探析無損檢測在航空工業中的問題與對策

韓俊霞

摘要：隨著我國社會經濟的迅速騰飛，航空工業在此背景下得到了極大的發展，滿足了民眾出行以及國防建設的需求。而在航空工業的發展進程中，無損檢測技術發揮了重要作用，有利于提高飛機制造質量，保障航空產品的安全性。但無損檢測在現代化航空工業中的應用還存在諸多問題，為充分應對新時期的挑戰，必須采取有效策略，推動無損檢測技術的向前發展。鑒于此，本文探討航空工業中無損檢測技術的應用，并就相關問題提出有效對策，旨在促進無損檢測技術高效發展。

關鍵詞：無損檢測;航空工業;問題;對策

0? 引言

在當前科學技術不斷創新前進的新時代，航空工業的創新發展促使航空事業高速進步，在飛機設計以及制造工序中逐漸開始運用現代化先進的理念和技術，尤其是對新型材料的應用，促使飛機整體重量減輕、并能夠大幅提高強度。而在飛機的高等級維修階段，對新型材料的檢查需要利用無損檢測技術，其可以有效的發現航空器結構出現的疲勞裂紋、腐蝕以及分層和脫膠等問題，同時無損檢測結果也是飛機等航空器設計制造、維修改裝的主要依據，直接關系到航空器的飛行安全。

1? 航空工業中無損檢測技術的應用

1.1 超聲檢測技術? 無損檢測技術在航空工業中，應用比較普遍的則是超聲檢測。通過脈沖檢測法對飛機進行無損檢測，原理是利用0.5～10MHz的聲波穿透材料表面，以一定的角度和速度進行傳播。當其遭遇不同材料界面或者材料缺陷時，就會產生反射、折射等波形變換情況。基于這種檢測原理可實現無損檢測飛機的缺陷位置，甚至明確缺陷大小和分布狀況。應用超聲檢測技術的優勢即是具有較強的穿透性、檢測結果靈敏度較高，而且檢測效率較快，一般適用于飛機的發動機渦輪盤等內部缺陷檢測中，可針對部件組織致密的特點快速定位缺陷。同時在科學技術發展的基礎上，在我國航空工業無損檢測研究領域，主要是將激光技術和聲學技術相結合，形成一種非接觸式的超聲換能方法，即是所謂的激光超聲無損檢測技術，可以適應高壓、高溫等惡劣環境下的檢測工作，對于表面結構和形狀較為復雜、采用新型薄膜材料等制造的飛機產品，具有良好的檢測效果[1]。

1.2 滲透檢測技術? 滲透檢測技術是一種針對表面開口缺陷進行檢測的有效方法，主要原理是將滲透劑涂抹在被測產品的表面上，經過一段時間后，滲透劑可在毛細作用下深入到缺陷中，當其干燥之后，可施涂適量的顯像劑，以滲透劑原理相同。能夠直接檢測出開口缺陷的具體形狀、尺寸以及分布狀況等。這種檢測方式的成本相對較低，但只能對表面開口缺陷進行檢測，存在一定局限性。在航空工業中，對飛機制造多數采用非鐵磁性零件，在交付安裝之前，通常是利用焚光滲透的自動流水線設備開展表面開口缺陷進行檢查。對于大型零件則可應用靜電噴涂的方式，盡量保障檢測的準確性和可靠性。

1.3 渦流檢測技術? 利用渦流檢測技術是在電磁感應定律基礎之上發展而來的，通過渦流強度以及分布的變化狀態，有效的反映出導電材料在表面或者是近表面的缺陷，在材料厚度、內部缺陷檢測中具有較好的應用效果。在航空工業中使用渦流檢測技術，無需與材料發生直接接觸，可實現快捷的自動化檢測。不過由于其需要利用電磁感應開展檢測工作，所以不可避免的會受到干擾，影響缺陷檢測結果。當前階段渦流檢測技術可用于對鋁合金材料的缺陷檢查方面，要能夠將材料進行熱處理，促使其硬度與導電率之間形成對應關系，從而對表面和近表面的位置缺陷進行檢測[2]。

1.4 磁粉檢測技術? 磁粉檢測技術的原理是借助材料缺陷位置的漏場與磁粉發生相互作用，能夠有效顯示出磁性材料表面的相關缺陷信息。其主要優勢在于檢測速度相對較快。操作工藝較為簡單而且應用成本具有經濟性，結果顯示具有直觀性等，不過也存在靈敏度高、僅適用鐵磁材料的缺點。磁粉檢測技術在航空工業中具有十分重要的應用，可以對高強度鐵磁性結構鋼材料制造的飛機起落架、主傳動部件等進行無損探傷。

2? 無損檢測在航空工業中存在的主要問題

2.1 自主創新能力不足? 雖然無損檢測技術在航空工業中具有較為重要的地位和作用，但其在當前新時期下，其應用仍存在一定的問題和不足。最為突出的即是自主創新能力不足，我國在無損檢測新方法、新技術的研究過程中，缺乏原創性，需要進一步加強深層次的自主研究。就目前來看，對航空工業產品的無損檢測技術，大多是引進國外先進方法，與我國航空事業發展特點和戰略，存在不適應性[3]。同時創新投入不足，導致對現有無損檢測技術的改進研究進度比較緩慢，無法形成具有中國特色的無損檢測技術體系，難以適應國產航空產品的缺陷檢查需求，影響飛機等航空器的飛性安全。

2.2 行業人才缺乏? 由于無損檢測技術具有極強的專業化，而且在對現階段普遍應用的復合材料進行檢測時，會出現不同學科以及專業的強烈交叉，對工作人員的綜合素質要求相對較高。這種情況直接導致航空工業無損檢測專業人才缺口巨大，不能充分滿足檢測技術有效開展的需求，從而就會出現檢測結果不準確、不全面等問題。另外一方面，我國現有的無損檢測人才培養體系不健全，多數工作人員并非本專業出身，而是從事相關工作，經過簡單的崗前培訓和技術指導，則就可上崗，導致其檢測技術水平不高，不能完全按照相關操作規范開展工作，就會造成無損檢測應用效果不佳，影響飛機設計制造以及維修改裝等工序。

2.3 自動化水平不高? 無損檢測技術在航空工業中具有比較廣泛的應用，其可使用多種類型的檢測技術，對相應的材料和復合材料等開展檢測工作。但多數檢測活動仍是以人力為主，自動化水平明顯不高，導致檢測工作效率極低。尤其是在新時期下，航空工業高速發展，檢測需求大幅上升，僅憑人力無法快速、有效的完成檢測任務。并且，在航空工業應用無損檢測技術時，受傳統檢測理念的影響，對于可實現自動化檢測的工藝手段應用不足，而且在判斷材料缺陷時，依靠主觀經驗進行分析總結的情況較多，檢測結果不能直觀的顯示在計算機等設備上，對飛機等航空器的維護改裝形成一定的阻礙。

2.4 未形成統一的技術規范? 基于當前我國航天工業的發展形勢，雖取得相對較大的進步，但仍未能形成相對統一的技術標準和規程，在很大程度上就會導致無損檢測的操作規范缺失，阻礙了檢測技術的進一步發展。同時由于缺乏標準化的檢測操作規范和制度保障，難以實現無損檢測技術的創新和改進。比如對各種類型的無損檢測技術應用范圍沒有明確限定、對不同材料的無損檢測技術標準沒有具體確定，從而就會導致不同部門對缺陷的判斷依據有所不同，很容易出現檢測沖突、重復檢測等問題。除此之外，因為缺少相關的技術規范和制度標準，就無法支撐監督活動的開展，不能有效指導檢測工作的實施，也無法合理應對各種突發檢測事件，造成整體檢測效率不高[4]。

3? 無損檢測在航空工業中良好應用的對策

3.1 加大科研投入，提高自主創新能力? 針對航空工業中應用無損檢測技術存在的主要問題，應當采取有效手段予以解決，確保航空產品的飛行安全。因此首先則應當加大科研投入，爭取政府財政資金支持、社會資本投資，為無損檢測技術研發創新提供基礎保證。其次是要以結合我國航空工業的生產制造特點以及發展戰略等，以自主研發為核心，創新無損檢測新方法、新技術，形成完善的檢測體系。從而能夠避免對國外技術的模仿和復刻，改善檢測效率低、質量差的局面。最后，精準對未來航空工業的發展趨勢進行預測，根據航空材料的發展，自主創新復合材料的檢測方法，并整合現有檢測技術，實現優勢互補，擴大無損檢測技術的應用范圍，為其設計、生產制造以及高等級維護等提供堅實的依據。

3.2 積極培育綜合型無損檢測人才? 對于航空工業無損檢測技術人才的培養是十分重要的，在一定程度上，優秀人才是我國無損檢測發展的主要推動力。因此結合行業特點和具體專業要求，可與全國相關專業院校進行合作，專門開設航空工業無損檢測專業及課程，在教育階段注重綜合性人才的培育，加強理論和實踐結合教學，如低年級開展在校學習，高年級開展進企實踐，及早接觸實際崗位工作，促使知識與操作相統一。同時在人才聘用方面，應以工作經驗和專業技術能力為優先考慮條件，并設置相應的考核，通過后可正式進入工作崗位，確保無損檢測人員隊伍的高素質、高水平。另外一方面，對現有工作人員要定期開展技術指導和培訓，宣傳先進理念，及時更新檢測人員的知識結構和工作認知。從而確保無損檢測技術得以規范、有效實施。

3.3 轉變傳統觀念，應用現代化設備及技術? 相關人員針對航空產品進行無損檢測，需要積極轉變傳統觀念，充分認識到自動化檢測的便捷性和功能性，改善以往人力為主的無損檢測模式，通過引進并高效利用現代化檢測技術和設備，以提高檢測效率。比如對飛機零部件進行無損檢測，可采用滲透檢測方法，實現流水線檢測，能夠節省大量的人力和成本。同時，在無損檢測過程中，要結合計算機技術和信息技術，將檢測結果直接展現在顯示器中，增強檢測反饋的直觀性。最后一方面，相關檢測人員要對現代化設備和技術進行一定的改進，結合計算機技術、網絡技術、人工智能技術、PLC控制系統等提高自動化程度，滿足當前航空產品大批量的檢測需求。

3.4 制定標準化無損技術應用規章制度? 無損檢測對航空工業的發展具有重要作用，為保障檢測結果的準確性，應當強化監督管理，這一過程需要制定標準化的無損檢測技術應用規章制度作為依據。因此相關檢測人員要注重總結日常檢測工作經驗，借鑒國外先進制度和規范，編制無損檢測技術操作指南。再按照我國航空工業的生產制造特點和發展趨勢，形成系統化的無損檢測技術標準和監管體系，確保各項檢測技術能夠有序、合理的實施，提高檢測質量和效率，有效檢測和定位航空產品及材料的內部結構缺陷、表面缺陷等，從而為相關設計制造、維修和改裝活動開展奠定堅實的基礎。

4? 結束語

綜上所述，航空工業作為我國民眾出行和國防建設中的重要產業，其產品質量對現代社會發展具有積極意義。而無損檢測作為保障航空產品質量的關鍵技術和手段，應當針對當前無損檢測存在的問題，采取有效對策，如加大科研投入，提高自主創新能力、積極培育綜合型無損檢測人才、轉變傳統觀念，應用現代化設備及技術、制定標準化無損技術應用規章制度等，推動航空工業的健康發展。

參考文獻：

[1]劉松平，劉菲菲，李樂剛，楊玉森.航空復合材料無損檢測與評估技術研究進展回顧[J].航空制造技術，2019，62（14）：14-27.

[2]何方成，王錚，史麗軍，劉穎韜，楊黨綱，王曉.航空用纖維增強聚合物基復合材料無損檢測技術的應用與展望[J].無損檢測，2018，40（11）：29-32，41.

[3]胡婷萍，高麗敏，楊海楠.航空航天用增材制造金屬結構件的無損檢測研究進展[J].航空制造技術，2019，62（08）：70-75，87.

[4]江海軍，陳力，蘇清風，邢建湘.激光掃描熱波無損檢測技術在航空發動機涂層中的應用[J].無損檢測，2018，40（08）：15-19.