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探析无损检测在航空工业中的问题与对策

2021-09-10韩俊霞

内燃机与配件 2021年3期
关键词:无损检测航空工业问题

韩俊霞

摘要:随着我国社会经济的迅速腾飞,航空工业在此背景下得到了极大的发展,满足了民众出行以及国防建设的需求。而在航空工业的发展进程中,无损检测技术发挥了重要作用,有利于提高飞机制造质量,保障航空产品的安全性。但无损检测在现代化航空工业中的应用还存在诸多问题,为充分应对新时期的挑战,必须采取有效策略,推动无损检测技术的向前发展。鉴于此,本文探讨航空工业中无损检测技术的应用,并就相关问题提出有效对策,旨在促进无损检测技术高效发展。

关键词:无损检测;航空工业;问题;对策

0  引言

在當前科学技术不断创新前进的新时代,航空工业的创新发展促使航空事业高速进步,在飞机设计以及制造工序中逐渐开始运用现代化先进的理念和技术,尤其是对新型材料的应用,促使飞机整体重量减轻、并能够大幅提高强度。而在飞机的高等级维修阶段,对新型材料的检查需要利用无损检测技术,其可以有效的发现航空器结构出现的疲劳裂纹、腐蚀以及分层和脱胶等问题,同时无损检测结果也是飞机等航空器设计制造、维修改装的主要依据,直接关系到航空器的飞行安全。

1  航空工业中无损检测技术的应用

1.1 超声检测技术  无损检测技术在航空工业中,应用比较普遍的则是超声检测。通过脉冲检测法对飞机进行无损检测,原理是利用0.5~10MHz的声波穿透材料表面,以一定的角度和速度进行传播。当其遭遇不同材料界面或者材料缺陷时,就会产生反射、折射等波形变换情况。基于这种检测原理可实现无损检测飞机的缺陷位置,甚至明确缺陷大小和分布状况。应用超声检测技术的优势即是具有较强的穿透性、检测结果灵敏度较高,而且检测效率较快,一般适用于飞机的发动机涡轮盘等内部缺陷检测中,可针对部件组织致密的特点快速定位缺陷。同时在科学技术发展的基础上,在我国航空工业无损检测研究领域,主要是将激光技术和声学技术相结合,形成一种非接触式的超声换能方法,即是所谓的激光超声无损检测技术,可以适应高压、高温等恶劣环境下的检测工作,对于表面结构和形状较为复杂、采用新型薄膜材料等制造的飞机产品,具有良好的检测效果[1]。

1.2 渗透检测技术  渗透检测技术是一种针对表面开口缺陷进行检测的有效方法,主要原理是将渗透剂涂抹在被测产品的表面上,经过一段时间后,渗透剂可在毛细作用下深入到缺陷中,当其干燥之后,可施涂适量的显像剂,以渗透剂原理相同。能够直接检测出开口缺陷的具体形状、尺寸以及分布状况等。这种检测方式的成本相对较低,但只能对表面开口缺陷进行检测,存在一定局限性。在航空工业中,对飞机制造多数采用非铁磁性零件,在交付安装之前,通常是利用焚光渗透的自动流水线设备开展表面开口缺陷进行检查。对于大型零件则可应用静电喷涂的方式,尽量保障检测的准确性和可靠性。

1.3 涡流检测技术  利用涡流检测技术是在电磁感应定律基础之上发展而来的,通过涡流强度以及分布的变化状态,有效的反映出导电材料在表面或者是近表面的缺陷,在材料厚度、内部缺陷检测中具有较好的应用效果。在航空工业中使用涡流检测技术,无需与材料发生直接接触,可实现快捷的自动化检测。不过由于其需要利用电磁感应开展检测工作,所以不可避免的会受到干扰,影响缺陷检测结果。当前阶段涡流检测技术可用于对铝合金材料的缺陷检查方面,要能够将材料进行热处理,促使其硬度与导电率之间形成对应关系,从而对表面和近表面的位置缺陷进行检测[2]。

1.4 磁粉检测技术  磁粉检测技术的原理是借助材料缺陷位置的漏场与磁粉发生相互作用,能够有效显示出磁性材料表面的相关缺陷信息。其主要优势在于检测速度相对较快。操作工艺较为简单而且应用成本具有经济性,结果显示具有直观性等,不过也存在灵敏度高、仅适用铁磁材料的缺点。磁粉检测技术在航空工业中具有十分重要的应用,可以对高强度铁磁性结构钢材料制造的飞机起落架、主传动部件等进行无损探伤。

2  无损检测在航空工业中存在的主要问题

2.1 自主创新能力不足  虽然无损检测技术在航空工业中具有较为重要的地位和作用,但其在当前新时期下,其应用仍存在一定的问题和不足。最为突出的即是自主创新能力不足,我国在无损检测新方法、新技术的研究过程中,缺乏原创性,需要进一步加强深层次的自主研究。就目前来看,对航空工业产品的无损检测技术,大多是引进国外先进方法,与我国航空事业发展特点和战略,存在不适应性[3]。同时创新投入不足,导致对现有无损检测技术的改进研究进度比较缓慢,无法形成具有中国特色的无损检测技术体系,难以适应国产航空产品的缺陷检查需求,影响飞机等航空器的飞性安全。

2.2 行业人才缺乏  由于无损检测技术具有极强的专业化,而且在对现阶段普遍应用的复合材料进行检测时,会出现不同学科以及专业的强烈交叉,对工作人员的综合素质要求相对较高。这种情况直接导致航空工业无损检测专业人才缺口巨大,不能充分满足检测技术有效开展的需求,从而就会出现检测结果不准确、不全面等问题。另外一方面,我国现有的无损检测人才培养体系不健全,多数工作人员并非本专业出身,而是从事相关工作,经过简单的岗前培训和技术指导,则就可上岗,导致其检测技术水平不高,不能完全按照相关操作规范开展工作,就会造成无损检测应用效果不佳,影响飞机设计制造以及维修改装等工序。

2.3 自动化水平不高  无损检测技术在航空工业中具有比较广泛的应用,其可使用多种类型的检测技术,对相应的材料和复合材料等开展检测工作。但多数检测活动仍是以人力为主,自动化水平明显不高,导致检测工作效率极低。尤其是在新时期下,航空工业高速发展,检测需求大幅上升,仅凭人力无法快速、有效的完成检测任务。并且,在航空工业应用无损检测技术时,受传统检测理念的影响,对于可实现自动化检测的工艺手段应用不足,而且在判断材料缺陷时,依靠主观经验进行分析总结的情况较多,检测结果不能直观的显示在计算机等设备上,对飞机等航空器的维护改装形成一定的阻碍。

2.4 未形成统一的技术规范  基于当前我国航天工业的发展形势,虽取得相对较大的进步,但仍未能形成相对统一的技术标准和规程,在很大程度上就会导致无损检测的操作规范缺失,阻碍了检测技术的进一步发展。同时由于缺乏标准化的检测操作规范和制度保障,难以实现无损检测技术的创新和改进。比如对各种类型的无损检测技术应用范围没有明确限定、对不同材料的无损检测技术标准没有具体确定,从而就会导致不同部门对缺陷的判断依据有所不同,很容易出现检测冲突、重复检测等问题。除此之外,因为缺少相关的技术规范和制度标准,就无法支撑监督活动的开展,不能有效指导检测工作的实施,也无法合理应对各种突发检测事件,造成整体检测效率不高[4]。

3  无损检测在航空工业中良好应用的对策

3.1 加大科研投入,提高自主创新能力  针对航空工业中应用无损检测技术存在的主要问题,应当采取有效手段予以解决,确保航空产品的飞行安全。因此首先则应当加大科研投入,争取政府财政资金支持、社会资本投资,为无损检测技术研发创新提供基础保证。其次是要以结合我国航空工业的生产制造特点以及发展战略等,以自主研发为核心,创新无损检测新方法、新技术,形成完善的检测体系。从而能够避免对国外技术的模仿和复刻,改善检测效率低、质量差的局面。最后,精准对未来航空工业的发展趋势进行预测,根据航空材料的发展,自主创新复合材料的检测方法,并整合现有检测技术,实现优势互补,扩大无损检测技术的应用范围,为其设计、生产制造以及高等级维护等提供坚实的依据。

3.2 积极培育综合型无损检测人才  对于航空工业无损检测技术人才的培养是十分重要的,在一定程度上,优秀人才是我国无损检测发展的主要推动力。因此结合行业特点和具体专业要求,可与全国相关专业院校进行合作,专门开设航空工业无损检测专业及课程,在教育阶段注重综合性人才的培育,加强理论和实践结合教学,如低年级开展在校学习,高年级开展进企实践,及早接触实际岗位工作,促使知识与操作相统一。同时在人才聘用方面,应以工作经验和专业技术能力为优先考虑条件,并设置相应的考核,通过后可正式进入工作岗位,确保无损检测人员队伍的高素质、高水平。另外一方面,对现有工作人员要定期开展技术指导和培训,宣传先进理念,及时更新检测人员的知识结构和工作认知。从而确保无损检测技术得以规范、有效实施。

3.3 转变传统观念,应用现代化设备及技术  相关人员针对航空产品进行无损检测,需要积极转变传统观念,充分认识到自动化检测的便捷性和功能性,改善以往人力为主的无损检测模式,通过引进并高效利用现代化检测技术和设备,以提高检测效率。比如对飞机零部件进行无损检测,可采用渗透检测方法,实现流水线检测,能够节省大量的人力和成本。同时,在无损检测过程中,要结合计算机技术和信息技术,将检测结果直接展现在显示器中,增强检测反馈的直观性。最后一方面,相关检测人员要对现代化设备和技术进行一定的改进,结合计算机技术、网络技术、人工智能技术、PLC控制系统等提高自动化程度,满足当前航空产品大批量的检测需求。

3.4 制定标准化无损技术应用规章制度  无损检测对航空工业的发展具有重要作用,为保障检测结果的准确性,应当强化监督管理,这一过程需要制定标准化的无损检测技术应用规章制度作为依据。因此相关检测人员要注重总结日常检测工作经验,借鉴国外先进制度和规范,编制无损检测技术操作指南。再按照我国航空工业的生产制造特点和发展趋势,形成系统化的无损检测技术标准和监管体系,确保各项检测技术能够有序、合理的实施,提高检测质量和效率,有效检测和定位航空产品及材料的内部结构缺陷、表面缺陷等,从而为相关设计制造、维修和改装活动开展奠定坚实的基础。

4  结束语

综上所述,航空工业作为我国民众出行和国防建设中的重要产业,其产品质量对现代社会发展具有积极意义。而无损检测作为保障航空产品质量的关键技术和手段,应当针对当前无损检测存在的问题,采取有效对策,如加大科研投入,提高自主创新能力、积极培育综合型无损检测人才、转变传统观念,应用现代化设备及技术、制定标准化无损技术应用规章制度等,推动航空工业的健康发展。

参考文献:

[1]刘松平,刘菲菲,李乐刚,杨玉森.航空复合材料无损检测与评估技术研究进展回顾[J].航空制造技术,2019,62(14):14-27.

[2]何方成,王铮,史丽军,刘颖韬,杨党纲,王晓.航空用纤维增强聚合物基复合材料无损检测技术的应用与展望[J].无损检测,2018,40(11):29-32,41.

[3]胡婷萍,高丽敏,杨海楠.航空航天用增材制造金屬结构件的无损检测研究进展[J].航空制造技术,2019,62(08):70-75,87.

[4]江海军,陈力,苏清风,邢建湘.激光扫描热波无损检测技术在航空发动机涂层中的应用[J].无损检测,2018,40(08):15-19.

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