国外航空发动机无损检测技术发展
无损检测技术在航空航天领域中的应用与发展趋势

无损检测技术在航空航天领域中的应用与发展趋势随着航空航天技术的不断发展,对飞行器的结构和材料的质量和可靠性要求也越来越高。
然而,传统的破坏性检测方法无法满足对飞行器进行全面、准确、快速的检测需求。
因此,无损检测技术在航空航天领域中的应用逐渐得到认可和推广。
本文将探讨无损检测技术在航空航天领域中的应用,并展望其发展趋势。
无损检测技术是一种非破坏性的检测方法,通过对材料和结构进行表面或体积的检测,获取材料或结构的内部缺陷、损伤或性能信息,以评估其质量和可靠性。
在航空航天领域中,由于飞行器的结构和材料复杂多样,无损检测技术可以用于检测和评估各种材料、构件和系统的质量和性能,包括金属、复合材料、焊接接头、螺栓连接等。
无损检测技术在航空航天领域中的应用非常广泛。
首先,无损检测技术可以用于飞行器结构的质量控制。
通过对材料的表面和体积进行检测,可以及早发现和判断材料的内部缺陷和损伤,以保证飞行器的结构完整和性能稳定。
例如,利用超声波检测技术可以在飞行器的结构中发现裂纹和气孔等缺陷,从而进行及时修复和替换,确保飞行器的飞行安全。
其次,无损检测技术可以用于飞行器发动机的健康监测。
航空发动机是飞行器的核心部件,其可靠性和性能直接影响飞行器的安全和性能。
通过使用无损检测技术,可以对发动机中的叶片、轴承和涡轮等关键部件进行检测,提前发现并修复潜在的缺陷,延长发动机的寿命和提高性能。
另外,无损检测技术还可以用于飞行器的液压管路、电气连接等系统的检测和维护,以保证飞行器的正常运行。
随着科技的不断进步,无损检测技术在航空航天领域中的发展也呈现出一些新的趋势。
首先,数字化和自动化是无损检测技术发展的重要趋势。
例如,利用计算机和数字信号处理技术,可以对检测过程进行数据采集、分析和储存,实现对检测结果的追溯和分析,并提高检测的准确性和效率。
此外,自动化无损检测系统的研制和推广也在不断进行,可以减少人为的操作错误,提高检测的一致性和可靠性。
无损检测产业趋势

无损检测产业趋势无损检测产业趋势分析引言无损检测(Non-Destructive Testing,NDT)是一种通过对材料、构件进行检测,而不引起其损坏或破坏来评估其内部或表面的缺陷、杂质或性能的技术集合。
无损检测技术在工业、航空航天、能源、建筑等领域具有重要的应用价值。
随着科技的发展,无损检测行业也在不断创新,技术发展呈现出多样化、智能化、集成化等趋势。
本文将对无损检测产业的发展趋势进行分析和展望。
一、技术发展趋势1.1 多样化技术应用无损检测技术目前已经涵盖了多种方法和技术,如超声波、磁粉探伤、涡流探伤、X射线检测等。
随着不同行业对无损检测需求的增加,多样化的技术应用将成为未来的发展趋势。
例如,在航空航天领域,无损检测技术可以应用于飞机结构的检测、航空发动机零部件的检测等。
在能源行业,无损检测技术可以用于核电站、火电厂等设备的检测,以保证设备的安全和可靠性。
1.2 智能化技术应用随着人工智能和大数据技术的快速发展,智能化的无损检测技术将成为未来的发展方向。
通过将传感器与数据分析算法结合,可以实现对大规模数据的快速处理和分析,提高检测效率和精度。
例如,利用机器学习算法,可以实现对材料中表面裂纹的自动识别和分类,提高检测的准确性和可靠性。
智能化技术的应用还可以降低人工操作的难度,减少人为因素对检测结果的影响。
1.3 集成化技术应用随着无损检测技术的不断发展和进步,各种检测方法和技术之间的融合和集成将成为未来的发展方向。
通过将多种检测方法和技术集成在一起,可以更全面、准确地评估材料和构件的缺陷和性能。
同时,集成化技术应用还可以减少设备和人员的投入,降低检测成本,提高检测效率。
例如,通过将超声波和磁粉探伤技术集成在一起,可以实现对复杂构件的全面检测。
二、产业发展趋势2.1 行业需求增加无损检测技术的应用需求将会逐渐增加。
随着高速铁路、核电站、航空航天等领域的快速发展,对设备和结构的安全性和可靠性要求越来越高。
无损检测技术在航空发动机上的应用

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检测结果
通过对叶片的超声检测,可以发现叶片内部是否存在裂纹、气孔、夹杂等缺陷,为发动机 的安全运行提供保障。
案例二:某型发动机涡轮盘的X射线检测
X射线检测原理
利用X射线在材料中的穿透特性,通 过X射线源发射X射线穿过涡轮盘,然 后通过成像设备接收穿过涡轮盘的X 射线,通过分析图像来判断涡轮盘内 部是否存在缺陷。
03
提高航空发动机的安全性
无损检测技术可以对航空发动机的关键部位进行细致的检测,及时发现
潜在的安全隐患,避免因故障导致的不安全事件。
02
无损检测技术在航空发动机上 的应用范围
发动机零部件的检测
01
02
03
叶片检测
利用X射线或超声波检测 叶片的内部缺陷、裂纹和 气孔等。
涡轮盘检测
通过超声波或涡流检测方 法,检测涡轮盘的表面和 内部缺陷。
无损检测技术需要专业的技术人 员和先进的设备,对技术和设备 的要求较高,限制了其在航空发
动机上的广泛应用。
检测效率低
无损检测技术的检测效率相对较低 ,需要花费较长时间对发动机进行 全面检测,影响了发动机的维护和 运行效率。
局限性
无损检测技术只能检测出一定范围 内的缺陷和损伤,对于某些微小缺 陷或特殊情况下的损伤可能无法准 确检测。
延长发动机使用寿命
通过及时发现和修复潜在的缺陷,无损检测技术可以延长发动机的 使用寿命,减少维修和更换成本。
促进航空工业发展
无损检测技术在航空发动机上的应用可以提高航空工业的整体水平 ,推动相关领域的技术进步。
无损检测技术的未来发展趋势与挑战
智能化发展
随着人工智能和机器学习技术的不断发展,无损 检测技术将更加智能化,提高检测效率和准确性 。
无损检测技术在航空发动机上的应用

无损检测技术具有非破坏性、全面性、实时性等优点,能够有效地检测出材料内部的缺陷、损伤等不连续性,为 产品质量控制、运行安全性评估提供重要的依据。
无损检测技术的发展历程
初创阶段
20世纪初,无损检测技术开始起步,主要采用简单的敲击、目视 等方法进行检测。
初步发展阶段
20世纪中叶,随着科技的发展,无损检测技术开始得到初步发展 ,超声、射线等无损检测技术开始应用于实际生产中。
长寿命和可靠性
航空发动机需要保证长寿命和可靠性,这就要求 在其整个生命周期内进行有效的无损检测。
航空发动机的无损检测要求
准确性和可靠性
无损检测结果必须准确可靠,不能误报或漏报 缺陷。
实时性和在线性
无损检测过程必须能够在发动机运行时进行实 时或在线检测。
检测方法的多样性
针对航空发动机的不同部位和不同材料,需要采用多种无损检测方法。
03
无损检测技术在航空发动机上 的应用实例
超声检测在航空发动机上的应用
总结词
通过高频声波在材料内部传播,检测异常和缺陷。
详细描述
超声检测技术利用高频声波在材料内部传播的特性,通过接收和分析反射回来的 声波信号,判断材料内部是否存在异常或缺陷。在航空发动机领域,超声检测主 要用于检测发动机叶片、涡轮盘等关键部件的裂纹、气孔等缺陷。
高精度检测
无损检测技术将进一步提高检测精度,能够更加准确地发现发动机 内部的微小缺陷和损伤,提高航空器的安全性。
多技术融合
将多种无损检测技术进行融合,形成综合检测系统,能够更加全面地 检测航空发动机的性能和状态。
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总结词
利用电磁感应原理,检测导电材料中的 缺陷。
VS
无损检测技术的发展趋势及应用

无损检测技术的发展趋势及应用随着现代科技的不断发展,无损检测技术在各个领域愈加广泛地应用。
无损检测技术指的是在不破坏被检测物体的前提下,利用物理、化学、电子等多种方法对其内部和外部的缺陷、材料疲劳、质量状态等进行检测、诊断和评估的技术。
无损检测技术在航空航天、汽车、能源、建筑、电力等多个领域均有广泛应用,具有节约成本、提高效率和保障安全等优势。
本文将重点探讨无损检测技术的发展趋势及其在各个行业中的应用。
一、无损检测技术的发展趋势1.1 高级无损检测技术的出现传统的无损检测技术已经难以满足现代工业生产、战争需求和保障人生安全的要求。
随着半导体技术、计算机技术、激光技术、纳米技术等高新技术的发展,高级无损检测技术已经逐渐出现。
例如超声波光调制技术、时间域反射技术、电子束技术、磁共振技术等技术,可以对材料进行更深入、更全面、更精确地检测、诊断和评估。
1.2 信息化发展带来无损检测技术的智能化信息化的发展引领着各种技术的转型升级,无损检测技术也不例外。
无损检测技术的智能化趋势已经显现。
随着物联网、云计算等新兴技术的应用,可以实现无损检测智能化、集成化和网络化,实现远程监控和远程管理等功能。
同时,利用机器学习、人工智能等软件技术,可将大量无损检测数据处理、分析和诊断,提高检测效率和准确性,降低人为失误带来的误判风险。
1.3 环保方向和新材料的无损检测发展随着全球环保意识不断加强,对于材料品质的要求也越来越高。
将无损检测技术应用于环保、新材料领域是未来技术发展的趋势。
相关领域的材料通常非常昂贵,且对材料的质量和完整性要求非常严格。
因此,无损检测技术可以发挥重要作用,帮助企业避免损失和提高生产质量。
二、无损检测技术的应用2.1 航空航天领域无损检测技术在航空航天领域中的应用尤为广泛,例如飞机发动机检测、飞机强度检测、飞机螺旋桨叶片检测等。
电子束、红外、超声波、涡流和X射线等方法常用于内部缺陷的检测。
2.2 汽车领域在汽车生产过程中,开发更加高效和安全的车辆已成为汽车行业的主要目标之一。
2024年无损检测市场发展现状

2024年无损检测市场发展现状引言无损检测(Non-Destructive Testing,简称NDT)是一种用于评估物体内部结构和性能的技术,能够判断材料是否存在缺陷或异常。
随着科技的进步和工业领域的发展,无损检测在各个行业中得到了广泛应用。
本文将介绍无损检测市场的发展现状。
1. 无损检测市场概述无损检测市场是全球范围内的一个快速增长的市场。
它涉及到多个领域和行业,包括航空航天、石油化工、电力能源、铁路交通等。
无损检测的主要目标是确保产品质量、减少安全事故和提高生产效率。
2. 市场驱动因素2.1 技术进步随着科技的不断进步,无损检测技术得到了显著改善。
新兴的无损检测技术,如红外热成像、超声波检测、磁粉检测等,使得检测过程更为精确和高效。
2.2 法规和标准无损检测在很多行业中都受到法规和标准的支持和要求。
例如,在核能、航空航天等高风险领域,无损检测是法定的安全要求,这推动了市场的发展。
3. 市场应用3.1 航空航天航空航天行业对无损检测有严格的要求,以确保飞机等飞行器的结构完整性和安全性。
无损检测在飞机零部件的制造、维修和飞行前检测等环节中广泛应用。
3.2 石油化工石油化工行业中,无损检测被用于评估管道的腐蚀、泄漏等情况,以确保设备的安全运行和防止环境污染事故的发生。
3.3 电力能源在电力行业,无损检测被广泛应用于发电设备、输电线路等领域。
它可以帮助检测设备的绝缘性能、电力导线的老化程度等问题,以确保电力系统的稳定运行。
3.4 铁路交通无损检测在铁路交通领域的应用范围也很广泛。
它可以帮助检测铁轨、车辆等的结构完整性和安全性,并提前发现隐患,以确保铁路运输的安全和高效。
4. 市场竞争格局无损检测市场是一个竞争激烈的市场。
当前市场上存在众多的无损检测设备和技术提供商。
主要竞争厂家包括GE健康医疗、霍尼韦尔、博世等知名企业。
市场上的竞争主要体现在技术创新和产品性能上。
结论无损检测市场在不同行业中具有巨大的发展潜力。
无损检测技术在航空航天领域中的应用与发展趋势

无损检测技术在航空航天领域中的应用与发展趋势航空航天领域的无损检测技术是确保航空器和航天器安全可靠性的重要手段,它可以帮助检测和评估航空器和航天器中的缺陷、损伤和疲劳等问题,从而及时采取修复或替换措施,保障乘客和航天员的安全。
本文将探讨无损检测技术在航空航天领域中的应用以及发展趋势。
首先,无损检测技术在航空航天领域中的应用非常广泛。
在飞机制造过程中,无损检测技术可以帮助检测飞机结构零件中的缺陷,如裂纹、夹杂物和气孔等。
通过使用超声波、射线、涡流和磁粉等多种无损检测方法,可以对飞机结构进行全面、准确的检测。
此外,无损检测技术还可以应用于航空发动机、航空电子设备和飞机液体系统等关键组件的检测和评估。
在航天器制造和发射过程中,无损检测技术也发挥着重要作用,例如在火箭发动机推力器中检测热应力裂纹、评估航天器外壳的完整性等。
其次,航空航天领域中的无损检测技术正处于不断发展的阶段。
随着航空航天技术的不断前进,新材料的应用以及飞机和航天器结构的复杂性增加,对无损检测技术提出了更高的要求。
一方面,无损检测技术需要发展更精确、快速和全面的检测方法和设备。
近年来,越来越多的无损检测方法开始采用计算机辅助技术,提高了检测的准确性和效率。
例如,利用计算机图像处理技术、机器学习和深度学习等人工智能技术,可以更好地分析和识别无损检测的数据,提高检测的可靠性。
另一方面,无损检测技术还需要不断适应新材料和结构的发展。
例如,碳纤维复合材料已经广泛应用于飞机结构中,其无损检测技术相对于传统金属结构更为复杂,需要不断研究和发展更适应新材料的无损检测方法。
此外,随着航空航天领域的发展,无损检测技术还面临着一些挑战和机遇。
首先,航空航天器的无损检测要求越来越高,对无损检测设备和方法提出了更高的要求。
例如,对于飞机结构的检测要求越来越高的分辨率和检测速度,对无损检测设备的性能提出了更高的要求。
其次,航空航天器无损检测技术还面临着航天器复杂性和可靠性的挑战。
论航空无损检测技术发展现状及挑战

论航空无损检测技术发展现状及挑战【摘要】航空无损检测技术作为航空安全领域的关键技术,在飞机运行中发挥着重要作用。
本文从引言、正文和结论方面系统分析了航空无损检测技术的发展现状及面临的挑战。
在探讨了研究背景和研究意义,引出了本文的研究重点。
在详细介绍了航空无损检测技术的现状和挑战,重点关注了新技术的应用、人才培养需求以及国际合作与发展。
结论部分则展望了航空无损检测技术的未来发展,并对当前形势进行总结与展望。
通过本文的论述,可以更加全面地了解航空无损检测技术的发展现状及未来发展方向,为相关研究和应用提供参考借鉴。
【关键词】航空,无损检测技术,发展现状,挑战,新技术,人才培养,国际合作,未来发展,总结,展望1. 引言1.1 研究背景航空无损检测技术是航空工程中非常重要的一部分,它能够帮助检测飞机结构的隐蔽缺陷,保障航空安全。
随着航空工业的快速发展和航空器使用的增加,航空无损检测技术也日益成为研究的热点。
目前国内外对于该技术的研究还存在一些问题和挑战,需要进一步加以解决。
在航空领域,由于飞机的特殊工作环境和复杂结构,传统的检测方法已经不能满足对飞机结构健康状况的准确检测需求。
发展新的航空无损检测技术成为当前的重要任务之一。
这些新技术包括但不限于超声波检测、磁粉检测、液体渗透检测等,它们能够更准确、更高效地检测飞机结构中的缺陷,提高飞机的安全性和可靠性。
针对航空无损检测技术的研究背景和现状,本文将通过分析目前的技术发展情况和存在的挑战,探讨新技术的应用和发展方向,提出对人才培养的需求和国际合作的重要性。
希望通过对航空无损检测技术的研究和讨论,能够推动该领域的发展,提高航空安全水平,为航空工程的发展做出贡献。
1.2 研究意义航空无损检测技术的发展可以提高飞行器的安全性和可靠性。
航空无损检测技术可以帮助飞行器及时发现和排除潜在的结构缺陷和故障,避免由于结构故障导致的飞行事故发生,从而大大提高了航空器的飞行安全水平。
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国外航空发动机无损检测技术发展中国航空工业发展研究中心陈亚莉摘要:本文对国外航空发动机无损检测技术的特点、无损检测技术的发展现状与趋势进行了综述。
关键词:航空发动机;无损检测航空发动机是飞行动力的提供者,无论是飞机的安全性,还是其自身极端苛刻的工作状态(高温、高压及高载荷),都给发动机各部件的品质提出了严格要求,因此,航空发动机的重要、关键部件都必须经过可靠的无损检测。
1.航空发动机无损检测技术的特点随着发动机性能的进一步提高,将面临更严酷的工作环境的挑战。
航空发动机无损检测呈现出如下特点。
1.1无损检测是航空发动机零部件风险评估的有力工具根据美国空军发动机损伤容限要求,80年代初美国空军提出的新型航空发动机设计及选材标准,要求发动机关键部件必须具有优良的损伤容限特性。
以涡轮盘为例,已由强度为标准设计进入以低周疲劳为依据进而又以裂纹da/dN为依据的损伤容限设计。
近年在粉末盘中又引入了以夹杂物大小和分布为重要依据的统计力学和概率方法。
因此对于发动机进行风险评估至关重要。
对发动机性能的影响图1 航空发动机风险评估图图1是发动机风险评估图,描述了缺陷出现的频率与对零部件质量影响严重程度的关系,而无损检测是评估这种风险的有效工具。
从图中可以看出,影响B、C区的缺陷出现频率为高到中,D区的缺陷影响很严重,可以通过改善及控制工艺来消除。
1.2传统的三类五种检测方法仍是航空发动机无损检测的主流航空发动机有三类无损检测方法:表面、表面/近表面、表面以下。
常用的五大检测方法(超声、X射线、涡流、磁粉、渗透)适用于发动机的不同部件。
(1)涡流及磁粉检验是主气流通道零部件广泛应用高度可靠的方法通用的表面无损检测法有:表面观察、表面平滑度测量、显微镜法(根据可撕下的塑料薄膜)以及着色渗透检验(特别是与表面相连的不连续性如铸件缩孔、裂纹等)。
对表面以及近表面深度(例如0.125mm)检查的方法,涡流检验法是主气流通道零件广泛应用的、高度可靠的方法。
磁粉检验是磁性材料如轴承、齿轮及轴的磁场破坏的非常有效的方法。
(2)X射线检验法是大多数转动件及静子件皮下检验最有效的方法X射线检验是用作表皮以下检验的原始的但有效的方法。
大多数铸造转动件及静子件均用X射线来检验疏松及其他密度受破坏的缺陷。
空心叶片孔道的定位也可用X射线检验。
(3)超声检验是所有盘件经济可靠的安全检验方法超声检验可检查表皮下的缺陷。
尽管应用成本高,但由于可以延长在机上的时间并确保零件的安全和设计寿命,因而经济效益高。
例如所有的盘在最后切削加工前均要用切取的方形(声形)标样进行超声检验。
超声在改进安全性及成本最低化方面功不可没。
出现频率很低但危害性大的缺陷的检查是影响材料发展以及结构高度完整性的关键挑战之一。
从航空发动机零部件的无损检测来看,上述三类检验五大方法(超声、X射线、涡流、磁粉、渗透)与机械制造业大体相当。
其中着色渗透检验及磁粉检验大约占所有检验的一半,超声及X射线占第三位,涡流检验占10%,其他只占2%。
但随着复合材料在现代及今后发动机中应用的增加,涡流检验将减少,将开发复合材料用的电磁检测技术。
1.3新型无损检测技术浮出水面随着新型发动机材料与结构的不断出现,无损检测技术的发展与应用呈现出多种方法与技术综合应用、一些快速、实时的新方法和新技术不断出现的特点。
2.各种航空发动机无损检测技术的发展现状在航空工业应用中最普遍采用的有超声、X射线、涡流、磁粉、渗透五种方法。
此外还有红外检测、计算机层析成象检测和错位散斑干涉检测等多种新的无损检测方法。
2.1表面检测表面检测是指能对材料或零件表面缺陷进行检测的无损检测方法,通常包括磁粉检测、渗透检测和涡流检测。
在传统的涡流检测方法基础上,国外近年开发出一些新的衍生方法。
主要包括以下方面:(1)涡流热成像法检验航空涡轮发动机零部件近几年来越来越多采用热成像法进行裂纹检验,将热成像与涡流检验联合应用,可形成一种涡流热成像检验法。
涡流热成像法用50~200ms高频脉冲将零部件加热到一中等、特定的温度。
裂纹使感应电流受到干扰,影响零部件表面上的温度分布,在裂纹尖端有一温度较高区,而在裂纹侧面有温度较低区,从而可以用热成像仪对裂纹进行观测。
这种方法的显著优点是可以检测被污染的裂纹或涂层下的裂纹。
该法非常适用于发动机叶片的维修。
因为目前在发动机维修时需剥离叶片涂层,进行裂纹检测并重新涂层。
据称涡流热成像法不久将在生产应用中成为实用、快速和可靠的检验法。
除用涡流热成像方法检测裂纹外,还可用电压降技术测定单晶合金的裂纹扩展速率。
电压降是电流通过电阻时产生的电压差,根据这一原理可用来测定单晶合金的裂纹扩展速率,用作合金的寿命预测。
(2)高频涡流检验航空发动机盘表面须喷丸以延长使用寿命,而残余应力在工件服役过程中因热松弛而消失,因此可用无损检测法来监控在寿命期的残余应力状态从而预测零部件的寿命。
MTU航空发动机公司对此进行了研究。
采用100kHz~100MHz的频率用于测定50~500μm近表面的电导率。
为实施上述检测方法,德国弗兰荷夫无损检测研究所开发出高频涡流检验用仪器,可以用作频率100MHz以下的精密涡流检测而无需网络分析器。
2.2射线检测用X射线探伤可以检测航空发动机各种孔洞类、裂纹类、夹杂类缺陷。
然而,该法只能对构件进行局部截面分析,检测速度慢,成本很高。
为此,近年出现了一些新的射线检测技术。
(1)数字化X射线检验在发动机工件的检测中发挥了重要作用。
空心涡轮叶片的冷却常用X光检验,一般要用X光胶片,不仅费时而且不可靠。
目前,射线检测领域的研究热点之一是利用计算机处理和分析X射线数字图像并自动获取被测试件的缺陷,这些方法可以较好地从X 射线数字图像中提取被测试件的缺陷。
如英国X-Tek工业公司开发的VENLO系统,探测器有700多万个像素,用X胶片时,每块叶片曝光时间5分钟,胶片冲洗15~20分钟,而数字成像只需1~2分钟。
每年大约节省10万欧元。
(2)中子射线检测由于涡轮叶片的通道比较复杂,用肉眼或X射线照相技术无法发现残留的型芯,只有用中子照相才能做出精确的检查。
由美国俄亥俄州的克利夫兰的XRI公司开发的方法是其中的典型例子。
尽管中子的衰减与X射线很不一样,但可用X 胶片成像,也可用CCD相机进行数字成像,并可对移动件进行实时成像。
该种方法已成功用于缺陷检验如裂纹、夹杂、孔隙、密度变化等。
在飞机维修工作中,要检查通孔是否堵塞或破裂,也只有借助中子射线照相法。
随着价格相对低廉而又比较安全可靠的新中子源的获得,中子射线检测可能会逐渐成为一种比较常见的无损检测方法。
2.3超声检测传统的超生检测方法在航空发动机用树脂基复合材料、涡轮叶片测厚、热障涂层测厚以及焊接结构的无损检测中发挥了重要作用。
该类技术近年取得了诸多进展。
重要的有超声相控阵检测和声光成像技术等。
(1)相控阵超声检测相控阵超声检验与传统超声检验相比,改进了探测的概率,并明显加快了检验速度。
后者要用多个不同的探头来做综合性的体积分析,而相控阵检验用一个多元探头即可完成同样的结果,合成的超声束的入射角及焦点深度均可变化,速度比传统方法快得多。
GE检测技术公司开发了复合材料检测用的相控阵技术,采用UTxx先进缺陷探测器,该探测器采用NuScan成像软件包。
UTxx相控阵机有128个元素探头,扫描速度达到20m2/h。
超声相控阵技术最初因系统的复杂性及成本高等原因(价格达10万美元),在工业无损检测中的应用受到限制,近年情况大有改观。
动态聚焦相控阵系统、二维阵列自适应聚焦相控阵系统、表面波及板波相控阵换能器和基于相控阵的数字成像系统等的研制、开发、应用及完善已成为研究重点。
除复合材料结构外,发动机锻件的检测也可采用超声相控阵检测技术。
(2)声光成像技术在航空复合材料结构制造及使用中,常用超声来进行无损检验,但它与X 射线检验不同,X 射线可一次进行大面积的检验,而超声检验时需对结构进行逐点扫描,费工费时。
现行的超声检验速度慢,因此大多需要有复杂的多轴机械扫描装置来精确记录换能器的位置数据。
现行的超声系统十分昂贵,这是因为需有专门化的设施和受过高度培训的人员来操作及诠释数据。
虽然对大型、中度特型结构来说,使用这种超声系统还是合算的,但对较小的以及几何形状复杂的结构来说,成本仍嫌过高。
如果用下一代的声成像技术来对复合材料结构进行超声检验,则可像实时的X射线成像技术那样对大面积进行检验。
声光成像的核心是它的新颖的、超高分辨率的、有专利权的声光(AO)传感器,该传感器可将超声直接转化成可视图像,声光成像技术分为穿透式及单面式两种。
(3)空气耦合超声波技术对于不能暴露在水环境中的复合材料,如C/C及陶瓷基复合材料,采用以空气作耦合剂的超声检验。
斯图加特大学用空气耦合超声波C 型检测法对C/ SiC 材料做了测试,可以清晰地看出其预制的分层缺陷。
德宇航院对C/ C-SiC 材料的前驱体、中间体和成型构件进行了空气耦合超声波和调制加热红外的无损检测。
2.4其他新型无损检测方法除传统的三大类无损检测方法之外,近年无损检验技术有了重要的进展。
包括如激光超声、泄漏兰姆波、红外热成像以及激光错位散斑等。
(1)激光超声检测激光超声是一种新型的无损检测方法。
目前激光超声主要用于检测复合材料结构。
在发动机用涂层的检测方面,激光超声法具有极大潜力。
德国Fraunhofer 研究所开发的Lawave( 激光声波)技术,可在3~4分钟内测量薄膜的厚度、硬度、弹性模量及波松比。
该仪器的潜在应用范围有陶瓷涂层的厚度、硬度测量,聚合物涂层的完整性测定,材料表面改性的鉴定等。
(2)激光电子剪切成像这种检测方法采用单束光,测量分析的是局部位移场,对环境振动和被测结构整体变形不敏感,因此,特别适合航空发动机用焊接、复合材料结构、胶接结构等各种场合的无损检测。
(3)热/红外成像检测红外热成像检测方法很适宜于检测对热传导敏感的陶瓷基复合材料。
与超声波和X 射线检测相比,红外热成像的局限在于只能检测离材料表面较浅、直径较大缺陷的薄壁试件,其优点在于可以快速、非接触地检测面积较大构件,检测效率高。
在红外热像检测中,实现被检工件快速、方便、自动化的加热方式,加热源和热像头的自动扫查以及智能化地识别各种缺陷是今后发展的重要方向。
(4)振动热成像检验美国弗吉尼亚理工学院开发了一种先进的复合材料损伤的无损检验法。
该技术称为振动热成像法,以低幅高频机械振荡(15000~3000周/秒)为基本原理。
振动施加于复合材料,然后对表面上的温度进行热成像。
从而检测出复合材料内部用目测不能发现的缺陷。
(5)摩擦发光检测航空复合材料结构当其损伤时发出一种光。
方法是在空心碳纤维中含有一种纳米颗粒的矿物,当受到损伤时,颗粒发出一种橘色或黄色光。