美國空軍基地維修中隊檢測飛機部件潛在裂縫的方法

位于美國阿肯色州小石城空軍基地的第19維修中隊（MXS）現在正在使用各種無損檢測技術（nondestructive inspection，NDI），以更好地識別各種美國飛機部件上的潛在裂縫等缺陷。

 

Davis是一名在美國小石城空軍基地第十九維修中隊服務的無損檢測工程師，圖為他手握一個主著陸輪螺栓在小石城基地進行檢查；圖片來源：Airman 1st Class Kevin Sommer Giron.

 

“我們專注于預防性維護，”美國空軍工作人員，同時是該維修中隊中經驗豐富的無損檢測技術人員的Derik Shannon說道：“我們采用非侵入方式來檢查飛機上的一些缺陷”。

 

隨著化學品容器、輸送帶和一些復雜機器的使用，該維修中隊正在逐漸采用更多的無損式檢測方法，具體來說，他們現在主要利用五大常規方法來檢測產品的差異——磁粉、滲透、X射線、超聲波和渦流檢測技術。每種技術都基于不同的原理來有效識別飛機上存在的缺陷，進而保護該組飛機的結構完整性。

 

熒光液體+紫外線的絕佳組合

 

將該飛機拖曳臂浸入到熒光滲透劑中，材料表面的微小缺口就會滲入熒光滲透劑，隨后在黑光燈下即可識別出潛在的裂紋。圖片來源：Airman 1st Class Kevin Sommer Giron.

 

該空軍基地的無損檢測研究室比較常用的兩種檢測方法是熒光磁粉檢測和熒光滲透檢測。這兩種方法的原理都是通過將待檢測部件浸入到熒光液體中并在紫外光下進行觀察，以找出其中微小的結構缺陷，這使得檢測裂紋和腐蝕現象變得更為容易。當發現缺陷時，將其進行記錄、標記，并準備進行下一步的修理。

 

主著陸輪螺栓上的裂縫在黑光燈下清晰可見；圖片來源：Airman 1st Class Kevin Sommer Giron.

 

在C-130J飛機的機輪螺栓上施加磁懸液，在黑光燈的照明下，裂紋部位會形成明顯的磁痕；圖片來源：Airman 1st Class Kevin Sommer Giron.

 

最常使用的渦流檢測技術

 

該基地目前最常用的無損檢測技術是渦流檢測技術，其原理是將通有交流電的線圈置于待測的金屬板上或套在待測的金屬管外，這時線圈內及其附近將產生交變磁場，使試件中產生呈旋渦狀的感應交變電流，稱為渦流。渦流的分布和大小，除與線圈的形狀和尺寸、交流電流的大小和頻率等有關外，還取決于試件的電導率、磁導率、形狀和尺寸、與線圈的距離以及表面有無裂紋缺陷等。因而，在保持其他因素相對不變的條件下，用一個探測線圈測量渦流所引起的磁場變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進而獲得有關電導率、缺陷、材質狀況和其他物理量（如形狀、尺寸等）的變化或缺陷是否存在等信息。

 

該空軍基地的無損檢測團隊現在能夠在他們的研究室以及遠離研究室的地區（如停機坪）進行這些檢測。

 

“我們最近檢查了C-130J飛機在遭受冰雹后的整個外部情況，”Shannon說道：“使用渦流探頭，我們統計了一下，大約在八小時內就完成了原本需要花費48小時的檢測任務”。

 

另外，X射線和超聲波檢測技術在該基地也會經常被用到，工作人員利用這兩種方法來檢查零件的結構完整性，而無需對零部件進行拆卸。

 

總而言之，小石城無損檢測研究室現在每年需要檢測約3000個零部件，大到整架飛機，小到飛機上的微型螺栓。

 

“我們做的這些小事，能夠保證大型飛機的順利飛行，利用這些無損檢測技術，我們可以確保每一小塊結構都是完整的”，該空軍基地的一名無損檢測工作人員自豪的說道。