检测背景
目前在飞机制造过程中对复合材料的使用急剧增长。各大主要机身制造商,如:波音(Boeing)和空中客车(Airbus),在他们各自的商业飞机制造中,已经极大地增加了对复合材料的使用。Boeing 787的整个机身几乎都是由复合材料制成,而Airbus A380和A350也添加了大量的复合材料结构。支线和商用喷气式飞机制造商在制造各自的飞机时,也增加了对复合材料的使用。在军用飞机的制造上,也出现了同样的复合材料使用增长的现象,如:F22战斗机和A400运输机。由于飞机的结构很容易受到撞击和雷击,因此需要使用一些可靠有效的无损检测方式(NDT),对飞机受到撞击后可能出现的损伤进行快速评估。这些由世界各地的NDT检测人员所使用的方法和仪器,一定要简单好用,以确保在飞机的维护核查过程中,获得一致性的检测结果。飞机受到撞击后,可能会使其复合材料结构出现不同类型的损伤。损伤的情况会根据复合材料部件的特性、组成材料及密度而不同。复合材料层压结构受到撞击后产生的缺陷,主要是机身的各种层压材料之间以及与机翼蒙皮之间的分层缺陷。不过撞击也会引起蒙皮与加强筋之间的脱粘。这种脱粘情况会极大地伤害飞机结构的完整性。B787型和A350型飞机的机身主要为层压结构。
在层压碳皮之间的带有蜂窝夹芯(NOMEX等)的复合材料夹层结构中,撞击结果会表现为不同类型的损伤。在飞机遭到撞击后,可能会出现以下缺陷:
A型:平行于表面的外部CFRP蒙皮的多层材料之间出现分层缺陷
B型:外侧蒙皮与蜂窝芯之间的脱粘缺陷
C型:平行于检测表面的蜂窝芯出现裂纹
D型:平行区域的蜂窝芯被碾碎
E型:内侧蒙皮与蜂窝芯之间的脱粘缺陷
F型:蜂窝芯中有流体侵入
检测方案
一发一收模式用于检测带有蜂窝结构的复合材料。发射器将声能传送到工件内,然后,接收器再接收反射回来的声能。在粘接完好的条件下,部分声能由于蜂窝结构的吸收而产生衰减。当探头被放置在脱粘区域上时,返回到接收器的声能会变得很大,并会引起波幅的变化。
工件信息
工件为双层复合板,中间为夹层,检测复合板与夹层的粘接情况。工件如下图所示
两块复合粘接板命名为 1#板 2#板
上表面蒙皮1mm 下表面蒙皮2mm中间夹层为15mm
检测结果分析
1#板检测结果合格,粘接良好
2#板粘接不合格区域有明显的回波显示
我们分别对1#,2#板检测时,发现1#板正反两面粘接良好,未发现缺陷信号,2#板检测时发现画阴影区域有缺陷反射信号,如上图所示。
结论
这项技术最近得到了优化调整,可以可靠地探测到位于40毫米厚的蜂窝结构以下远端的(面积为25毫米 × 25毫米)脱粘缺陷,如:E型缺陷。针对困难且费时的空中客车(Airbus)飞机的检测,我们专门设计了一种新式差分高电压探头。在空中客车的维护公告中,现在记载着使用这种探头检测所获得的非同寻常的结果。
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关于斌瑞检测
上海斌瑞检测是一家从事无损检测产业链的双新企业(高新企业和专精特新企业),是一个为无损检测行业提供科工贸一站式服务的生态型平台。公司落户在上海市北高新技术园区,全国有6个分公司(沈阳、北京、济南、武汉、西安、广州),主营以下五大业务板块:
一、自动化检测系统集成业务
自动化检测业务是基于奥林巴斯主机的基础上进行的二次开源系统,公司配备有专业的软件、电气及机械工程师,可根据客户需求进行定制化服务。主机检测速度快精度高、机械设计稳定可靠,软件开发了独有的缺陷自动判读、动态闸门及远程传输监控等功能。目前主要专注于风电轴承套圈及滚子、航空碳纤维板材、汽车轮毂及零部件激光焊等领域。公司有大型自动化测试实验室,配备有机械臂检测平台、大小尺寸水槽三套、辅助检测平台,各类超声设备及超声探头等,能满足大部分自动化的实验测试。
二、销售贸易业务
上海斌瑞检测是奥林巴斯一级经销商,主营旗下的测厚仪、超声波探伤仪、涡流检测仪、相控阵、内窥镜、显微镜、光谱仪等系列产品。同时销售数字射线、电磁超声、脉冲涡流、红外、在线监测等其他新技术检测设备。
三、工业检测超市,商城网址www.gyjccs.com
根据市场发展需要,为满足中、大企业集采化和电商化的采购需求,以及小微企业碎片化、即时化的采购需求,我们建立了一个种类齐全的“工业检测超市”电子商城,提供线上检测设备、配件和耗材的采购服务,同时这个商城也可以作为行业人士采购的产品手册和检索工具,网站上另有“行业解决方案”、“爆品爆款”、 “工业耗品“等特色服务。
四、现场检测业务
公司以奥林巴斯专业的解决方案和现场案例为基础,为客户提供新技术现场检测服务,目前主要专注陆上风电、航天业务、船舶、特检(PAUT、HDPE、旋转超声、阵列涡流)等四个行业的检测。团队人员都是出身于奥林巴斯培训体系下的技术工程师,持有PAUT、风电作业、海洋平台作业、高空作业等特殊证书,同时拥有丰富的现场检测经验。
五、定制化服务和设备维修业务
斌瑞推出检测设备、工件、辅助工装等定制化服务,同时开展NDT设备维修业务,推出寄到即修服务。公司有一个大型的、公益的检测实验室,里面有可用二维码溯源的各种试块试件,同时建有各个行业的NDT应用案例数据库,可以供业内人士做各种相关实验。每个季度会做一期公益性质的直播,介绍新技术的应用,直观感受新技术的产品和效果。
斌瑞目标:
打造一个国内专业的“自动检测集成、设备供应、检测超市、现场检测、检测公共公益实验室”一站式平台。致力于引进世界上先进设备在中国的应用;致力于提供自动检测可靠的解决方案;致力于提供检测新技术在现场的应用;致力于建立种类齐全的工业检测线上集采超市;致力于打造一个行业技术公益共享的平台。为世界和中国、供应商和客户之间,建立一个高效便捷、共享共赢的无障碍通道。