无损检测技术在军用飞机修理中的应用.pdf

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1、无损检测技术在军用飞机修理中的应用ApplicationofNDTinMilitaryAircraftMaintenance■曹强韩道荣／国营芜湖机械厂摘要：介绍了军用飞机修理中应用无损检测技术的特点．简要论述了磁粉检测，渗透检测、超声波检测等5种常规无损检测方法在军用飞机修理中的应用情况，以及CR／DR检测技术及复合材料超声波检测技术的应用情况。关键词：军用飞机：维修：无损检测Keywords：militaryaircraft；maintenance；nondestructiveexaminat

2、ion0引言无损检测是指以不损坏目前及其将来使用功能和使用可靠性的方式，对材料、制件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、化学成分分析、组织结构和力学性能变化的表征，并进而就材料或制件对特定应用的适用性进行评价的一门学科‘¨。高温、高速、高压和高应力是军机的使用特点。军用飞机修理的目的是为了提前发现飞机可能存在的故障隐患，而无损检测是发现飞机和发动机疲劳裂纹、腐蚀裂纹、脱粘等故障的重要手段，同时还能及时跟踪损伤的扩展情况。1军用飞机修理中无损检测技术的应用特点1．1结构复杂，原位检测项目多目前，我国军用

3、飞机维修的主要模式仍然是沿袭多年的定时维修，即飞机到达一定使用时间或规定寿命后进厂大修，大修时要对飞机进行缺陷的检测。军用飞机修理中的无损检测分为原位检测和离位检测。原位检测主要用于检查机上各重要承力构件和部位的疲劳裂纹、腐蚀等缺陷，如发动机高压压气74A丽WA空T／O维NM售AIN与TEN工AN露CE巽EN墨G嬲INEFJ；JNG占机篦齿盘均压孔边缘的疲劳裂纹以及起落架长桁缺口的疲劳裂纹检测。对从飞机和发动机上分解拆卸的机械部附件和军械零件进行的无损检测一般称之为离位检测，如起落架、作动筒、航炮

4、、叶片、各种承力螺栓的检测。在飞机上实施原位检测技术有两个突出的特点。一是飞机或发动机允许检测的空间狭小，现场条件差；二是被检测的对象处于装配好的状态，能够选择的检测途径有限【2，。因此，实施原位检测时必须考虑安装检测装置的空间，即要满足检测的可达性和可操作性。1．2材料品种多，无损评价难为满足各种性能要求，现代军用飞机采用了多种金属材料和非金属材料，部分飞机还越来越多地采用了复合材料，材料品种十分繁多，其中尤以铝合金、镁合金、高强度结构钢、超高强度结构钢和高温合金居多。近年来，随着国内外材料工业

5、的快速发展，一些新材料也不断应用在国产新装备和引进机种上，如超高强度结构钢、沉淀硬化不锈钢、新型钛合金和复合材料。不同材料的损伤形式不尽相同，例如，钢件的疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹和氢脆裂纹，沉淀硬化不锈钢的残余奥氏体组织，复合材料的分层、脱粘和纤维断裂等，都给无损检测评价增加了难度。1．3被检表面有覆盖层由于被检零部件都是在役使用过的，被检表面往往带有漆层和其他涂层，如铝合金零件表面的阳极氧化层，钢制零件表面的磷化层、镀铬层、镀锌层，部分零件甚至还附着各种沉积物(如积炭、杂质、污垢等)，不但给无损检

6、测方法的选择带来一定难度，同时还直接影响无损检测的灵敏度。例如，零部件表面的非磁性覆盖层如果大于30um，随着厚度的增加，磁粉检测的灵敏度则显著降低；对于渗透检测的零件，如果污垢等沉积物堵塞了零件表面的开口性缺陷，则严重影响检测灵敏度。1．4缺陷形式较为单一军用飞机修理中无损检测的对象是服役飞机上的零部件，疲劳是其失效的最主要模式，裂纹是疲劳损伤的最主要表现形式，主要发生在机械零部件、结构件及发动机叶片等承受交变载荷及应力集中的构件中。1．5探伤灵敏度要求不同由于被检零部件的材料、受力状态和工作环

7、境不尽相同，因此无损检测灵敏度也不尽相同。例如，刹车盘、支臂、摇臂等低应力区的微小裂纹对使用影响不大，探伤灵敏度较低；机翼大梁、起落架主支柱、发动机一级压气机叶片等关键零部件却不允许存在任何微裂纹。2无损检测应用情况军用飞机修理中无损检测的对象主要是高强度结构钢、不锈钢、钛合金、高温合金等材料，以及新一代战机上逐步应用的碳纤维复合材料和铝蜂窝材料等。目前采用的无损检测方法大致分为常规无损检测和其他无损检测方法两类，随着复合材料的逐步应用，复合材料无损检测已显得尤为重要。2．1常规无损检测方法据国内

8、外统计资料显示，零件的表面缺陷约占疲劳失效的99％以上。此外，在军用飞机修理时，一些焊接修理件、自制件的特种加工过程等都可能产生各种各样的缺陷，因此必须采用无损检测方法进行质量控制。磁粉、渗透、超声波、x射线和涡流等5种常规检测方法在军用飞机的修理中都得到了应用，其中尤以磁粉、渗透、涡流无损检测方法应用最广。1)磁粉检测法对于钢铁材料制件来说，磁粉检测不论是灵敏度、检测方法还是检测成本都占有相当的优势，只有在因材料或工件形状等原因无法采用磁粉检测时，才使用渗透检测或涡流检测”J。磁