件的过程中，还能够对相关设备进行科学合理的监测，这也是传统无损检测方式当中无法完成的内容，大部分航空材料都存在着对应的声发射现象，这也代表着声发射检测技术的应用，在一定环境当中不会受到材料所产生的限制。而在我国声发射技术的发展进程中，最早于1994—1995 年租借了1 套声发射检测设备，对歼教七飞机展开了持续1 年的疲劳试验，并且取得了极大的成功，这也为我国声发射检测技术的后续发展起到了良好的促进作用[5]。

3.4 微波技术的应用

在航空维修领域当中，微波技术主要应用在设备缺陷的检测工作当中。通过对微波振幅以及波形频率等数据信息的收集，就能够准确判断航空设备目前的运转状态，实现对于设备运转状态的实时性检测。同时，还应当针对设备当中其他的参数信息展开全面测量，以此来显示航天设备对于微波所产生的实际反应。根据对于各类数据信息进行综合分析后得出的结果，就可以对设备是否出现故障问题进行预测。

4 无损检测技术在航空维修中的发展趋势

在目前科技发展水平不断提升的背景下，无论在工程建设还是农业生产当中，航空技术都发挥了至关重要的作用，与群众的日常生活之间也有着极其紧密的联系，因此，这就需要高效应用航空航天技术来提升系统运转的稳定性，这也是目前航空技术发展进程中急需解决的问题，而无损检测技术在航空维修当中的发展趋势，主要体现在以下几方面内容：首先为新型检测技术的应用，随着航空研究水平的不断提升，无论是在航空维修技术的提升还是航空维修理念的完善方面，都取得了突破性的进展，这也为社会的发展起到了良好的促进作用，而除却上文中介绍的各类新型无损检测技术之外，射线技术以及热成像技术等，在航空维修当中也起到了十分优异的应用效果；其次为检测技术的综合化应用，在未来的发展进程中，检测技术综合应用的研究力度必然会逐步提升，通过综合应用的方式可以在最大程度上发挥出各种检测技术所具备的作用，保证不同技术之间能实现优势互补，在逐步降低航空维修成本的同时，促进维修效率与维修质量的稳步提升。举例说明，涡流技术在航空维修领域当中的应用，尽管其能够在短时间内找寻出设备表面部位存在的缺陷，但很容易引发少检或是错检等问题出现。因此，为了有效降低航空维修工作当中这方面问题的发生几率，就必须要加大对于无损检测技术的综合应用研究力度，从而为缺陷检测准确性的提升提供保障；最后为检测速度的提升，保证无损检测的工作质量与工作效率属于强化航空设备检测速度的基本前提，能够在缩短航空设备维修时间的同时，稳步提高系统运转的稳定性，而随着当前航空设备应用范围的逐步拓展，如何有效提升系统的运转性能已经成为了航空领域发展中的关键内容。因此，无论是在提升设备运转安全性与稳定性，还是降低设备维修成本等方面，都必须要进一步提升无损检测速度[6]。

5 结束语

综上所述，虽然航空技术的发展时间与应用时间比较短，但其已经给群众的日常生活带来了极大的便利，并且在多个社会领域中都存在着极大的发展潜力。因此，为了确保航空技术能够更好地发挥出自身的实际作用，降低各类问题的发生几率，就必须要加大对于无损检测技术的研究力度，通过对于各类传统检测技术的创新研究，实现各类新型无损检测技术的拓展应用，从而为航空维修工作的开展起到良好的促进作用。