殷志平
[摘 要]无损检测（Nondestructive Testing）作为航空器及其部件维护过程中一项特殊的技术，在航空器的适航保障过程中作用举足轻重。涡流检测、渗透检测作为两大常规检测方法，在日常无损检测工作中应用非常广泛，他们有一个共性就是可识别被检对象的表面或近表面缺陷。然而，随着机队的老龄化，航空器维修级别不断升级，需要实施无损检测的部位、部件种类越来越多，不同无损检测技术、方法的应用也越来越广泛，因此针对这些航空器部位、部件，依据航空器厂家手册提供信息，选择合适的无损检测方法并准确实施是摆在民航无损检测人员面前的一个课题。
[关键词]民航无损检测 涡流检测 渗透检测
中图分类号：TH878 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0356-02
一、背景分析
随着中国民航业的蓬勃发展，国内各大航空公司机队规模不断扩大，加上机队不断老龄化，航空业维修业务市场一片繁荣，航空器及部件大修业务市场规模增长迅猛。
无损检测（NDT）作为航空器及其部件维护过程中一项特殊的技术，为航空器，特别是在老龄航空器的适航性的保障过程中作用举足轻重。
然而，随着机队的老龄化，航空器维修级别不断升级，需要实施无损检测的部位、部件种类越来越多，不同无损检测技术、方法的应用也越来越广泛，因此针对这些航空器部位、部件依据航空器厂家手册提供信息，选择合适的无损检测方法并准确实施是摆在民航无损检测人员面前的一个课题。
当前国内民航无损检测应用的方法主要有涡流检测、渗透检测、超声波检测、射线检测、磁粉检测、红外热成像检测，这几大方法中根据检测对象的不同一种方法有细分成多种检测方法，例如超声波检测根据被检对象的材质、部位，缺陷种类不同又细分成超声波检测缺陷、超声波测厚、超声波相共振法、声振敲击法、声振机械阻抗法、谐振法等；涡流检测根据缺陷深度的不同可分为高频涡流检测（HFEC）和低频涡流检测（LFEC）。
其中涡流检测、渗透检测作为两大常规检测方法，在日常无损检测工作中应用非常广泛，他们有一个共性就是识别被检对象的表面或近表面缺陷能力都特别强，、此两种检测方法也常称为表面检测方法。
二、两种检测方法简介
（一）涡流检测
涡流检测是基于电磁感应原理揭示导电材料表面和近表面缺陷的无损检测方法，当载有交变电流的检测线圈（涡流探头）接近被检件表面时，材料表面和近表面会感应出涡流，其大小、相位和流动轨迹与被检件的电磁特性和缺陷等因素有关，涡流产生的磁场作用会使线圈阻抗发生变化，检测线圈阻抗即可获得被检件物理、结构、和冶金状态的信息。
通过缺陷对复阻抗的影响可以分辨被检件的材质、表面裂纹、下表面裂纹等信息，参见图2-2。
（二） 渗透检测
渗透检测又称液体渗透检测，是基于毛细作用原理，用于检测非多孔性材料表面开口的不连续性的一种无损检测方法，渗透检测又分为着色渗透检测和荧光渗透检测，民航无损检测一般都使用灵敏度更高的荧光渗透检测方法。
三、两种检测方法对比与分析
（一）两种表面检测方法优劣性对比
（二） 两种方法在实际工作中的应用分析
从两种方法的检测原理基本已确定被检对象的性质和范围，这也是该方法存在的意义，现在着重分析在一定条件下，几种方法都可以使用条件下，从经济性、可操作性、检测效率、检测灵敏度方面进行深入探讨其适应性。
1、 A320飞机主轮轮毂翻修无损检测
厂家CMM手册要求在轮毂退漆之后对整个轮毂表面进行检测，从以上三种方法的原理的适应性可以很快锁定使用涡流或渗透检测方法来做，由于渗透检测不受缺陷形状、尺寸、方位的限制、以及涡流检测适用于局部检测的特点，最终多数检测单位和检测人员首选渗透检测方法对轮毂实施检测，这样的选择具有检测效率高、经济性好、可操作性好，按规定工艺施工、检测灵敏度也有保证。
笔者在一次执行该型号轮毂检测过程中，先执行渗透检测未曾发现轮毂有任何缺陷，不过本单位一般会增加对翻修轮毂进行涡流局部检测，主要针对应力集中部位做涡流扫差，却发现在该型号轮毂驱动键根部有明显裂纹信号，见图3-1，而后再次进行渗透检测，在荧光灯照射下发现在该位置确实有明显裂纹痕迹，见图3-2。
此实例说明，在执行渗透检测时存在偶然不可控因素会导致漏检，该不可控因素包括检测过程中过清洗、显像时间偏短（与环境温度有关）、人员视觉疲劳等，也就是说渗透检测整个工艺流程任何一个环节有一点偏离，特别是环境变化、人为因素影响都有可能导致漏检，很难想象该缺陷漏检后轮毂在使用过程中会带来多大的后果。而涡流检测对该轮毂进行检测时在经济型、检测灵敏度、检测效率方面没有优势，但检测信号有很好的可再现性，只要涡流探头扫过的区域，此类缺陷信号显示明显，难以漏检。
因此，在NDT实际操作过程中，在没办法控制人为因素、环境变化因素而导致渗透检测可靠性的情况下，对局部应力集中部位补充涡流检测显得很有必要，虽然在手册验收标准和行业标准范围内两者检测结果无法相互否定，却可以相互验证。
2、波音737-300/700飞机后增压隔框的腹板检查
波音手册要求使用LFEC方法检测后增压舱隔框腹板左/右15长桁以上（长桁5L-7L和5R-9R）区域两层叠板当中下层板的裂纹，从1016号站位（俗称狗洞）进入接近。
从涡流检测原理分析，由于交变电流会在导线周围产生变化的磁场，从而在导线中产生感应电流并影响导线中的电流分布。由电磁场理论可以得知，这时在导线横截面上电流密度分布不均匀，在导体内深处小而在表面附近大，按照指数规律衰减，这种现象称为涡流的集肤效应，频率越高，集肤效应越强。
标准渗透深度为：
（3-1）
其中f 为交流电流的频率，单位是 Hz；μ为材料的磁导率，单位是 H/m；σ 为材料的电导率，单位是 S/m。
从式 3-1 中我们可以看出，金属试件中涡流的渗透深度与频率、电导率、磁导率等参数乘积的平方根成反比，频率越高、导电性越好或导磁性能越好的材料，集肤效应越显著，对同一金属试件来说， 检测频率越高则涡流的标准渗透深度越浅。因此在涡流检测技术应用中常采用降低频率来提升检测深度的目的，低频涡流检测就是运用这一原理得以实现的，但并非无限制降低频率来检测更深的缺陷，随着交流电频率的降低，涡流信号也越来越弱，难以实现检测目的。
回到增压舱隔框腹板LFEC议题，由于检测面为接触面下层板，波音手册要求当LFEC发现裂纹或疑似裂纹时需要拆除后厨房再接近做HFEC（接触面为上层板），HFEC对表面裂纹更反应是非常灵敏的，也就是检测灵敏度高。在实施检测过程中根据飞机的新旧程度、是货机还是客机、航后检测还是停场高检应根据实际情况选择HFEC或LFEC方法。
对与波音737老龄客机来说，采用LFEC方法检测下面板裂纹，检测灵敏度是难以达到要求的，因为增压舱腹板接触区域表面的密封胶层因长期密闭高温环境产生糊化，做NDT时又不能随便将胶层去除，糊化了的胶层还粘检测探头，可操作性极差，为确保检测质量和检测效率，最好是在飞机停场高检期间拆除后厨房从腹板前面接近实施HFEC方法，才能确保检测结果的可靠性。而对于机龄小的飞机，增压舱腹板表面胶层光滑均匀，实施LFEC可操作性好，检测灵敏度也有保证，在航后执行也不会赶时间，检测效率和质量都很高。
而对于波音737货机来说，一般机龄偏大， 增压舱腹板接触区域表面胶层糊化严重，后厨房结构也不存在，因此从后货舱揭开隔热棉可直接接近被检测面板，实施HFEC，检测可靠性和检测效率都非常高。
3、小结
对于民航无损检测来说，航空器及其部件远比制造业产品存在缺陷概率低，但缺陷的危害性对航空器来说却是致命的，从现实经济性、可操作性、检测效率、检测灵敏度几个维度分析来看，检测灵敏度是其中最重要的一个维度，因为NDT结果若没有足够的可靠性，航空器在没有足够安全条件下运行，其它一切都是去了基础。因此在实际工作中，厂家手册和行业标准是最低限度标准，作为民航NDT从业人员唯有严格执行，在实际工作过程中，有必要视具体情况执行高出厂家手册和行业标准来保证缺陷检出率，相近检测方法之间交叉使用，多一些相互验证，从而保证整个NDT过程和检测结果的可靠性。
参考文献
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[2]任吉林、林俊明、高春法.电磁检测[M].北京：机械工业出版社，2000
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[4]BOING SB：737-53A1214R2
[5]NDT Manual D6-37239， Part 6， Subject 53-10-54 and Subject 51-00-00， Figure 23
