張釗

摘要：內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)是無損檢測技術(shù)重要組成部分，是一種對待測部件進行原位檢測，利用內(nèi)窺探頭對一些不易直觀檢查、不能直接檢查的部件表面進行常規(guī)檢查或缺陷檢查，是一種發(fā)動機使用性能監(jiān)測的高效手段。內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)具有攜帶方便、操作簡單、觀察角度廣以及成像清晰等優(yōu)勢，目前廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外航空工業(yè)領(lǐng)域。本文通過對內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)在航空發(fā)動機上的應(yīng)用分析，內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)所具備技術(shù)特點能準確地反映物體內(nèi)的真實狀況，可以大大提高檢查和維修的效率，節(jié)省資金和時間成本;將內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)應(yīng)用于航空發(fā)動機重要部件這一方案可行。

關(guān)鍵詞：無損檢測;內(nèi)窺鏡檢測;航空發(fā)動機

1.無損檢測技術(shù)

無損檢測技術(shù)是一種能在不破壞試件組成和使用性能的條件下，對試件進行損傷探查的技術(shù)，亦稱為免破壞性檢查。是根據(jù)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生缺陷時所引起的許多方面的變化如聲、熱、光、電、磁等，利用物理變化或化學(xué)反應(yīng)，依靠先進的技術(shù)設(shè)備，對被檢測件損傷類型、位置、形狀、尺寸等進行檢測的技術(shù)手段。

根據(jù)檢測原理的不同，無損檢測可分為聲學(xué)檢測、熱檢測、光學(xué)檢測、滲透檢測、射線檢測、微波檢測與電磁學(xué)檢測7類。

在航空工業(yè)中采用無損檢測，在確保運營效率、降低原材料損耗方面意義深遠。現(xiàn)如今飛機各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，再加上為了提高運營效率，經(jīng)常出現(xiàn)疲勞運轉(zhuǎn)的狀況，導(dǎo)致故障率大幅上升，部分故障常規(guī)技術(shù)根本無法排查或無法滿足檢測要求，如不能在無損、短時間、惡劣環(huán)境下完成等，無損檢測技術(shù)檢測效率高、顯示直觀、可實現(xiàn)非接觸、遠距離及大面積檢測等特點。熒光檢測、磁粉檢測和內(nèi)窺鏡檢測逐漸成為航空領(lǐng)域保障體系中的重要支柱，應(yīng)用前景巨大。

2.內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)

內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)是一種利用內(nèi)窺設(shè)備對人眼視力無法觀察的發(fā)動機內(nèi)腔、狹小縫隙的內(nèi)表面等進行觀察的無損檢測技術(shù)。內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)不但可以在不分解被檢測件的情況下檢查其裝配的準確性，，而且可以對所發(fā)現(xiàn)的缺陷進行長度和深度測量;同時配合其他設(shè)備，可以在不拆卸機件的狀態(tài)下清除多余物或?qū)σ恍┤毕葸M行處理。尤其對深孔部件或管型零件在非破壞條件下，通過內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)實現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面形態(tài)檢測。

內(nèi)窺鏡檢查是飛機發(fā)動機生產(chǎn)、裝配、維護過程中重要的無損檢測手段，是獲得發(fā)動機性能及質(zhì)量監(jiān)控的一個重要信息來源，是發(fā)動機內(nèi)部腔體的主要檢查方法。

3.內(nèi)窺鏡的分類及特點

3.1內(nèi)窺鏡的分類

根據(jù)內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)組成以及性能的差異，可將內(nèi)窺鏡分為直桿內(nèi)窺鏡、軟式光纖內(nèi)窺鏡和視頻內(nèi)窺鏡。

3.2內(nèi)窺鏡的特點

內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)具有使用方便、結(jié)果直觀、費用低、速度快的特點，同時由于內(nèi)窺鏡本身具有放大作用，照明條件好，因此內(nèi)窺鏡檢查對細節(jié)觀察的靈敏度高，很容易發(fā)現(xiàn)直徑小于0.2mm外來物及0.2mm深的凹陷。

但是由于內(nèi)窺鏡檢測易受被檢產(chǎn)品表面狀態(tài)的干擾，導(dǎo)致誤判，檢測結(jié)果受檢測人員主觀因素影響大。另外內(nèi)窺鏡檢測一次觀察區(qū)域小，進行大面積檢查效率低;柔性探頭順利達到指定位置有一定難度。受探頭制造工藝和技術(shù)水平的影響，直徑小于4mm的探頭分辨能力與實際需求尚有一定差距，柔性探頭的導(dǎo)向及彎曲度不能達到理想的要求，檢測存在死角。

4.內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)應(yīng)用于航空發(fā)動機的分析

航空發(fā)動機作為飛行器的最主要動力來源，對飛機的主要性能如推力、推重比、單位耗油率、起飛滑跑距離等有著極大的影響;而航空發(fā)動機的工作條件往往十分惡劣，通常情況下需要承受上千攝氏度的高溫，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高達上萬轉(zhuǎn)每分鐘，并且燃油的不完全燃燒產(chǎn)生的硫化物殘留等，這些因素決定了航空發(fā)動機極易產(chǎn)生熱疲勞、局部應(yīng)力集中、轉(zhuǎn)子偏心、表面氧化腐蝕等損傷現(xiàn)象。極易引起發(fā)動機葉片斷裂、局部節(jié)流、局部過熱和發(fā)動機劇烈振動等現(xiàn)象甚至出現(xiàn)發(fā)動機空中停車的嚴重后果，可能造成巨大的生命財產(chǎn)損失。

為了避免以上不良后果的產(chǎn)生，機務(wù)維修人員需要定期對航空發(fā)動機進行檢查維護，外部損傷可由目視檢查，但內(nèi)部腔體損傷就必須將整個發(fā)動機進行拆解。為了縮短發(fā)動機維修時間，保證航空公司的運營成本和效率，將無損檢測技術(shù)引進到機務(wù)維修工作當(dāng)中是十分重要的。

4.1內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)在航空發(fā)動機燃燒室火焰筒上的應(yīng)用分析

在結(jié)構(gòu)上，航空發(fā)動機燃燒室火焰筒為封閉筒體結(jié)構(gòu)，材料采用耐熱合金或復(fù)合材料制成，工作環(huán)境為高溫高壓流體，易產(chǎn)生裂紋，硫化物腐蝕等。發(fā)動機燃燒室火焰筒以及燃油噴組等檢查時引進內(nèi)窺鏡檢測技術(shù);內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)用于航空發(fā)動機火焰筒裂紋、腐蝕和變形、燃油噴嘴等缺陷的檢查。

4.2內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)在航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子減速器齒輪系統(tǒng)的應(yīng)用分析

材料上，航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子減速器齒輪系統(tǒng)鐵鎳合金、錳鈦合金等耐磨材料制成;空間結(jié)構(gòu)上，齒輪數(shù)量較多，齒輪之間裝配緊湊，空余間隙小;工作環(huán)境，運行時轉(zhuǎn)速高，發(fā)熱量大，極易發(fā)生磨損，齒面膠合等失效現(xiàn)象;綜上所述，該航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子減速器齒輪系統(tǒng)在工作環(huán)境和空間結(jié)構(gòu)等方面都不易接近，故在航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子減速器齒輪系統(tǒng)的檢測中可以采用軟管式光纖內(nèi)窺鏡。

4.3內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)在航空發(fā)動機葉片檢測中的應(yīng)用分析

航空發(fā)動機壓氣機工作介質(zhì)為高壓外部空氣，航空發(fā)動機渦輪的工作介質(zhì)都為高溫高壓燃氣。材料為合金或復(fù)合材料，部分航空發(fā)動機渦輪轉(zhuǎn)子采用抗腐蝕單晶合金制造。不難看出，在材料、工作介質(zhì)等方面，航空發(fā)動機葉片為易損壞部件，尤其是高壓壓氣機葉片和高壓渦輪葉片。因此在航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子葉片的故障檢查中可以采用軟管式光纖內(nèi)窺鏡。當(dāng)然航空發(fā)動機部件也存在拆裝難度大的問題，運用內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)大大降低了維護檢測周期。

4.4小結(jié)

通過以上三個案例對比來看，將內(nèi)窺鏡檢測應(yīng)用于發(fā)動機定期檢查、突發(fā)事件維修及已出現(xiàn)故障維修。內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)所具有的視角廣泛、成像清晰度高、可探測狹小空間的特點完全可以滿足航空發(fā)動機檢查中的苛刻要求。內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)能在航空發(fā)動機的維護中發(fā)揮著十分重要的作用，發(fā)動機的關(guān)鍵部件，例如主氣流通道部件、高壓壓氣機、高壓和低壓渦輪的各級輪盤及葉片、燃油噴嘴等都是不易拆卸且檢測可達性較差的零部件，對于這些零部件的檢查與監(jiān)測工作大都是通過內(nèi)窺鏡技術(shù)完成的。

內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)在航空發(fā)動機維護中的重要作用具體體現(xiàn)在兩個方面：1計劃性內(nèi)窺檢查（常規(guī)檢查）;2非計劃性內(nèi)窺檢查（故障檢查，安裝檢查等）。

5.結(jié)束語

總而言之，內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)使用方便，成像清晰，但屬于目視檢查，存在漏檢的可能?？梢試L試驗證將內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)作為觀察手段與渦流檢測技術(shù)、磁粉檢測技術(shù)、超聲檢測技術(shù)等其他無損檢測技術(shù)相結(jié)合使用的可行性。

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