無損探傷檢測(cè)技術(shù)在航空機(jī)務(wù)中的應(yīng)用

1、    無損探傷檢測(cè)技術(shù)在航空機(jī)務(wù)中的應(yīng)用    趙軍鋒摘 要：無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)航空工業(yè)具有極其重要的作用，文章探討了幾種主要的無損探傷在航空機(jī)務(wù)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：無損探傷；航空機(jī)務(wù)；檢測(cè)技術(shù)無損探傷，又稱無損檢測(cè)，是在不破壞或不損傷被檢對(duì)象的前提下，判定和評(píng)價(jià)物質(zhì)內(nèi)部或外表的物理和機(jī)械性能，包括各種缺陷及其它特征參數(shù)的一門綜合技術(shù)。它對(duì)于控制和改進(jìn)生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量，保證材料、零部件和產(chǎn)品的可靠性及提高生產(chǎn)率起著關(guān)鍵作用，同時(shí)它還具有節(jié)約能源、降低成本、提高成品率和勞動(dòng)效率的作用。具有以下特征：無需大量試劑；不需前處理工作，試樣制作簡(jiǎn)單；即使檢測(cè)，在線

2、檢測(cè)；不損傷樣品，無污染等等。作為一種新興的檢測(cè)技術(shù)，其無損檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)上有非常廣泛的應(yīng)用，如航空航天、核工業(yè)、武器制造、機(jī)械工業(yè)、造船、石油化工、鐵道和高速火車、汽車、鍋爐和壓力容器、特種設(shè)備、以及海關(guān)檢查等等。隨著無損探傷技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，其未來應(yīng)用領(lǐng)域也將越來越廣闊。1 無損探傷技術(shù)在航空中應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)航空工業(yè)具有極其重要的作用，各種最先進(jìn)的無損檢測(cè)技術(shù)，其首先應(yīng)用的領(lǐng)域基本都是航空工業(yè)。航空航天材料和工藝的發(fā)展與無損檢測(cè)有密切的關(guān)系?？梢院敛豢鋸埖卣f，航空工業(yè)的安危系于無損檢測(cè)。20世紀(jì)30年代初，磁粉探傷用以檢驗(yàn)航空鋼零件。1935年，x射線開始用于檢查飛機(jī)木質(zhì)螺旋槳。在

3、第二次世界大戰(zhàn)期間，飛機(jī)已經(jīng)大量使用鋁合金和鎂合金，為了檢查這些非鐵磁性材料的表面缺陷，開始使用熒光滲透檢驗(yàn)法。1.1 射線探傷射線探傷是利用x射線或射線在穿透被檢物各部分時(shí)強(qiáng)度衰減的不同，檢測(cè)被檢物中缺陷的一種無損檢測(cè)方法。被測(cè)物體各部分的厚度或密度因缺陷的存在而有所不同。x射線或射線，當(dāng)在穿透被檢物時(shí)，射線被吸收的程度也將不同。這種方法稱為x射線照相法。如用熒光屏代替膠片直接觀察被檢物體，稱為透視法。如用光敏元件逐點(diǎn)測(cè)定透過后的射線強(qiáng)度而加以記錄或顯示，則稱為儀器測(cè)定法。射線照相法已廣泛應(yīng)用于焊縫和鑄件的內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)，例如各種受壓容器、鍋爐、船體、輸油和輸氣管道等的焊縫，各種鑄鋼閥門、泵體

4、、石油鉆探和化化工、煉油設(shè)備中的受壓鑄件，精密鑄造的透平葉片，航空和汽車工業(yè)用的各種鋁鎂合金鑄件等。透視法的靈敏度較低，儀器測(cè)定法操作比較麻煩，兩者均應(yīng)用不多。射線照相法能較直觀地顯示工件內(nèi)部缺陷的大小和形狀，因而易于判定缺陷的性質(zhì)，射線底片可作為檢驗(yàn)的原始記錄供多方研究并作長(zhǎng)期保存。但這種方法耗用的x射線膠片等器材費(fèi)用較高，檢驗(yàn)速度較慢，只宜探查氣孔、夾渣、縮孔、疏松等體積性缺陷，而不易發(fā)現(xiàn)間隙很小的裂紋和未熔合等缺陷以及鍛件和管、棒等型材的內(nèi)部分層性缺陷。此外，射線對(duì)人體有害，需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。1.2 超聲探傷超聲檢測(cè)是指用超聲波來檢測(cè)材料和工件、并以超聲檢測(cè)儀作為顯示方式的一種無損

5、檢測(cè)方法。超聲檢測(cè)是利用超聲波的眾多特性（如反射和衍射），通過觀察顯示在超聲檢測(cè)儀上的有關(guān)超聲波在被檢材料或工件中發(fā)生的傳播變化，來判定被檢材料和工件的內(nèi)部和表面是否存在缺陷，從而在不破壞或不損害被檢材料和工件的情況下，評(píng)估其質(zhì)量和使用價(jià)值。1.3 聲發(fā)射檢測(cè)材料或構(gòu)件因受力產(chǎn)生變形或斷裂，以彈性波的形式釋放出應(yīng)變能稱為聲發(fā)射。利用接收聲發(fā)射信號(hào)研究材料、動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的完整性稱為聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)。聲發(fā)射技術(shù)是1950年由德國(guó)人凱澤（j.kaiser）開始研究的，1964年美國(guó)應(yīng)用于檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量，從此獲得迅速發(fā)展。材料的范性形變、馬氏體相變、裂紋擴(kuò)展、應(yīng)力腐蝕以及焊接過程產(chǎn)生裂紋和飛濺等，都有聲發(fā)

6、射現(xiàn)象，檢測(cè)到聲發(fā)射信號(hào)，就可以連續(xù)監(jiān)視材料內(nèi)部變化的整個(gè)過程。因此，聲發(fā)射檢測(cè)是一種動(dòng)態(tài)無損檢測(cè)方法。聲發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用已較廣泛?？梢杂寐暟l(fā)射鑒定不同范性變形的類型，研究斷裂過程并區(qū)分?jǐn)嗔逊绞?，檢測(cè)出小于0.01mm長(zhǎng)的裂紋擴(kuò)展，研究應(yīng)力腐蝕斷裂和氫脆，檢測(cè)馬氏體相變，評(píng)價(jià)表面化學(xué)熱處理滲層的脆性，以及監(jiān)視焊后裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展等等。聲發(fā)射檢測(cè)儀器分單通道和多通道兩種。單通道聲發(fā)射儀比較簡(jiǎn)單，主要用于實(shí)驗(yàn)室材料試驗(yàn)。多通道聲發(fā)射儀是大型聲發(fā)射檢測(cè)儀器，有很多個(gè)檢測(cè)通道，可以確定聲發(fā)射源位置，根據(jù)來自各個(gè)聲源的聲發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度，判斷聲源的活動(dòng)性，實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)大型構(gòu)件的安全性。主要用于大型構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。1

7、.4 滲透探傷滲透探傷是利用毛細(xì)現(xiàn)象檢查材料表面缺陷的一種無損檢驗(yàn)方法。20世紀(jì)初，最早利用具有滲透能力的煤油檢查機(jī)車零件的裂縫。到40年代初期美國(guó)斯威策（r.c.switzer）發(fā)明了熒光滲透液。這種滲透液在第二次世界大戰(zhàn)期間，大量用于檢查軍用飛機(jī)輕合金零件，滲透探傷便成為主要的無損檢測(cè)手段之一，獲得廣泛應(yīng)用。滲透探傷包括熒光法和著色法。熒光法是將含有熒光物質(zhì)的滲透液涂敷在被探傷件表面，通過毛細(xì)作用滲入表面缺陷中，然后清洗去表面的滲透液，將缺陷中的滲透液保留下來，進(jìn)行顯像。這兩種方法都包括滲透、清洗、顯象和檢查四個(gè)基本步驟。根據(jù)從被探傷件上清洗滲透液的方法，滲透探傷的熒光法和著色法又可分別分

8、為水洗型、后乳化型和溶劑去除型三種。滲透探傷操作簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜設(shè)備，費(fèi)用低廉，缺陷顯示直觀，具有相當(dāng)高的靈敏度，能發(fā)現(xiàn)寬度1微米以下的缺陷。這種方法由于檢驗(yàn)對(duì)象不受材料組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的限制，因而廣泛應(yīng)用于黑色和有色金屬鍛件、鑄件、焊接件、機(jī)加工件以及陶瓷、玻璃、塑料等表面缺陷的檢查。它能檢查出裂紋、冷隔、夾雜、疏松、折疊、氣孔等缺陷；但對(duì)于結(jié)構(gòu)疏松的粉末冶金零件及其他多孔性材料不適用。1.5 磁粉探傷通過磁粉在缺陷附近漏磁場(chǎng)中的堆積以檢測(cè)鐵磁性材料表面或近表面處缺陷的一種無損檢測(cè)方法。將待測(cè)物體置于強(qiáng)磁場(chǎng)中或通以大電流使之磁化，若物體表面或表面附近有缺陷（裂紋、折疊、夾雜物等）存在，由于

9、它們是非鐵磁性的，對(duì)磁力線通過的阻力很大，磁力線在這些缺陷附近會(huì)產(chǎn)生漏磁。當(dāng)將導(dǎo)磁性良好的磁粉（通常為磁性氧化鐵粉）施加在物體上時(shí)，缺陷附近的漏磁場(chǎng)就會(huì)吸住磁粉，堆集形成可見的磁粉跡痕，從而把缺陷顯示出來。磁粉探傷的優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)鋼鐵材料或工件表面裂紋等缺陷的檢驗(yàn)非常有效；設(shè)備和操作均較簡(jiǎn)單；檢驗(yàn)速度快，便于在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)大型設(shè)備和工件進(jìn)行探傷；檢驗(yàn)費(fèi)用也較低。缺點(diǎn)是：僅適用于鐵磁性材料；僅能顯出缺陷的長(zhǎng)度和形狀而難以確定其深度；對(duì)剩磁有影響的一些工件，經(jīng)磁粉探傷后還需要退磁和清洗。2 結(jié)語(yǔ)由以上論述可以看出，無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)航空工業(yè)具有極其重要的作用。因此，了解航空工業(yè)對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)的需求，為航空界提供經(jīng)濟(jì)、有效和高可靠性的無損檢測(cè)儀器和檢測(cè)方法，