淺析航空航天材料常見無損檢測(cè)技術(shù)

航天航空材料檢測(cè)是國家重點(diǎn)推動(dòng)發(fā)展的檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備行業(yè)。航空器的零件要求重量盡量小，強(qiáng)度盡量高，這就意味著每個(gè)零件都承受著極高的載荷，一個(gè)小小的缺陷就會(huì)導(dǎo)致器件的損壞，造成嚴(yán)重的后果。因此，航空器幾乎所有組件的結(jié)構(gòu)完整性和穩(wěn)定性，尤其是關(guān)鍵的組件，都需要進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證。讓我們來一起了解航空航天無損檢測(cè)知識(shí)，學(xué)習(xí)檢測(cè)原理，比較各種檢測(cè)方法的利弊。無損檢測(cè)無損檢測(cè)（NondestructiveTesting，NDT）技術(shù)，是指在不損害或不影響被檢測(cè)對(duì)象使用性能的前提下，利用物體的聲、光、電磁等原理技術(shù)對(duì)材料、零件、設(shè)備進(jìn)行缺陷、化學(xué)、物理參數(shù)的檢測(cè)技術(shù)。航空航天領(lǐng)域使用的無損檢測(cè)方法有很多種，應(yīng)用最廣泛的有超聲檢測(cè)法、射線檢測(cè)法、渦流檢測(cè)法、紅外熱波檢測(cè)法以及磁粉檢測(cè)法等。超聲檢測(cè)法1原理通過超聲波與試件相互作用，就反射、散射的波進(jìn)行研究，對(duì)試件進(jìn)行宏觀缺陷檢測(cè)、幾何特性測(cè)量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測(cè)和表征，并進(jìn)而對(duì)其特定應(yīng)用性進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù)。2適用范圍飛行器零件等大型復(fù)合材料構(gòu)件，蜂窩泡沫夾心等復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，曲面構(gòu)件，波音飛機(jī)復(fù)合材料機(jī)身層合板結(jié)構(gòu)的無損檢測(cè)。3優(yōu)點(diǎn)靈敏度極高，精準(zhǔn)性也較為優(yōu)異，而且超聲波檢測(cè)法對(duì)使用環(huán)境沒有硬性要求，應(yīng)用也最為廣泛。4缺點(diǎn)對(duì)于球型設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，不能有效收集回波信號(hào)，從而致使對(duì)設(shè)備內(nèi)部損傷程度確認(rèn)難度增加。射線檢測(cè)法原理利用射線（X射線、γ射線、中子射線等）穿過物體時(shí)的吸收和散射的特性，檢測(cè)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不連續(xù)性的技術(shù)。適用范圍目前具備一定智能識(shí)別能力的實(shí)時(shí)成像檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于復(fù)合材料產(chǎn)品的在線檢測(cè)，可對(duì)裝配線上的工件進(jìn)行實(shí)時(shí)快速檢測(cè)，成為確保產(chǎn)品合格率的重要檢測(cè)手段。優(yōu)點(diǎn)不受材料、幾何形狀限制，能保留永久性記錄。對(duì)氣孔、夾渣、未焊透等體積型缺陷最敏感。缺點(diǎn)不易發(fā)現(xiàn)與射線垂直方向的裂紋，不便給出缺陷深度，對(duì)安裝及安全方面有嚴(yán)格要求，不適合現(xiàn)場檢測(cè)，檢測(cè)周期長。渦流檢測(cè)法1原理利用導(dǎo)電材料的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，通過測(cè)量感應(yīng)量的變化進(jìn)行無損檢測(cè)。2適用范圍一般用于導(dǎo)電材料的檢測(cè)，可以用于碳-碳復(fù)合材料與金屬基復(fù)合材料的檢測(cè)。3優(yōu)點(diǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度高，不必清理試件表面，檢查方便。4缺點(diǎn)由于端頭效應(yīng)的存在，渦流檢測(cè)在邊界處的檢測(cè)效果不好，同時(shí)需要用標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行對(duì)比，因此其應(yīng)用受到了限制。紅外熱波檢測(cè)法原理利用主動(dòng)加熱技術(shù)，通過紅外熱成像系統(tǒng)自動(dòng)記錄試件表面缺陷和基體材料由于不同熱特性引起的溫度差異，進(jìn)而判定被測(cè)物表面及內(nèi)部的損傷。適用范圍特別適合于檢測(cè)復(fù)合材料薄板與金屬粘接結(jié)構(gòu)中的脫粘、分層類面積型缺陷，尤其是當(dāng)零件或組件不能浸入水中進(jìn)行超聲C掃描檢測(cè)，以及零件表面形狀使得超聲檢測(cè)實(shí)施比較困難時(shí)也可使用紅外熱波檢測(cè)，紅外熱波檢測(cè)能夠準(zhǔn)確確定復(fù)合材料中分層的深度。優(yōu)點(diǎn)快速、準(zhǔn)確、直觀。缺點(diǎn)檢測(cè)深度不夠深，對(duì)缺陷的分辨率不如超聲檢測(cè)高。用于某些金屬時(shí)，表面需要進(jìn)行抗反射處理。磁粉檢測(cè)法1原理鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出磁粉檢測(cè)不連續(xù)性的位置、形狀和大小。2適用范圍檢測(cè)鐵磁性材料表面和近表面缺陷，鐵鎳基鐵磁性材料的檢測(cè)等。3優(yōu)點(diǎn)靈敏度高，操作簡便，結(jié)果可靠，顯示直觀。4缺點(diǎn)只適用于鐵磁性材料，定量測(cè)定缺陷深度檢測(cè)困難。液體滲透檢測(cè)法原理根據(jù)液體的潤濕作用和毛細(xì)現(xiàn)象，滲透液滲入工件表面缺陷中，然后將工件缺陷以外的多余滲透液清洗干凈，再涂一層吸附力很強(qiáng)的白色顯像劑，將滲入裂縫中的滲透液吸出來，在白色涂層上便顯示出缺陷的形狀和位置的鮮明圖案，從而達(dá)到了無損檢測(cè)目的的技術(shù)。適用范圍適用于表面、內(nèi)部缺陷。優(yōu)點(diǎn)對(duì)缺陷敏感，獲得結(jié)果迅速，缺陷定位方便?？梢圆挥盟?，特別適合野外現(xiàn)場檢測(cè)。缺點(diǎn)工藝程序復(fù)雜，只能檢測(cè)表面開口，不能檢測(cè)表面多孔性材料。無損檢測(cè)未來展望除以上六種常見檢測(cè)方法，光纖振動(dòng)傳感技術(shù)、磁聲電無損檢測(cè)、聲發(fā)射無損檢測(cè)等技術(shù)也被應(yīng)用到