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航空航天中无损检测的应用?

航空航天中无损检测的应用?

无损检测 (NDT) 是一种检测和评估材料缺陷的方法。在航空航天领域,无损检测在飞机的设计、制造和维护中发挥着至关重要的作用。
测试材料和组件的最简单和最准确的方法通常是对它们进行破坏测试。破坏性测试用于航空航天领域,以确定材料、组件和组件的物理特性。它可以揭示有关材料特性的有用信息,包括延展性、拉伸强度和断裂韧性。然而,在测试用于飞机或已经在飞机上使用的部件和材料时,破坏性测试并不总是可行或可取的,主要是因为它们的价值很高。相反,工程师和技术人员使用非破坏性测试技术、设备和分析来检查材料和组件,然后再投入使用和使用中,而不会破坏它们。无损检测还可以检测材料中的缺陷和差异,否则使用破坏性方法很难检测到这些缺陷和差异。
航空航天什么时候使用无损检测?
安全是航空业最重要的一个方面。无损检测贯穿产品的整个生命周期——从新材料的鉴定和新飞机的设计到飞机结构和发动机的在役检查。在开发过程中,研究人员可能会使用无损检测来帮助开发轻型且更灵活的飞机材料和结构。工程师将在飞机测试和认证期间使用 NDT 工具和流程来测试性能和耐用性并调查问题。飞机制造商使用无损检测来确保制造期间和制造后的材料和连接过程的质量。最后,维修工程师和技术人员将使用 NDT 定期检查在役飞机是否有损坏和裂纹,以确保适航性和安全性。
NDT在航空航天中如何使用?
NDT 的重要方面是被测试的零件或材料在测试后保持完整和可用。
无损检测通常可以分为两个领域:表面技术和次表面技术。在这两个领域内有一系列成熟且值得信赖的工具,例如用锤子进行的敲击测试以及更新和先进的技术,例如 3D 计算机断层扫描。
目视检查是最古老、最简单的无损检测方法。人们常说人眼是最强大的无损检测工具。目视检查飞机结构和部件是否有裂纹、腐蚀和错位等损坏,通常是出现问题的第一个迹象。
各种设备用于目视检查,从放大镜和镜子到用于查看难以到达的地方的视频管道镜、电荷耦合设备和远程查看系统。
借助管道镜进行目视测试
渗透检测是航空领域广泛使用的另一种简单快捷的检测无孔材料表面缺陷和结构损伤的方法。
测试对象涂有高粘性染料。一旦染料进入任何裂缝或瑕疵,物体就会被清洁,只留下渗入裂缝的染料。一些剩余的染料会流回,露出裂缝和瑕疵的迹象。
 
 
渗透检测是最常用的无损检测技术之一
荧光渗透剂通常用于敏感材料和零件。液体渗透测试是一种灵活的技术,可以就地进行,也可以在车间或机库中进行。它也经常是清洁和维修零件的一部分,在清洁后检查物体的表面。
声发射测试是对测试对象施加突然的力、“敲击测试”和结果分析。这种分析可以像听声音一样简单,或者使用多个传感器来记录由此产生的应力波和发生的小变形。
泄漏测试使用四种主要技术:气泡、压力变化、卤素二极管和质谱仪测试,包括将测试对象加压并浸入液体中以追踪和记录泄漏。飞机和发动机使用大量液体和气体——因此泄漏测试是制造和维护的重要组成部分。
航空航天中的射线照相术既可以对薄材料使用X 射线,也可以对较厚材料使用伽马射线。传统上使用胶片来捕捉图像,但正在被数字方法所取代。
航空航天部件的横截面
最近的另一个进展是 3D 计算机断层扫描 (CT) 扫描,它捕获测试对象的多个 X 射线以在计算机上构建对象的横截面视图。
超声检测是最常见的次表面技术,它使用高频声波来定位组件或材料内的缺陷。它通常用于检测焊缝、配件、接头、螺栓和粘合剂质量中的缺陷。该技术类似于声纳,因为它记录和分析声波的反射
对复合材料进行超声波检测(奥林巴斯仪器)
航空航天工程师和技术人员使用了几种不同的超声波检测技术,包括直束检测、浸没检测和相控阵检测。所有这些都使用超声波换能器(也称为探头)来发送和接收声波,并在屏幕上以图形的形式显示结果。
磁粉检测包括在测试对象中感应磁场,将磁性粒子以干燥形式或悬浮在液体中(可以是有色或荧光的)施加到其上,然后使用合适的照明检查对象。
该技术用于检测铁磁材料的不连续性。根据环境的不同,可以使用几种不同的设备进行磁粉检测,包括磁轭、探针、线圈和磁头。
涡流检测是一种表面下技术,它在导电测试对象中感应出电磁场,并测量电流周围产生的次级磁场,以确定缺陷所在的位置。涡流检测广泛用于飞机维修,以检测疲劳或腐蚀引起的裂纹。
涡流测试仪
振动分析监测由旋转的机械部件产生的振动特征,并对其进行解释以检测何时发生异常情况。位移传感器使用涡流、速度传感器或与机械相连的加速度计,可用于监测。
热/红外检测涉及绘制物体的表面温度,可用于检测腐蚀、分层、空隙和脱粘等损坏。它的工作原理是检测材料或组件中的热流异常。
激光测试包括剪切成像、全息和轮廓测量等技术。所有这些都以不同的方式使用激光来检测物体表面的变形,并通过计算机处理来比较受压和未受压的情况。它在检测几微米大小的微小缺陷时最有用。
无损检测标准和培训,虽然寻找飞机和材料的裂缝和缺陷是一项艰巨的任务,但它可能意味着生与死的区别。在制造、装配和使用期间确保高质量和安全的高标准的需要导致了民用和军用航空无损检测标准和规范的发展。
有几个国家和国际组织制定 NDT 方法、设备和培训标准。其中包括美国无损检测学会(ASNT)的 无损检测的英伦学院,在国际委员会无损检测和 欧洲联盟为无损检测。国际标准也受到ISO和ASTM International(美国测试与材料协会)的监督。
标准适用于民用和军用测试和培训。使用无损检测的员工的常见认证包括 ASNT 的中央认证计划 (ACCP),而 SNT-TC-1A 无损检测人员资格和认证为内部 NDT 认证计划提供指南和框架。SNT TC-1A 具有三个不同级别的资格,每个级别都比上一个承担更多的职责和责任。
结论
由于技术、连接性、数据处理和分析的进步,无损检测在航空航天中的使用正在增加。它的复杂性也在增加,尽管通常传统的技术(例如轻敲测试或液体渗透测试)仍然可以提供令人满意的测试航空航天部件的方法。航空航天测试部门的这一部分对乘客和航空部门所有其他人的安全至关重要。要进行无损检测,必须遵守标准和培训,以确保未来继续保持高水平的培训
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