編制說明《民用飛機超聲檢測、渦流檢測金屬對比試塊技術要求》

一、編制工作概況1任務來源民用飛機零部件的制造驗收、結(jié)構損傷檢測與評價都需要采用無損檢測手段。其中渦流檢測（ET）和超聲檢測（UT）方法是民用飛機金屬零部件或結(jié)構件最常用的無損檢測方法，尤其是在飛機運營維護階段中，采用這兩種檢測方法實施檢測的結(jié)構約占全機的90%。而兩種方法都必須使用對比試塊來調(diào)整檢測靈敏度和掃查范圍，評定缺陷或損傷的當量尺寸并保證檢測結(jié)果的再現(xiàn)性。而金屬結(jié)構無損檢測對比試塊的設計、制造、使用及維護需要詳細、明確的規(guī)定，以確保飛機在零部件制造、試驗試飛及運營維護等各階段得到有效、可靠的檢測保障?；诖祟愋枨?，中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院牽頭向中國材料與試驗團體標準委員會（以下簡稱：CSTM標準委員會）提出《民用飛機超聲檢測、渦流檢測金屬對比試塊技術要求》立項申請，經(jīng)審查后批準立項，項目編號為CSTM-SQ-2021-00206，歸口管理委員會為CSTM/FC66民機材料領域委員會。2起草單位本標準的牽頭起草單位是中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院，參與起草單位為上海材料研究所。3主要工作過程2021年3月成立《民用飛機超聲檢測、渦流檢測金屬對比試塊技術要求》標準起草工作組，根據(jù)工作組成員專業(yè)方向確定分工，制定標準工作計劃；2021年4-5月整理國內(nèi)外民機型號金屬結(jié)構的無損檢測程序及對比試塊的相關參數(shù)，組織工作組成員召開標準研討會討論標準制定的具體內(nèi)容和指標，形成標準草案；2021年6-9月形成標準提案向CSTM標準委員會提交立項申請，論證項目可行性進行立項審定答辯，9月15日由CSTM標準委員會發(fā)布立項公告正式立項；2021年10月修改完善標準內(nèi)容，形成征求意見稿，公開征求意見。二、標準制修訂原則本標準的制定主要遵循以下原則：（1）編寫格式遵循GB/T1.1－2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構和起草規(guī)則》的規(guī)定；（2）注意標準內(nèi)容的完整性、準確性，條理清楚、相互協(xié)調(diào)，結(jié)構合理、內(nèi)容全面，簡明易懂，便于應用。三、國內(nèi)外相關標準分析與金屬材料對比試塊相關的國外標準有MIL-HDBK-1823無損檢測系統(tǒng)評估和AMS-STD-2154變形金屬超聲檢測，這兩份標準僅對通用對比試塊的分類進行了說明，沒有對對比試塊的設計、制造、記錄和維護進行了詳細的規(guī)定。與金屬材料對比試塊相關的國內(nèi)標準有團體標準T-CAMAC0003-2020超聲檢測和T-CAMAC0002—2020渦流檢測，這兩份標準僅有對對比試塊的材質(zhì)、結(jié)構特征等內(nèi)容的通用規(guī)定，沒有詳細說明設計及制作的要求?？傊?，國內(nèi)外標準中通常只針對標準試塊有詳細規(guī)定，但未對對比試塊做詳細技術要求上的規(guī)定，適用性及使用性不強，且沒有明確其使用條件及方法，不能充分滿足民用飛機無損檢測高可靠性的要求以及結(jié)構設計要求（包括結(jié)構形式、允許損傷尺寸等）。四、標準主要內(nèi)容確定的論據(jù)1范圍范圍的編制格式遵循GB/T1.1－2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構和起草規(guī)則》的規(guī)定。本標準對超聲檢測和渦流檢測對比試塊的設計、人工缺陷制作、驗收評價、定期校驗、使用維護、質(zhì)量控制等方面的要求做明確和詳細的規(guī)定，期望解決飛機在設計、制造和運營維護等各階段無損檢測技術能夠得到有效、可靠的實施。本標準適用于民用飛機金屬結(jié)構零部件的無損檢測。2規(guī)范性引用文件規(guī)范性引用文件引導語參考GB/T1.1－2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構和起草規(guī)則》的規(guī)定，列出了本標準中規(guī)范性引用的文件編號及名稱。3術語和定義本部分基于超聲檢測和渦流檢測術語規(guī)范，規(guī)定了適用于本標準的術語定義，包括：對比試塊、傳輸修正、缺陷、不連續(xù)、渦流檢測。4分類無論是超聲檢測還是渦流檢測，對比試塊根據(jù)檢測方法、檢測位置、結(jié)構外形的不同，可以分為多種類型，不同類型的試塊在設計階段的技術要求可能會存在差異。半部分對超聲檢測、渦流檢測對比試塊進行簡要分類。4一般要求4.1材料要求為保證離位驗證試驗盡可能接近原位檢測的結(jié)果，對比試塊需要與被檢結(jié)構具有相同的電學/聲學特性，對比試塊的化學成分、材質(zhì)、表面狀態(tài)和原材料的熱處理狀態(tài)要求與被檢結(jié)構相同或相近。超聲檢測對比試塊的材料聲學特性（如衰減，聲速、聲阻抗、噪聲等）應與被檢件相同。當對比試塊與被檢件之間存在聲傳輸特性的差異時，應考慮進行聲傳輸修正。修正值一般可通過比較試塊的底面反射幅值與被檢件相等厚度部位的底面反射幅值的分貝差來確定。不同渦流檢測方法的對比試塊的材料具有不同的要求。高頻渦流檢測的是被檢件的表面，通常與被檢件的幾何結(jié)構無關，因此高頻渦流的對比試塊可以高度通用化，所使用的的材料只要電學、磁學特性與被檢工件接近即可（例如，檢測飛機鋁合金結(jié)構表面表面均可采用同一塊7075鋁合金制成的高頻渦流表面對比試塊）。低頻渦流通常用于檢測多層板連接結(jié)構的內(nèi)部損傷，需要考慮被檢結(jié)構的厚度，因此對比試塊不能通用，材料應盡可能與被檢件相同。當不能滿足上述條件時，渦流檢測用對比試塊材料應與被檢件的電導率、磁導率和合金成分盡可能接近。4.2工藝控制為保證與被檢結(jié)構的物理性能相同，本標準規(guī)定了無損檢測對比試塊制造過程中的工藝控制，除非工程技術文件另有規(guī)定，對比試塊的熱處理、表面處理及裝配等工藝應與被檢結(jié)構一致。4.3檢測設備制造完成后，需要對對比試塊進行出廠檢驗，以確保加工的準確性。本標準規(guī)定了所使用的的檢測設備的要求，用于驗收的檢測設備性能應具備檢測出相關類型缺陷的能力，并經(jīng)檢定合格或校準。4.4檢測人員為保證檢測結(jié)果的可靠性與準確性，本標準對驗收對比試塊的檢測人員的資質(zhì)提出了規(guī)定，要求具備NAS410或其他等效標準要求相關專業(yè)的Ⅱ級及以上技術資格證書。4.5質(zhì)量控制制造完成后，應檢驗對比試塊是否符合技術圖樣中的規(guī)定，確保對比試塊的質(zhì)量滿足使用要求。本標準規(guī)定出廠驗收的對比試塊在交付時應隨產(chǎn)品提供原材料合格證明文件、檢驗記錄、檢驗報告及產(chǎn)品合格證明文件等相關證明資料，檢驗內(nèi)容應至少包括人工缺陷的相對位置、人工缺陷尺寸，需經(jīng)相關檢定部門檢定、)表面粗糙度及外形尺寸。5設計要求5.1人工缺陷為模擬實際被檢結(jié)構真實產(chǎn)生的損傷，需要在對比試塊上加工人工缺陷，以確保有效評定缺陷或損傷的當量尺寸并保證檢測結(jié)果的再現(xiàn)性。本標準規(guī)定應在對比試塊設計圖樣上標注出需檢定或校準人工缺陷的參數(shù)，人工缺陷的大小和位置應與被檢結(jié)構相同。5.2試塊設計對比試塊應當充分還原實際被檢結(jié)構的幾何狀態(tài)，以保證離位檢測結(jié)果與原位檢測結(jié)果的匹配性，本標準規(guī)定了對比試塊在設計階段的要求事項，對于可能影響檢測結(jié)果的外形幾何特性（例如曲率、厚度等）與被檢區(qū)域的幾何特性應保持一致，并規(guī)定了設計圖樣必須包含的信息。6制作要求為保證制造過程中對比試塊的質(zhì)量完好，本標準對無損檢測對比試塊的制造方式、制造環(huán)境及粗糙度提出了要求。7驗收評價制造完成后，需要對對比試塊進行驗收，以確保對比試塊符合技術圖樣提出的要求。本標準規(guī)定了驗收的方式、內(nèi)容及合格標準。8標識不同的對比試塊通過標識來識別，對比試塊的使用周期較長，因此對比試塊的標識應滿足較長時間不易損壞。本標準規(guī)定了標識的介質(zhì)、方式、內(nèi)容。9使用與維護對比試塊需要正確的使用與維護，以保證長時間完好。本標準對對比試塊的使用、維護、存儲、校驗及作廢提出了規(guī)定。五、主要試驗（或驗證）情況無損檢測伴隨民機的全壽命周期，本標準以國外先進機型的無損檢測相關技術資料作為參考依據(jù)，并結(jié)合中國商飛三大機型無損檢測程序的設計經(jīng)驗所制定。通過對C919飛機的機上原位驗證結(jié)果表明，原位檢測結(jié)果與對比試塊離位檢測結(jié)果高度重合。因此經(jīng)驗證，本標準中給出的技術指標是可行且可靠的。六、與有關的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制性標準的關系本標準與有關的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制性標準無沖突。七、對征求意見及重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)本標準制定過程中尚無重大分歧意見。八、標準水平建議及預期的社會經(jīng)濟效果本標準為中國材料與試驗團體標準。本規(guī)范的制定將為民用飛機超聲檢測、渦流檢測金屬對比試塊的設計、制造、使用及維護提供技術要求，確保無損檢測結(jié)果的可靠性、準確性，提高在役民用飛機的質(zhì)量，滿足民用飛機無損檢測領域的迫切需求。九、貫徹標準的要求和措施建議本標準反映了民用飛機領域超聲檢測、渦流檢測金屬對比試塊的基本技術要求，建議盡快發(fā)布實施并積極向