無損檢測(cè)在機(jī)務(wù)維修中的應(yīng)用
1、 無損檢測(cè)的應(yīng)用對(duì)象分析
無損檢測(cè)主要針對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)損傷,損傷大致可分為以下五種:①飛機(jī)結(jié)構(gòu)零部件生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生的缺陷;②飛機(jī)在起飛、飛行、著陸過程中,由于某種原因使飛機(jī)產(chǎn)生過大的負(fù)載造成的結(jié)構(gòu)損傷。例如重著陸所造成的起落架、機(jī)輪組件的損傷。③日常維護(hù)過程中造成的刮傷、撞傷等;④由于使用環(huán)境所造成的腐蝕損傷,如沿海地區(qū)的潮濕空氣、飛機(jī)貨艙運(yùn)載的海鮮等都是產(chǎn)生腐蝕損傷的根源;⑤交變載荷所造成的疲勞損傷(疲勞裂紋)。這些損傷如果沒有得到有效的處理,極易產(chǎn)生裂紋,如疲勞裂紋、應(yīng)力腐蝕裂紋、腐蝕疲勞裂紋等。例如機(jī)輪組件輪轂的輪座圓角過渡區(qū)、連接螺拴的螺紋處等一些飛機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中部位(接頭、孔邊、拐角)易產(chǎn)生疲勞裂紋。結(jié)構(gòu)的裂紋萌生和短裂紋的擴(kuò)展階段是疲勞的起始和主要階段,研究表明,該階段在整個(gè)疲勞壽命中所占比例高達(dá)80%,因此,結(jié)構(gòu)的裂紋形成壽命成了人們普遍關(guān)心的重要指標(biāo)。尤其在航空領(lǐng)域,由于有些結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,在使用過程中難以實(shí)施檢測(cè)。另外,有些結(jié)構(gòu)由于特殊功能的要求,不得不使用高強(qiáng)或超高強(qiáng)材料,而這些材料通常伴隨裂紋擴(kuò)展抵抗能力差的缺點(diǎn)。
2、 無損檢測(cè)方法及應(yīng)用
有些結(jié)構(gòu)損傷可以用目視檢查或其它方法(如內(nèi)窺鏡)檢查,在檢查微小缺陷或目視檢查不能勝任的情況下,需采用無損檢測(cè)方法。無損檢測(cè)方法分為無損探傷和聲振檢測(cè)、渦流涂層測(cè)厚、渦流電導(dǎo)率測(cè)試、超聲波測(cè)厚。無損探傷又分為磁粉探傷(MT)、滲透探傷(PT)、渦流探傷(ET)、超聲波探傷(UT)、射線探傷(RT).在實(shí)際應(yīng)用中,它們有明顯的區(qū)別也有緊密的,這里有必要作一簡(jiǎn)單介紹:
①渦流探傷用于檢查導(dǎo)電材料零部件的表面和近表面缺陷,例如檢查輪轂裂紋、緊固件周邊裂紋、鋁蒙皮腐蝕損傷等。這也是目前應(yīng)用zui多的檢測(cè)方法。
②磁粉探傷用于檢查鐵磁性材料零部件的表面和近表面缺陷,例如檢查起落架零部件、輪轂連接螺栓、發(fā)動(dòng)機(jī)吊點(diǎn)螺栓、焊接件等。
③滲透探傷用于檢查非松孔性材料零部件表面開口缺陷。滲透探傷由于設(shè)備簡(jiǎn)單、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用很廣泛。尤其在結(jié)構(gòu)修理中,例如前幾年客梯車不慎與飛機(jī)客艙門撞擊,我們利用滲透探傷檢測(cè)出了撞擊引發(fā)裂紋的長(zhǎng)度、方向,這既可以指明修理的方向,而且保證了修理的質(zhì)量。
④超聲波探傷可以用于檢查幾乎所有飛機(jī)結(jié)構(gòu)零部件的內(nèi)部缺陷。例如檢查機(jī)翼與機(jī)身連接螺栓、結(jié)構(gòu)腐蝕等。
⑤射線探傷可以用于檢查飛機(jī)金屬材料的內(nèi)部缺陷。例如檢查機(jī)身門框、機(jī)翼加強(qiáng)肋等處的疲勞裂紋。由于射線探傷受場(chǎng)地、防護(hù)、設(shè)備投資等因素制約,國(guó)內(nèi)小航空公司大多未開展此項(xiàng)業(yè)務(wù),但射線探傷在飛機(jī)專業(yè)維修公司飛機(jī)大修時(shí)是*的檢測(cè)手段。
其中五種探傷方法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如下:
射線
優(yōu)點(diǎn):
1、可直觀顯示缺陷形狀和尺寸,檢測(cè)結(jié)果便于長(zhǎng)期保存
2、對(duì)內(nèi)部體積性缺陷有很高靈敏度
3、適用于結(jié)構(gòu)件原位檢測(cè),不需大的拆卸
缺點(diǎn):
1、射線對(duì)人員有損傷作用,必須采取防護(hù)措施
2、檢測(cè)周期較長(zhǎng),不能實(shí)時(shí)得到結(jié)果
3、主要適用于部件內(nèi)部缺陷檢測(cè)
超聲
優(yōu)點(diǎn):
1、對(duì)工件內(nèi)部面狀缺陷有很高的靈敏度
2、便于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
3、可及時(shí)獲得檢測(cè)結(jié)果
缺點(diǎn):
1、缺陷顯示不直觀對(duì)缺陷定性和定量較困難
2、對(duì)操作人員的技能有較高的要求
3、需要耦合劑 主要適用于部件內(nèi)部缺陷檢測(cè)
磁粉
優(yōu)點(diǎn):
1、有很高的檢驗(yàn)靈敏度,可檢缺陷zui小寬度為0.1微米
2、能直觀顯示缺陷的位置,形狀和大小
3、檢驗(yàn)幾乎不受工件的大小和形狀的限制
缺點(diǎn):
1、只能檢驗(yàn)鐵磁性材料表面和近表面的缺陷,通??蓹z深度僅為1-2毫米
2、磁懸液可能導(dǎo)致環(huán)境污染
3、不利于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè) 適用于表面和近表面缺陷檢測(cè)
渦流
優(yōu)點(diǎn):
1、使用zui廣泛,便于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
2、對(duì)工件表面要求不高
缺點(diǎn):
1、受工件形狀影響大
2、檢測(cè)效率低
3、對(duì)缺陷顯示不直觀,難于定性和定量
4、只能檢測(cè)表面和近表面缺陷 適用于表面和近表面缺陷檢測(cè)
滲透
優(yōu)點(diǎn):
1、不需復(fù)雜設(shè)備,操作簡(jiǎn)單,特別適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
2、檢驗(yàn)靈敏度較高,缺陷顯示直觀3
3、可一次性檢出復(fù)雜工件各個(gè)方向的表面開口缺陷
缺點(diǎn):
1、只能用于致密材料的表面開口缺陷檢驗(yàn),對(duì)被檢表面光潔度有較高要求
2、對(duì)操作人員的操作技能要求較高
3、會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染 適用于表面開口缺陷檢測(cè)
與上述五種常規(guī)探傷技術(shù)相比,值得一提的還有聲振檢測(cè)。隨著復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展,復(fù)合材料和蜂窩結(jié)構(gòu)的比強(qiáng)度大,比剛度高,在飛機(jī)上的應(yīng)用越來越多. 復(fù)合材料和蜂窩結(jié)構(gòu)主要產(chǎn)生分層,脫粘和開裂等缺陷,而聲振檢測(cè)就主要用于檢測(cè)膠接結(jié)構(gòu)的脫粘,缺膠和分層等缺陷,檢測(cè)復(fù)合材料和蜂窩結(jié)構(gòu)等粘接結(jié)構(gòu)的完整性.例如加拿大生產(chǎn)的沖八飛機(jī)隔兩年需進(jìn)行一次全機(jī)身膠接檢查。檢查是否存在脫膠等缺陷。因?yàn)楝F(xiàn)在飛機(jī)大量采用復(fù)合材料,所以聲振檢測(cè)前景廣闊。
當(dāng)然在實(shí)際工作中。無損檢測(cè)方法的選取必須依據(jù)檢測(cè)對(duì)象的材質(zhì)、形狀、易產(chǎn)生的缺陷類型、是否可以即位檢查來決定應(yīng)用何種無損檢測(cè)方法。
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