民航客機(jī)維修中紅外檢測技術(shù)的應(yīng)用及開展

摘要：近年來，紅外熱像技術(shù)廣泛應(yīng)用在民航科技維修過程中，該技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)︼w機(jī)復(fù)合材料在使用過程中存在的不足進(jìn)行檢測。紅外熱像檢測技術(shù)具備檢測結(jié)果精準(zhǔn)、工作效率顯著的特性，應(yīng)普及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：紅外檢測;民航飛機(jī);維修管理

本文對民航客機(jī)維修中紅外檢測技術(shù)概念、方法及特點(diǎn)進(jìn)行分析，并對紅外檢測所需環(huán)境進(jìn)行探討。希望本次研究能夠?qū)γ窈娇蜋C(jī)維修工作的開展帶來幫助。

一、紅外檢測理論分析

（一）紅外檢測定義

紅外檢測指的是將計(jì)算機(jī)、光電成像和圖像處理技術(shù)進(jìn)行充分結(jié)合，接受物體散發(fā)的紅外輻射，并且通過熱象的方式將其顯示出來。在此基礎(chǔ)上，對物體表面溫度進(jìn)行精準(zhǔn)判斷。將紅外檢測技術(shù)與射線檢測和超聲檢測進(jìn)行比較，該技術(shù)具有效率高、精準(zhǔn)度高且無污染的特性。采用紅外探測器轉(zhuǎn)換物體輻射功率，在成像裝置的基礎(chǔ)上精準(zhǔn)模擬輸出信號，能夠?qū)δ繕?biāo)表邊溫度情況進(jìn)行詳細(xì)了解，并且通過電子系統(tǒng)進(jìn)行處理，使其傳達(dá)至顯示器上，從而獲取與表面溫度情況相符的熱象圖。

（二）紅外檢測方法

紅外檢測技術(shù)是在紅外輻射原理的基礎(chǔ)上，對紅外攝像儀進(jìn)行充分利用，對物體表面溫度分布情況進(jìn)行觀察并記錄，從而對物體的損傷和缺陷情況進(jìn)行無損檢測。許多缺陷與材料本身的熱傳導(dǎo)特性有明顯的不同，在特定的熱源作用下，缺陷會對熱傳導(dǎo)產(chǎn)生影響，進(jìn)而導(dǎo)致異常的表面溫度分布，通過紅外熱像儀測量材料部件中，溫度分布情況能夠?qū)ξ矬w的缺陷與破損進(jìn)行判斷，共分為主動性與被動性兩種不同的類型。

被動型紅外檢測不能夠加熱被檢工件，只能夠通過周圍環(huán)境及工件自身溫度差異性。在二者熱交換時開展紅外熱像探測。被動型紅外檢測技術(shù)能夠應(yīng)用在醫(yī)療診斷、設(shè)備質(zhì)量檢測、密閉型建筑檢測等工作之中。例如，飛機(jī)翼面積水檢測和控制面板線路檢測等。主動性紅外檢測技術(shù)能夠?qū)Ρ粰z物體進(jìn)行熱激勵。這樣一來，被檢物體熱平衡失衡，熱激勵期間或者是設(shè)計(jì)力停止之后的特定時間的開展檢測工作，如果工件存在明顯缺陷，那么均勻的熱流被阻斷，在存在缺陷的部位經(jīng)時間延遲工件表面顯示出溫度差，基于觀測到的工件紅外輻射分布情況，紅外熱圖發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)定位，做出針對性評估。

（三）紅外檢測方法特點(diǎn)

將紅外檢測法與X射線超聲波、常規(guī)方法進(jìn)行比較，該方法具有檢測面積廣泛、工作效率高，且檢測結(jié)果精準(zhǔn)直觀的特性，并且能夠應(yīng)用在在線檢測、外場檢測和現(xiàn)場檢測等不同的環(huán)境之中。當(dāng)被檢構(gòu)件溫度超過絕對零度。此外，材料損傷與機(jī)體材料之間的溫度差在熱成像儀檢測范圍之內(nèi)，可由紅外探測儀進(jìn)行識別。因此，進(jìn)行檢測的時間不受任何限制，晝夜均可執(zhí)行。檢測時間能夠自動加熱，自檢測開始到圖像采集之后，此后，開展定量分析工作，一次即可完成。因此，具有較高的自動化程度。同時，圖像信息能夠直觀的顯現(xiàn)出來，能夠?yàn)榇鏅n工作的開展帶來極大便利性。紅外檢測技術(shù)通過主動加溫的方法，加溫過程十分短暫，只需要幾十秒就能夠采集圖像。因此，單側(cè)檢測所需時間較少，用紅外檢測技術(shù)多層復(fù)合材料受損后情況進(jìn)行分析，能夠?qū)Σ牧戏謱印p傷、蜂窩芯脫粘程度進(jìn)行檢驗(yàn)。除此之外，還能夠采用專用軟件來測量計(jì)算損傷面積和深度，從而為維修方案的制定提供數(shù)據(jù)支持。

二、紅外檢測技術(shù)在民航科技維修中的應(yīng)用

當(dāng)前，各個民航企業(yè)將紅外熱像檢測技術(shù)在飛機(jī)復(fù)合材料膠接質(zhì)量檢測、內(nèi)部缺陷檢測等工作過程中廣泛普及應(yīng)用。美國部分航空企業(yè)將該技術(shù)應(yīng)用在飛機(jī)耐熱層潮濕檢測期間。紅外檢測公司的開展應(yīng)以特定程序?yàn)橐罁?jù)，應(yīng)當(dāng)能夠檢測到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)明確的驗(yàn)收中段。

（一）紅外檢測程序分析

BOEING NTM手冊中第10部分是與紅外線檢測技術(shù)相關(guān)的章節(jié)，其中明確了零部件檢測過程中熱成像檢測的具體步驟及方法，在手冊中的第1部分介紹了紅外熱成像檢測工作開展所需要的系統(tǒng)及設(shè)備。隨著我國科技水平的提升，新型復(fù)合材料在市場上出現(xiàn)，并且多元化種類的復(fù)合材料應(yīng)用在飛機(jī)機(jī)翼或者是機(jī)身的建設(shè)過程中。因此，在手冊中明確了對于飛機(jī)復(fù)合材料進(jìn)行損傷檢測的內(nèi)容。這種方法是利用中頻紅外光來掃描復(fù)合材料獲得檢測光譜，并將其與標(biāo)準(zhǔn)光譜做對比，從而判斷檢測區(qū)域[1]。

（二）紅外檢測技術(shù)對工作人員提出的要求

從事紅外熱像檢測的工作人員應(yīng)通過相關(guān)認(rèn)定與資格鑒定，或者與采購標(biāo)準(zhǔn)或者是合同標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定為依據(jù)來執(zhí)行工作。該要求與航空維修中無損檢測方法中的規(guī)范相一致。

（三）紅外檢測技術(shù)對機(jī)械設(shè)備提出的要求

紅外熱像儀在首次使用之后，每年都應(yīng)該將其送至制造廠或者是專業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)，如果發(fā)現(xiàn)儀器無法正常開展工作，或者是會對成像產(chǎn)生影響，也應(yīng)該對其進(jìn)行校準(zhǔn)。

（四）應(yīng)用實(shí)例分析

采用電吹風(fēng)加熱方法對民航方向舵積水情況進(jìn)行檢查。電吹風(fēng)加熱方法需要有兩名工作人員協(xié)同進(jìn)行，其中一名工作人員負(fù)責(zé)采用電吹風(fēng)來對備件區(qū)域進(jìn)行吹風(fēng)加熱，另一名工作人員負(fù)責(zé)采用熱像儀對檢測區(qū)域進(jìn)行掃描，工作環(huán)境溫度區(qū)間在10～35攝氏度區(qū)間能夠應(yīng)用電吹風(fēng)進(jìn)行加熱，如果工作環(huán)境溫度超過35度，應(yīng)采用薄水層方法開展工作，在加熱前應(yīng)對飛機(jī)升降舵情況進(jìn)行目視檢測，被檢表面應(yīng)保持平滑整潔，避免對判斷結(jié)果產(chǎn)生影響。如果在加熱過程中進(jìn)行檢測，那么加熱和檢測工作需要在同一面進(jìn)行，如果備選區(qū)域無法判斷方向舵的形狀變化和結(jié)構(gòu)類型，應(yīng)將其判斷為積水部分，并且應(yīng)該在區(qū)域分布圖上進(jìn)行標(biāo)記。

采用電熱毯加熱方法對升降倉積水情況進(jìn)行檢測，在氣候非常嚴(yán)寒的地區(qū)開展檢測工作時，需要尋找溫度適宜的機(jī)庫，在氣候炎熱的地區(qū)開展檢測時應(yīng)避開高溫時期。在加熱前應(yīng)該對升降倉表面進(jìn)行目視檢測，避免對最終結(jié)果產(chǎn)生影響，飛機(jī)升降舵表面應(yīng)保持干燥，整潔工作人員在升降舵表面均勻鋪放電熱毯，使升降倉表面與電熱毯充分接觸。加熱完成之后，將檢測區(qū)的電塔移除，使紅外儀與被檢表面垂直對準(zhǔn)，使被檢區(qū)域充分展現(xiàn)在成像儀之中。同時工作人員調(diào)整成像儀和焦距，檢測升降舵情況，遵循由下至上的原則開展工作，不同面進(jìn)行檢查時，檢查時間應(yīng)在10分鐘之內(nèi)完成。針對存在顯示的區(qū)域，如果不能夠?qū)ζ湫螤钭兓徒Y(jié)構(gòu)類型進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，將其歸屬為積水區(qū)域[2]。

在實(shí)際檢測過程中，環(huán)境檢測距離均能夠?qū)z測結(jié)果產(chǎn)生影響，不論采用哪種方式進(jìn)行檢測，都應(yīng)該避免在較大風(fēng)力和較高溫度的環(huán)境下開展工作，避免干擾成像儀檢測結(jié)果。成像儀與被檢表面二者的距離應(yīng)在特定范圍之內(nèi)，工作人員應(yīng)該對成像距離進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保檢測具有靈敏度并且為檢測效率提供保障，工作人員在判定檢測結(jié)果過程中，應(yīng)該對被檢工件的形狀變化、結(jié)構(gòu)類型、內(nèi)部填充物和溫度反射條件等進(jìn)行充分了解，對疑似缺陷的部位進(jìn)行再次檢測。

三、結(jié)束語

在航空維修工作之中，紅外熱像技術(shù)的應(yīng)用能夠檢驗(yàn)飛機(jī)服役之中的不足之處。并且對復(fù)合材料的檢測存在特定優(yōu)勢，其他常規(guī)檢測方法無法比擬。對日后民航客機(jī)維修工作的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，紅外成像檢測技術(shù)將會得到十分廣泛的應(yīng)用。想要達(dá)到預(yù)先檢測效果，相關(guān)工作人員應(yīng)該提升自身專業(yè)素養(yǎng)，對紅外成像檢測技術(shù)進(jìn)行充分的了解，將該技術(shù)結(jié)果精準(zhǔn)、工作效率高等特性充分凸顯出來。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬虎.紅外熱波無損檢測技術(shù)在直升機(jī)維修中的應(yīng)用[J].直升機(jī)技術(shù)，2005（02）：49-51.

[2]郭平，陳念蓉，黃慶德.自動渦流檢測技術(shù)在民航發(fā)動機(jī)維修檢測中的應(yīng)用[J].自動化與信息工程，2020（2）：44-48.

作者簡介：

周劍（1987-），男，江西南昌人，漢族，本科，無損探傷高級工程師，從事民航無損檢測研究。