何衛(wèi)平 劉成臣

（中國(guó)特種飛行器研究所， 湖北 荊門(mén) 448035）

經(jīng)常對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行腐蝕檢測(cè)是使用維護(hù)中對(duì)飛機(jī)進(jìn)行全方位腐蝕控制非常重要的因素。盡早地檢查、發(fā)現(xiàn)及處理腐蝕損傷，可以最大限度地降低腐蝕損壞所引起的代價(jià)。沒(méi)有常規(guī)系統(tǒng)性的腐蝕檢測(cè)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)將遭受?chē)?yán)重的腐蝕損壞。

近年來(lái)，國(guó)外對(duì)腐蝕檢測(cè)非常重視，腐蝕檢測(cè)技術(shù)飛速發(fā)展，所采用的設(shè)備也越來(lái)越先進(jìn)。對(duì)于飛機(jī)表面可視的腐蝕，目前的研究已經(jīng)相對(duì)成熟，而隨著飛機(jī)結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，多層合金復(fù)合結(jié)構(gòu)被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到飛機(jī)的設(shè)計(jì)中，飛機(jī)隱藏腐蝕檢測(cè)及可靠性已經(jīng)成為目前研究的熱點(diǎn)，飛機(jī)隱藏腐蝕檢測(cè)作為一種綜合性應(yīng)用技術(shù)，經(jīng)歷了從無(wú)損探傷，到無(wú)損檢測(cè)，再到無(wú)損評(píng)價(jià)，并且向自動(dòng)無(wú)損評(píng)價(jià)和定量無(wú)損評(píng)價(jià)方向發(fā)展。

本文闡述了國(guó)內(nèi)外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用的飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕損傷檢測(cè)技術(shù)及方法，并介紹了腐蝕損傷檢測(cè)技術(shù)的可靠性評(píng)價(jià)要求及各種檢測(cè)技術(shù)的可靠性對(duì)比分析。

1 腐蝕損傷檢測(cè)方法

當(dāng)前國(guó)外飛機(jī)腐蝕維護(hù)手冊(cè)中規(guī)定的腐蝕檢測(cè)方法主要包括目視法及無(wú)損檢測(cè)法，手冊(cè)中給出了對(duì)應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備及要求，表1為各種腐蝕檢測(cè)工具及檢測(cè)的腐蝕類(lèi)型。

1.1 目視檢查

目視檢查方法是腐蝕檢測(cè)和評(píng)估使用最廣泛的方法。對(duì)于檢查大多數(shù)類(lèi)型的腐蝕非常有效。目視檢查工具如下：手電筒；放大倍數(shù)為10的玻璃放大鏡；塑料刮刀；深度計(jì)和測(cè)微具；管道鏡；光學(xué)測(cè)微具。

1.2 無(wú)損檢測(cè)

1.2.1 熒光滲透檢測(cè)

熒光滲透檢測(cè)法可用于檢測(cè)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、腐蝕疲勞、疲勞裂紋、晶間腐蝕和磨砂去除腐蝕后的殘留物。

1.2.2 渦流檢測(cè)

渦流法用于檢測(cè)或評(píng)估可達(dá)或不可達(dá)表面的腐蝕，可用于檢測(cè)和評(píng)估點(diǎn)蝕、晶間腐蝕、絲狀腐蝕、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和腐蝕疲勞。渦流檢測(cè)技術(shù)用于發(fā)生腐蝕的、不可達(dá)的內(nèi)部表面，如經(jīng)常滯留濕氣的接合面。

1.2.3 超聲波檢測(cè)

超聲波法可用于檢測(cè)絲狀腐蝕、晶間腐蝕、點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞。

1.2.4 X射線(xiàn)檢測(cè)

盡管X射線(xiàn)檢測(cè)法可用于檢測(cè)和評(píng)估腐蝕，但通常只用于其他方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)。X射線(xiàn)法工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，檢測(cè)期間對(duì)維修人員要求高。與超聲檢測(cè)結(jié)合可確定蜂窩鋁的狀態(tài)。

2 腐蝕損傷檢測(cè)可靠性

無(wú)損傷檢測(cè)作為飛機(jī)使用維護(hù)中安全性評(píng)估的一個(gè)重要組成部分，檢測(cè)的可靠性顯得非常關(guān)鍵。無(wú)損檢測(cè)可靠性的研究及發(fā)展，起源于疲勞裂紋的檢測(cè)，但逐漸的運(yùn)用至腐蝕損傷等其他損傷。當(dāng)前的無(wú)損檢測(cè)可靠性技術(shù)主要用單一參數(shù)來(lái)量化損傷，例如裂紋長(zhǎng)度，圖1給出了檢測(cè)可靠度與裂紋長(zhǎng)度的關(guān)系。假如腐蝕損傷可用單一的參數(shù)來(lái)表征，那么無(wú)損檢測(cè)的可靠性方法應(yīng)用于腐蝕損傷檢測(cè)可靠性研究是可行的。

2.1 腐蝕損傷檢測(cè)可靠性評(píng)價(jià)要求

腐蝕損傷檢測(cè)技術(shù)可靠性的評(píng)價(jià)過(guò)程需要大量的數(shù)據(jù)支持，應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

圖1 超聲波法檢測(cè)裂紋長(zhǎng)度的可靠性

采用整套的檢測(cè)體系，包括典型的設(shè)備、檢測(cè)過(guò)程及檢測(cè)人員和樣件；

采用帶典型損傷的樣件，如蒙皮裂紋、緊固件周?chē)鸭y及腐蝕損傷等；

由于檢測(cè)的步驟及檢測(cè)環(huán)境對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響較大，如人為因素、光、溫度、經(jīng)驗(yàn)等，因此對(duì)無(wú)損檢測(cè)的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)模擬實(shí)際的服役環(huán)境及檢測(cè)步驟。

2.2 腐蝕檢測(cè)可靠性與表征量的關(guān)系

飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕損傷表征形式較多，包括腐蝕損傷面積、體積、深度、損傷結(jié)構(gòu)的厚度損失等等。為評(píng)價(jià)腐蝕損傷表征量與檢測(cè)可靠性的關(guān)系，按2.1節(jié)的腐蝕損傷檢測(cè)可靠性評(píng)價(jià)要求，對(duì)飛機(jī)蒙皮結(jié)構(gòu)搭接面內(nèi)表面的腐蝕損傷進(jìn)行了檢測(cè)，研究表明，此類(lèi)結(jié)構(gòu)腐蝕損傷檢測(cè)的可靠性主要與材料的厚度損失以及腐蝕損傷的面積相關(guān)，如圖2所示，腐蝕損傷檢測(cè)的可靠性隨厚度損失及損傷面積的增大而增大。

圖2 蒙皮搭接面腐蝕損傷檢測(cè)可靠性與厚度損失及腐蝕面積的關(guān)系

對(duì)以厚度損失來(lái)檢測(cè)腐蝕損傷的誤差進(jìn)行計(jì)算，以評(píng)估基于厚度損失進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的安全性。對(duì)腐蝕損傷引起的不同厚度損失時(shí)，無(wú)損檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)方差進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如圖3所示?？梢钥吹胶穸葥p傷越大時(shí)，其檢測(cè)的可靠性增大。

2.3 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的可靠性

為考查各種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)方法的準(zhǔn)確性，對(duì)單頻渦流、脈沖超聲波、熱成像及多頻渦流技術(shù)進(jìn)行了比較，表2為上述4種檢測(cè)技術(shù)分別對(duì)蒙皮搭接面外表面點(diǎn)蝕，以厚度損失進(jìn)行表征的檢測(cè)結(jié)果對(duì)比?？梢钥闯?，多頻渦流技術(shù)的檢測(cè)精度更高，對(duì)厚度損失的檢測(cè)更靈敏。

3 結(jié)語(yǔ)

為確保老齡飛機(jī)的飛行安全性，延長(zhǎng)使用壽命，采用高效的、高可靠性的腐蝕損傷檢測(cè)方法極為重要，目前多種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在飛機(jī)實(shí)體結(jié)構(gòu)或模擬結(jié)構(gòu)的腐蝕損傷檢測(cè)中得到應(yīng)用。表3總結(jié)了各種檢測(cè)技術(shù)使用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)及檢測(cè)的精度和靈敏度，可為腐蝕損傷檢測(cè)技術(shù)的選擇提供參考。值得注意的是，每種腐蝕損傷檢測(cè)技術(shù)都有其固有的優(yōu)點(diǎn)及局限性，在實(shí)際使用過(guò)程中，通常需要根據(jù)腐蝕的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)形式及重要性等因素采用組合的無(wú)損檢測(cè)方法。

圖3 不同腐蝕損傷級(jí)別的無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)偏差

表2 4種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的評(píng)價(jià)

表3 飛機(jī)結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)特點(diǎn)

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