现代飞机金属材料无损检测技术

现代飞机金属材料无损检测技术
摘要：对飞行器进行无损检测是在民航运营中保证航空器飞行安全的主要手段，对于航空金属材料零部件尤为重要。

目前的民用运输机的设计寿命至少为20
至25年，最多可飞行9万次。

许多喷气式飞机和涡轮螺旋桨飞机的运营商都超
出了这些设计服务目标。

未来的飞机类型至少要达到相同的目标，但是需要具有
更高的疲劳寿命（耐久性），更高的损伤承受能力和更高的耐腐蚀性的结构，以
最大程度地降低维护成本并符合运营人的要求和更高的适航性规定。

非破坏性检
查（NDT）即无损检测仍然是满足所有要求的重要手段。

NDT的进一步重要应用是
在另一个主要的航空问题中，即飞机老化问题。

特别是有关广泛疲劳损伤（WFD）的活动和对现有维修的评估要求使用新开发和可用的NDT方法。

关键词：航空金属材料；无损检测；技术研究
1.不同的无损检测方法介绍
1.1液体渗透法
液体渗透剂测试是最古老的现代无损测试方法之一，广泛用于飞机维护中。

液体渗透剂测试可以定义为一种物理和化学非破坏性程序，旨在检测和暴露“无孔”工程材料中的表面连接不连续性。

渗透测试的基本目的是增加不连续及其背景之间的可见对比度。

通过使用适
当配制的高迁移率和渗透力的液体进入表面腔体处理该区域，然后鼓励该液体从
显影剂中出来，在白光下露出瑕疵图案，在紫外线下使用荧光渗透剂当可见染料
渗透剂时来实现此目的。

还可以借助3倍至5倍放大倍数进行评估。

液体渗透剂
测试的目的是提供视觉证据，以高度经济的方式快速经济地提供其他表面不连续
性的裂缝，孔隙率，搭接，接缝。

设备：飞机维修中使用各种类型的渗透测试设备
i）便携式设备：渗透性材料可在小容器的“喷雾罐”中使用，以进行刷子或擦拭。

使用这些气雾剂可以对飞机，结构或发电厂中的已安装零件进行渗透性测试
ii）固定式测试设备：这种类型的设备最常用于固定安装，由一系列模块化工作站组成。

典型的工作站如下：a）用于渗透剂的深槽b）乳化剂和显影剂c）大量排水或驻留区域d）带有适当照明的清洗区域e）干燥箱和f）检查室。

iii）小型零件测试装置：这些检查装置设计用于加工飞机的小型零件。

单位小于固定系统。

将小零件装入铁丝篮，然后通过每个工位进行处理。

iv）自动化测试系统：在该渗透测试过程中，渗透应用是自动进行的，清洗和干燥都是自动的，但是显影剂的应用是由检查员手动进行紫外线检查和判读。

大型飞机部件在此自动系统中进行检查。

应用：检测飞机的所有材料中的表面或发现结构损坏。

关键区域使用荧光渗透剂进行更敏感的评估。

要点：快速，易于使用，价格便宜且易于运输。

可以检测到非常小的表面不连续性。

可用于飞机或车间。

经常用于确认可疑缺陷。

检查前后要清洁的区域。

1.2磁性粒子法
磁粉探伤是一种无损检测的有感觉的方法，可用于“铁磁”材料中的表面断裂和某些次表面不连续。

该测试方法基于以下原理：由于不连续性的存在，被磁化物体中的磁通量会局部变形。

这种变形会导致一些磁场在不连续处退出并重新进入测试对象。

这种现象称为磁通泄漏。

漏磁能够吸引磁性材料的细小颗粒，进而形成不连续的“迹象”。

因此，测试基本上包括三个操作：a）通过圆形或纵向磁化在测试对象中建立合适的磁通量。

b）将磁性颗粒涂在液体悬浮液的干粉中；c）在适当的照明条件下检查测试对象，以解释和评估指示。

使用永久性或电磁性时，在飞机结构/组件检查的关键区域中会使用气溶胶
罐中的荧光或黑色氧化物颗粒。

荧光粒子检查方法由黑光评估，黑光由配备有滤
光片的100瓦汞蒸气投射射灯组成，该滤光片可透射3200至3800埃单位的波长
并吸收几乎所有可见白光。

设备：以下类型的设备用于磁粉探伤：
i）固定式磁通量机（使用FWDC，HWDC AC）：带有流体悬浮液循环和输送系
统的固定机柜，线圈的位置可调，所用的主轴箱和可移动的尾座用于检查从发动
机和飞机上卸下的静止零件。

ii）便携式便携式磁通机：在当前设施有限的情况下手提或移动的推车。

iii）电磁轭（可调）：适用于检查不规则形状的零件的表面缺陷。

iv）永磁体：用于飞机小零件和大零件的隔离关键区域。

1.3涡流法
涡流测试是无损材料和评估领域中重要的测试方法和广泛使用的方法。

该方
法特别适用于检测通常由疲劳或应力腐蚀引起的使用引起的裂纹。

可以以最少的
零件准备和高度的敏感性进行涡流检查。

涡电流是通过与交变磁场反应而在电导体中感应产生的电流。

涡流是圆形的，且垂直于所施加磁场的方向。

a）电导率b）磁导率c）几何形状和d）测试对象
的均质性均会影响感应电流。

材料的电导率和磁导率受其化学和热处理条件的影响。

混合的材料或零件遭
受火灾或过度的热破坏可以快速而轻松地分离（电导率测试）。

测试对象的几何
形状和均匀性的变化将改变涡流的大小和分布。

通过监视这些变化，可以检测到
裂纹和其他缺陷的存在。

涡流检查系统基本上包括五个功能：a）振荡器b）测试线圈的绝对或差分c）桥接电路d）信号处理电路e）读出或显示。

设备：通常用于飞机涡流检查，使用以下测试仪器
1）仪表显示仪表-它包括一个以毫安为单位的可移动仪表针的刻度尺。

针头运动的幅度与测试电路的阻抗成正比。

2）阻抗平面显示仪器-它在CRT，LCD或视频显示器上具有“飞行点”。

飞点的位置指示测试电路的阻抗，但同时显示电阻和电抗的效果，并同时显示相位和幅度信息。

3）线性时基显示仪器-通常与旋转的裸眼探针扫描仪一起使用。

显示器上信号的“水平位置”指示孔中的传感器时钟在p位置，信号的“垂直峰值”指示响应幅度。

4）条形图显示仪器-它在LCD上显示以电压感应增量为单位的条形刻度。

显示指示的位置可从一个条调整到满刻度。

与仪器的兼容性和材料选择使用不同类型的探头，例如：i）高频表面和螺栓孔探头ii）高频特殊探头（沉头塞子和异型）iii）低频探头（点围和异型）iv）滑动探头（驱动器/接收器）。

1.4超声波法
频率超过可听性极限的声音称为“超声波”。

频率范围为0.2 MHz至800 MHz。

超声波检查为大多数金属，非金属，磁性或非磁性材料提供了一种无损检测的灵敏方法。

它允许仅通过单个表面就可以检测到小缺陷，并且能够估计缺陷的位置和大小。

如果两个表面平行，则可以将超声波用于厚度测量，而只有一个表面可以访问。

超声波测试的有效结果在很大程度上取决于对象的表面状况，晶粒尺寸和方向以及声阻抗。

超声波技术非常广泛地用于检测材料中的内部缺陷。

超声波检查基于“透射”和“反射”声波的原理进行操作。

声音在给定的物质中具有恒定的速度；因此，材料的声阻抗的变化会导致该点处声速的变化，从
而产生回声。

如果测试材料中声音的速度以及声音到达和从缺陷处返回所花费的时间是已知的，则可以确定声阻抗（缺陷）的距离。

超声波检查通常采用两种技术（i）反射（脉冲回波）技术（ii）通过透射技术。

“脉冲回波”技术在飞机维护检查中得到了最广泛的应用。

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