空客A320系列主輪轂無損檢測實例分析

摘要：空客320系列飛機率先使用碳剎車起落架系統，使其輪轂剎車使用周期大大增加。因輪轂在飛機每次起落循環中都會受到較大的沖擊力和制動力，服役環境相當惡劣，故較易產生損傷。本文對近年空客320飛機主輪轂修理中無損檢測發現的問題予以分析，總結了主輪轂常見缺陷和裂紋等損傷的產生原因和無損檢測經驗。

關鍵詞：A320飛機；主輪轂；裂紋；無損檢測

Keywords：A320 aircraft；main hub；crack；NDT

0 引言

A320系列飛機是空客公司研制生產的單通道雙發中短程150座級客機，是第一款使用數字電傳操縱飛控系統的商用飛機，提高了客艙適應性和舒適性。A320系列飛機率先使用碳剎車起落架系統，使其輪轂剎車使用周期大大增加。

到目前為止，國內各航空公司運營的一部分A320系列飛機已服役10年左右，相應存在一批相同使用時間的輪轂。輪轂作為起落架系統的一部分，是飛機三大系統中的重要部分，關乎飛機飛行安全，在每次起落循環中受到較大的沖擊力和制動力，服役環境相當惡劣，較易產生損傷。因此，在每次檢查中都應對輪轂進行最細致的檢查，確保其不會出現超出手冊標準的缺陷。

1 部件維修手冊NDT檢查區域

輪轂作為航材周轉件，在胎皮磨損到一定程度后需要換胎檢查，一般5～7次換胎檢查后要進行大修檢測。換胎檢查僅需要檢查輪轂輪胎座與輪轂外側壁區域，如圖1所示。大修檢查需要對內外半輪進行滲透檢查以及使用磁粉方法檢測連接螺栓、驅動塊等配件。

2 案例分析

部件維修手冊規定掃查區域僅為胎皮座位置（Do an eddy current inspection of each bead seat），未將密封圈槽納入掃查范圍。深航根據經驗，要求工作者對封圈槽區域加以掃查，以下幾個案例驗證了擴大掃查范圍的必要性。

1）案例一

2017年11月24日，主輪轂（SN：外37196/內37217）執行換胎皮渦流檢查時發現封圈處有多處裂紋信號。選擇的渦流儀器為MIZ-21B，探頭為MMP455-50FX，頻率選擇310kHz，此探頭直徑滿足封圈槽底掃查要求。掃查圖如圖2所示。

該輪轂相關信息：自2007年8月1日從原裝飛機上拆下修理至發現缺陷止起落循環數為11899，第4次大修時間為2016年8月9日，至發現缺陷止歷經4次換胎檢查修理。

滲透檢測所用滲透材料為：滲透劑ARDROX 9814、乳化劑ARDROX 9881、顯像劑ARDROX 9D1B。首次按照滲透檢測程序實施滲透檢測，輪轂滲透探傷線上的預清洗采用高壓水槍沖洗，輔以清洗劑ARDROX 9PR5擦拭，顯示結果僅出現一條由腐蝕坑引起的裂紋，長度7mm，如圖3中a）所示。工作人員懷疑缺陷開口被封堵，第二次在預清洗步驟放入超聲波清洗機清洗半小時，清洗后又多顯示出兩條裂紋，一條裂紋清晰顯示，長度為5mm；一條裂紋模糊顯示，長度為4mm。滲透顯示結果如圖3b）、c）所示。

2）案例二

2017年5月23日進行換胎檢查時，輪轂（SN：外36579/內36646）在封圈槽區域發現有渦流顯示，如圖4所示，目視檢測該區域發現漆層有鼓包、開裂痕跡，接觸后漆層有脫落。經過渦流檢查確認疑似裂紋，渦流檢查信號如圖5所示。查詢輪轂的信息：飛行起落循環數為10682，2016年8月12日大修后第三次換胎檢查時發現裂紋信號。

褪去漆層后，使用滲透方法進行驗證，使用水洗型滲透系統（滲透劑ARDROX9705、顯像劑ARDROX9D4A）檢驗效果不理想。后續使用后乳化滲透系統（滲透劑ARDROX 9814、乳化劑ARDROX 9881、顯像劑ARDROX 9D1B），出現微弱的滲透顯示，如圖6所示。

3）案例三

2017年3月24日，輪轂（SN：外43242/內43832）內半輪執行大修檢測時附加渦流檢查發現驅動塊（Drive Block）處有裂紋顯示，如圖7所示。后續使用噴灌裝后乳化型滲透檢測系統反復驗證，發現裂紋顯示，但顯示長度小于渦流顯示長度，如圖8所示。驅動塊作為輪轂與剎車動盤的作用面，在每次飛機剎車尤其是著陸剎車時都承載著極大的剪切力矩，同時由于剎車片的摩擦生熱，還要經歷瞬時的熱沖擊力等復雜環境。在輪轂裝備時，為防止零件咬合，該處需要涂抹矢量防咬劑，經分析裂紋端處很可能滲透了經高溫和剪切力作用的防咬劑，故滲透檢測時檢測出的顯示長度明顯小于渦流顯示長度。

3 總結

輪轂換胎皮檢查時手冊規定區域僅為輪胎座區域，此處R角區域在設計之初已經進行了加強，裂紋產生的可能性已有所降低，但實際檢測中封圈槽區域卻常常發現裂紋。為了保證更好的安全性，建議將檢查范圍擴大至封圈槽區域。尤其是對使用年限較長的輪轂而言，其螺栓孔正上方的封圈槽底區域一方面受力（熱力、沖擊力等）復雜，另一方面封圈槽處在輪轂外側面與連接螺栓結合面構成的直角邊上，加之為密封圈裝配留出空間而去除的部分會削弱應有的強度，這些因素都會使封圈槽出現不易發現的裂紋。一旦裂紋擴展，會產生漏氣甚至更嚴重的不安全事件。

輪轂大修方面，在進行滲透檢測時應注意吹砂褪漆后、滲透前的清洗步驟，防止因污物未清洗干凈而阻礙滲透劑進入缺陷。因輪轂自身的幾何特征，一些部位僅用高壓水沖洗很難達到要求，建議必要時使用超聲波清洗機配合清洗。日常工作中在進行滲透工作前應做好滲透檢測系統的質量控制工作，嚴防檢測靈敏度低于標準。同時，雖然滲透檢測具有全面檢查的優勢，但不能忽視渦流檢查，應根據手冊擴大掃查范圍尤其是受力重點區域，如驅動鍵、輪胎座、封圈槽、螺栓孔和通風孔等區域。

參考文獻

[1] SAFRAN. COMPONENT MAINTENANCE MANUAL32-47-46R11 [Z]. 2019.

[2] SAFRAN. STANDARD PRACTICES MANUAL 32-09-01 R27 [Z]. 2015.

作者簡介

尚澤強，工程師，主要從事民航無損檢測工作。