航空工業(yè)中的無損檢測技術(shù)及其進展

陳鵬 張朋 陳東峰

摘? 要：為根本上保障航空工業(yè)生產(chǎn)進程，還需要引入先進的無損檢測技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)與解決存在于航空產(chǎn)品生產(chǎn)期間的各類問題。基于此，本文以無損檢測技術(shù)概念為切入點，提出無損檢測技術(shù)在航空工業(yè)質(zhì)量控制中的應(yīng)用優(yōu)勢。分析航空工業(yè)不同無損檢測技術(shù)應(yīng)用要點，制定能夠提升無損檢測工作開展水平的具體管控對策，以期為相關(guān)工作人員提供理論性幫助。

關(guān)鍵詞：航空工業(yè);無損檢測技術(shù);實際應(yīng)用

前言：通過將無損檢測技術(shù)應(yīng)用在航空工業(yè)質(zhì)量控制中，能夠在不破壞產(chǎn)品性質(zhì)及結(jié)構(gòu)的前提下全面分析結(jié)構(gòu)各項性質(zhì)，找出航空產(chǎn)品質(zhì)量問題，并制定出專項管控對策。現(xiàn)階段無損檢測技術(shù)已發(fā)展出了多種類型，不同檢測技術(shù)的應(yīng)用要求與適用范圍存在較大差異，需要工作人員結(jié)合航空工業(yè)具體生產(chǎn)要求，制定出專項可行的無損檢測管控機制。

1、概述無損檢測技術(shù)

1.1無損檢測技術(shù)概念

無損檢測就是在不損壞或不影響被檢測對象性能、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的同時，借助物理或化學(xué)手段，分析因建筑結(jié)構(gòu)異常或缺陷問題引發(fā)的熱、聲、光、電變化，從而判斷被檢測對象狀態(tài)、缺陷類型、數(shù)量、性能變化規(guī)律等。

現(xiàn)有無損檢測技術(shù)已經(jīng)成為生產(chǎn)工程質(zhì)量管理重要方式，對工程生產(chǎn)生產(chǎn)期間的綜合效益具有直接影響。隨著科技技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，無損檢測工作也涌現(xiàn)出了更多檢測方式，如射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測或液體滲透檢測等。

1.2航空工業(yè)無損檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

航空工業(yè)具有強度高、工業(yè)化水平顯著、經(jīng)濟效益良好等優(yōu)勢。現(xiàn)階段評估航空產(chǎn)品安全性、穩(wěn)定性的方式主要采用模擬實驗、破壞性試驗、無損檢測等。其中，模擬試驗就是通過模擬航空產(chǎn)品規(guī)格、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式，對航空產(chǎn)品整體性能進行定量評估。在具體運行檢測期間的成本高、周期長;破壞性試驗就是采用破壞手段檢測試件各項性能指標，雖然檢測結(jié)果更加精準、直觀，但難以對全部構(gòu)件進行檢測，檢測效率較低;無損檢測可以在不破壞被檢測構(gòu)件的情況下獲得全面精準的檢測結(jié)果，現(xiàn)階段應(yīng)用范圍逐步擴大。

我國于20世紀50年代初次引入無損檢測技術(shù)，距今以實現(xiàn)廣泛普及，并獲得了巨大的經(jīng)濟與社會效益。現(xiàn)階段無損檢測技已經(jīng)成為融合眾多新興技術(shù)、先進設(shè)備的綜合學(xué)科，通過分析檢測對象物理原理及化學(xué)現(xiàn)象，評估其安全性、可靠性。

無損檢測共經(jīng)歷無損探傷、無損檢測、無損評價三個階段。無損探傷就是對被檢測對象的缺陷問題進行探測與分析;無損檢測應(yīng)當在探測及發(fā)現(xiàn)缺陷的基礎(chǔ)上，更加細致的檢測出缺陷大小、缺陷位置、缺陷性質(zhì)與缺陷狀態(tài)。無損評價工作不僅需要發(fā)現(xiàn)被檢測對象缺陷問題，還需要對被檢測對象結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)展開系統(tǒng)分析，進而評估被檢測對象的運行狀態(tài)與使用壽命。

當前應(yīng)用在航空工業(yè)中的無損檢測技術(shù)主要為磁粉檢測技術(shù)、滲透檢測技術(shù)、渦流檢測技術(shù)、超聲波檢測技術(shù)等。

1.3航空工業(yè)無損檢測技術(shù)實際應(yīng)用優(yōu)勢

一方面，優(yōu)化工程航空產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)。通過開展航空產(chǎn)品無損檢測工作，能夠切實保障工程航空產(chǎn)品整體生產(chǎn)質(zhì)量管控水平。當前航空產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)種類更加完善，生產(chǎn)技術(shù)成熟，無損檢測工作也可進一步推動項目生產(chǎn)工藝的升級工作。通過發(fā)現(xiàn)并解決存在于航空產(chǎn)品生產(chǎn)期間的各類問題;

另一方面，增強航空產(chǎn)品生產(chǎn)綜合效益。通過使用合理的航空工業(yè)無損檢測技術(shù)，切實提升工程航空產(chǎn)品生產(chǎn)期間的可控性，增強各類物資資源利用率，控制工程航空產(chǎn)品后期維護成本。

2、航空工業(yè)質(zhì)量控制中不同無損檢測技術(shù)的應(yīng)用要點

2.1聲發(fā)射檢測技術(shù)

在航空產(chǎn)品受到內(nèi)力或外力作用下而出現(xiàn)形變、斷裂問題時，會釋放出彈性波。聲發(fā)射檢測主要就是結(jié)合先進檢測設(shè)備，檢測出受力期間鋼材料釋放出的應(yīng)力波，判斷結(jié)構(gòu)損傷程度，并找到構(gòu)件損傷部位。

聲發(fā)射檢測技術(shù)可被應(yīng)用在各類被檢測對象的動態(tài)檢測中，遠距離監(jiān)測設(shè)備及運行缺陷問題，全面評估航空產(chǎn)品安全性與可靠性。但就目前來看，聲發(fā)射檢測無法檢測產(chǎn)品靜態(tài)缺陷，檢測結(jié)果的精準性與可靠性極易受到周邊環(huán)境影響。同時，聲發(fā)射檢測設(shè)備投入成本高，現(xiàn)有檢測體系尚未成熟。

2.2超聲波檢測技術(shù)

超聲波檢測技術(shù)就是使用頻率大于20千赫兆的機械波，基于振動傳播時介質(zhì)振動方向，判斷波形傳播方向。超聲波可分為縱波、橫波、表面波及板型波等多種形式，航空產(chǎn)品檢測主要使用縱波及橫波。在超聲波檢測時，檢測探頭產(chǎn)生出的超聲波會在被檢測航空產(chǎn)品中依照具有既有速度傳播。如航空產(chǎn)品異質(zhì)界面出現(xiàn)氣孔、夾渣等問題情況下，一部分超聲波會被反射出來，經(jīng)過儀器處理后進入到示波屏，直觀展示出缺陷回波。

在超聲波檢測技術(shù)應(yīng)用過程中，檢測結(jié)果的可追溯性較差，定性定量不精準。同時，檢測結(jié)果的精準性極易受到人員檢測專業(yè)水平與職業(yè)技能因素影響，需要在實際檢測過程中加強管控力度，

2.3射線檢測技術(shù)

射線檢測技術(shù)就是利用射線波長短、頻率高特征，通過使用X射線機、放射性同位素等作為放射源發(fā)射射線，射線穿透被檢測航空產(chǎn)品表面，將過射線吸收與射線作用，快速找到航空產(chǎn)品厚度差位置以及發(fā)生原因。基于射線原理，不同強度射線的記錄介質(zhì)與射線膠片位置處會吸收特定數(shù)量光子，在經(jīng)過暗室處理時，底片處會出現(xiàn)不同黑度缺陷影像，通過分析此些影像也能夠判斷缺陷大小以及缺陷具體性質(zhì)。

因射線吸收率與材料密度密切相關(guān)，因此可被更好應(yīng)用在焊縫裂縫、夾渣、未焊透等問題檢測過程中。同時，射線檢測技術(shù)不僅能夠直觀展示缺陷位置，還可以檢測出缺陷尺寸，并及時將檢測結(jié)果存檔。

3、航空工業(yè)質(zhì)量控制中無損檢測工作管控要點

3.1加強現(xiàn)場檢測管控力度

在檢測工作開展前對設(shè)備進行校準處理，著重關(guān)注現(xiàn)場環(huán)境因素對工程質(zhì)量水平造成的不利影響。嚴格實施全值班制度或全面檢測管理制度，借助先進的檢測技術(shù)平臺的生產(chǎn)工程生產(chǎn)進度及質(zhì)量進行全程監(jiān)管。電腦系統(tǒng)接受超聲巡回信息并轉(zhuǎn)化成3D圖像，直觀展現(xiàn)出焊縫結(jié)構(gòu)以及焊縫缺陷問題，使此些問題能夠得到及時解決，從根本上保障航空工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與效率，最大限度消除建筑工程生產(chǎn)期間的隱患問題。

3.2提升檢測人員綜合素質(zhì)

檢測人員專業(yè)素質(zhì)與職業(yè)素養(yǎng)可直接影響到無損檢測技術(shù)的應(yīng)用效果，為充分發(fā)揮出無損檢測技術(shù)在航空工業(yè)質(zhì)量管理工作中的積極作用，還需要著重構(gòu)建起一支高素質(zhì)無損檢測團隊，確保各類先進的無損檢測技術(shù)能夠被更好的應(yīng)用在工程質(zhì)量管理過程中。要求檢測部門定期在人員群體中開展理論知識與專業(yè)技能的培訓(xùn)工作，確保檢測人員能夠明確檢測工作開展標準，靈活操作各項檢測設(shè)備。將無損檢測結(jié)果與人員績效評估結(jié)合在一起，使檢測人員能夠自覺遵守?zé)o損檢測規(guī)范。

總結(jié)：總而言之，為從根本上提升無損檢測技術(shù)應(yīng)用水平，應(yīng)結(jié)合航空工業(yè)實際生產(chǎn)要點，建立起專項可行的檢測體系。為從根本上增強航空產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量水平，還需要在具體生產(chǎn)與質(zhì)量管理期間引入適宜的無損檢測技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)航空產(chǎn)品損傷，根據(jù)檢測結(jié)果優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)方案。著重建立多元檢測技術(shù)體系，配合使用超聲波或磁粉等無損檢測技術(shù)對航空產(chǎn)品構(gòu)件進行非接觸式檢測，從根本上提升檢測精準度，擴大檢測范圍。

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