飞机蒙皮的无损检测论文

B757飞机腐蚀重点部位及防腐措施 前言 飞机在使用过程中随着年日的增长，结构腐蚀会日见严重，在波音系列飞机的大修中，经常会发现腐蚀。这不但对飞机的适航性有较大影响，而且也给航空公司带来较高的防腐维修费用。如果能提前发现腐蚀，并采取相应的预防措施，则可避免或减少严重腐蚀问题的发生。因此，摆在飞机机务工程维修工作者面前的一项重要任务便是飞机机体结构腐蚀的防与治，加强对飞机腐蚀的监控，适时对维修方案进行动态修改，做到预防维修。另一方面，是否腐蚀的预防工作仅仅是在飞机上采取一些技术手段，而与其它飞机的使用部门无关呢？进一步思考，是否仅凭借飞机制造厂在飞机上采取的防腐措施来抵抗日益恶化的自然环境和人造恶劣环境，待到腐蚀发生恶化以后再进行处理。答案是显然的，一是因为腐蚀的发生和发展会带来飞行安全问题；二是处理腐蚀会带来经济成本。下面就具体分析一下造成腐蚀的物理原因、自然原因和人为原因，从而让我们大家明白，怎样做才能将腐蚀的预防和处理工作做得更好地保证飞行安全，减少维修成本，为公司创造更好经济效益。飞机腐蚀 为什么飞机结构会有这么多的腐蚀呢？从飞机设计和制造来看，有一些原因是不可抗拒的腐蚀根源。为了让飞机自身重量尽量的轻，而承载能力尽量的大，飞机设计的时候，大部分材料使用的是2024和7075的铝合金。而需要强度大或有耐磨要求的地方又不得不使用钢件或铜件。因此带来不同的金属相接的问题，造成不同金属之间的电位差和导电通路。而各个部件组装在一起时，缝隙会存水和赃物形成电解质。有些结构由于受力的需要又处于高应力状态形成应力腐蚀的根源。而在制造过程中，由于生产工艺不当，保护性涂层做得不好，缺乏腐蚀控制措施等等原因，都可能带来腐蚀的隐患。在飞机使用过程中，飞行环境的恶劣，飞机表面涂层损坏，运输畜生、海鲜等易产生强电解液体的货物都会使飞机结构产生腐蚀问题。偶然污染如水银外溢，化学品外溢，厕所、厨房污物外溢和灭火剂残留物等，也都可能造成直接或间接的腐蚀。而不负责任的飞机维修和勤务，也会使飞机面临更多的腐蚀问题。以宝塔航空公司的飞机为例，之所以发现这么多的腐蚀，很多情况是由于上次定检中不负责任的修理造成的，许多发现腐蚀的地方都是以前修理过的地方。本章对飞机结构的常见腐蚀类型和检查作一介绍。 腐蚀的类型腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，飞机的腐蚀主要是电化学腐蚀。腐蚀的产生主要由两种不同金属之间存在的导电介质在微电流作用下，正极金属逐渐消耗的过程。飞机的结构腐蚀大概可分为10种均匀腐蚀金属表面上发生的程度比较均匀的大面积的腐蚀。均匀腐蚀是最常见的腐蚀类型，当表面没有保护的金属暴露在含有腐蚀介质的大气中时，将会发生均匀腐蚀，在光亮的金属表面上，这种腐蚀首先使表面失去光泽，如果腐蚀继续下去，金属表面将变的粗糙；刻蚀将变的斑痕累累，而且往往伴生粉末状沉积物。腐蚀程度可用单位面积的失重或腐蚀深度来表示。均匀腐蚀以从属表面的均匀脱落为特征，通常，当金属与腐蚀溶液接触时将会发生均匀腐蚀，有时金属在高温下和干燥大气中发生的高温氧化也属均匀腐蚀。有些微生物导致的腐蚀也易呈均匀型，也属均匀的范畴。应力腐蚀某些合金材料或构件，在特定腐蚀介质中受到恒定拉应力作用导致脆性损坏的现象，称为应力腐蚀。一般来说，合金，拉应力和腐蚀介质是产生应力腐蚀的三要素。通常，只有合金才会产生应力腐蚀。飞机结构中经常出现的是铝合金的应力腐蚀，如铝锌合金（LC4和7075铝合金），铝铜合金（LY12和2024铝合金）。合金构件中的拉应力是应力腐蚀的必要条件之一，只有在拉应力的作用下，才会发生应力腐蚀，压应力能够抑制应力腐蚀。这拉应力可以是外加应力或残余应力。而残余应力是构件在热处理，加工，焊接以及装配过程中产生的。 合金材料不是在所有的环境介质下都发生应力腐蚀的，而是在特定的活性介质中才会发生的，它们的浓度有时甚至很低也足以引起应力腐蚀。对于飞机上大量使用的铝合金来说，应力腐蚀是由于受到潮气，水和水溶液（氯化钠水溶液）等介质的侵蚀而产生的。电偶腐蚀这种腐蚀是两种或以是的具有不同电位的金属相互联结在潮湿环境下形成的腐蚀。飞机上采用了不同金属件连接，电化学腐蚀是不可避免的。这种腐蚀通常发生在视线不及的部位。缝隙腐蚀也叫浓差腐蚀，这类腐蚀是水分进入缝隙后，由于缝隙口处与位于缝隙中间及底部的水分含量不同形成电位差。在含氧量高的缝隙口处，金属就成为正极而被腐蚀。该类腐蚀一般出现在飞机的登机门门槛结构，飞机的货舱地板结构，以及飞机客舱、厨房、卫生间下部。点腐蚀金属表面上产生的针状，点状，小孔状的一种极为局部的腐蚀形态称为点蚀。点腐蚀对结构的破坏较大，它以腐蚀向材料厚度方向迅速扩展为特征，给清除腐蚀产物和修复构件带来极大的困难，因点腐蚀处的打磨超标造成构件报废的情况是常见的。由于它特殊的动力学过程，反应是在自催化作用下加速进行的，点腐蚀一旦发生，孔内溶解速度相当大。所以点腐蚀的危害性很大，经常突然之间导致事故的发生，具有极大的隐患性和破坏性。剥离腐蚀（分层）是一种形成层状松散腐蚀物形态的晶间腐蚀。剥离腐蚀从金属表面开始，进入晶间后沿着平行于该处的轧压平面的晶界继续腐蚀。腐蚀破坏了晶粒之间的结合力，腐蚀产物的体积大于所蚀损的金属体积，于是形成一种张力而使丧失结合力的晶粒向上撬起。这样沿着晶间一层一层地剥离下去，从而形成层状的外观。剥离腐蚀发生后，易用肉眼发现，因为它通常有外表的腐蚀产物，结构表面有“肿涨凸起”或起层裂的迹象。丝状腐蚀丝状腐蚀是一种特殊形式的缝隙腐蚀，多数情况下，发生在保护膜下面，故以称为膜下腐蚀或漆下腐蚀。这种腐蚀呈浅沟状，外观呈绿丝线及网状，它在某些金属保护层下以难以预知的方向发展，经常发生在坚固件的头部和蒙皮的边缘处。紧固件头部的漆层老化开裂后形成缝隙，由于潮气、水分、液压油和滑油等的侵入，成为一种腐蚀源。丝状腐蚀可看作是一种轻微的表面腐蚀。腐蚀初期，在坚固件孔的端部附近，表面漆膜已破损的区域出现小的鼓泡，泡内由于腐蚀介质的作用而开始电化学腐蚀。腐蚀产物的增加使得漆膜和金属之间出现间隙，而间隙处的贫氧便形成氧浓差电池，致使腐蚀端部不断向前发展。丝状腐蚀的机理也可用典型的缝隙腐蚀机理来解释，只是它具有沿漆膜下的不定方向推进的特性。显然，漆膜破损或存在氯一类的活化剂均会促生丝状腐蚀。影响丝状腐蚀最主要的因素是大气的相对湿度。丝状腐蚀主要发生在65%至90%的相对湿度之间，低于65%则不会发生。摩擦腐蚀这是两种相连接的结构件，由于震动所造成的相对运动使结构件磨损，将新的磨损表面暴露于电化学腐蚀的环境中，而加速磨损产生腐蚀。如飞机发动机吊架与机翼安装点的主螺栓，机身对接，机翼对接的安装螺栓等。腐蚀介质一般是指流动的液体，气体或含有固体颗粒和气泡的液体等。腐蚀表面常出现有方向性的沟，槽，波纹或呈山谷状。当结构或零件的保护膜受损时，介质直接接触基体，腐蚀加速，因而其腐蚀速度要比单纯腐蚀快。有固体悬浮的液体介质尤其有害。微生物生物腐蚀环境促使霉菌繁殖所产生的分泌物对构件的腐蚀称为微生物腐蚀。微生物腐蚀主要发生在机翼整体油箱内，霉菌通常在燃油和水的分界处繁殖，开始时成线状，而后形成簇状或离散的球状，具有粘性，呈棕色，粘附的油箱底层表面。 汞腐蚀飞机上水银的溢溅是一个非常令人烦恼的问题。水银有毒，不但它的蒸气对人类健康有危害，而且它对铝材结构始终是一种腐蚀威胁。水银很容易使外露的，未经防护的铝材“汞齐化”。当有湿气存在时，汞腐蚀会加速，尤其是铝材处于有盐水的环境中，腐蚀会更快。汞齐化时，受污染的铝材迅速分解，留下的是灰白色的粉末（一层茸毛状的腐蚀覆盖物）。如果受汞腐蚀的铝材处于应力的作用下，则腐蚀结果有可能迅速发展成多处裂纹。 腐蚀的检查在日常维护工作中，我们可以根据下列现象来检查是否发生腐蚀：1）在蒙皮边缘或铆钉头周围是否出现腐蚀产物（铝合金的腐蚀产物一般呈现白色或灰白色的粉末）。铆钉头的后部是否出现黑色尾迹，如果有，则说明该铆钉的连接降低了连接和密封作用，容易使潮气进入到蒙皮接缝中去，从而产生腐蚀。2）由于腐蚀的产物体积比原金属的体积大，所以，积累的腐蚀产物可使蒙皮鼓起，从而使蒙皮在铆钉处呈现明显的凹坑现象。3）铆钉断头或变形，说明蒙皮内表面可能产生腐蚀。4）如果蒙皮上出现针眼大小的目视可见的小孔，这也说明蒙皮可能产生了腐蚀。5）金属材料的表面，特别是沿接缝处的涂层变色，剥落，隆起，裂纹，预示可能产生了腐蚀。6）结构变形或连接缝隙变宽，预示可能产生腐蚀。7）用手触摸构件，可通过手感鼓起发现剥层腐蚀。8）长期存在碎屑或污染处，也会产生腐蚀对对腐蚀的早期检查很重要，可及时进行修复，以将损伤和昂贵的修理费用减少到最低限度。腐蚀检查是常规维修计划的一个组成部分，在常规的维修工作中应对腐蚀进行例行检查。同时，在飞机上执行与腐蚀检查无关的各项任务时也应注意观察腐蚀，对初始腐蚀和将要腐蚀的地方作标记，便于进行预防。除此之外，在飞机使用过程中，对装运的特种货物如水银，酸，碱，海鲜及活畜等，应对货物包装及在飞机上的安置情况认真地检查。普遍性的检查是目视检查。检查人员必须熟悉飞机结构，不仅要找出实际的腐蚀损伤，同时还要找出可能很快产生腐蚀的部位。（GAMECO 的结构检查员大都是在一线上有多年结构修理经验的）腐蚀检查的前期工作：1）良好的光线2）打开检查通道的盖板和隔热棉，如有必要，还要拆下结构件或设备以便检查。3）清洗检查部位，如有必要，还要清除涂层。4）为了完成检查，常常需要去掉密封胶，虽然这是件麻烦事，但也要做，而且检查完成后要及时从新封胶。以下介绍几种检测方法：目视检查：要求检查员具有丰富的经验，好的眼力和耐心。目视检查法用到的工具包括：手电筒，反光镜，放大镜，朔料刮刀，孔探仪等。超声波检查：超声脉冲波在物体中传播遇到不同声阻的分界面时，会发生反射，散射，透射乃至波型变换。将探头放置在构件表面使超声波束沿探头垂直方向传播。波束遇到界面时会返回探头，在荧光屏上在始波之后出现一个或多个波形（回波）。自第一次回波至第二，第三回波之间的距离就等于所测材料的实际厚度（其精度可达），和已知的材料厚度进行比较，所测厚度小于已知厚度，就说明这个部位可能产生了腐蚀。在不做任何拆卸的情况下，这种超声波测厚法应用于腐蚀探伤检查能得到较好的效果。而超声波在弹性介质中传播时遇到相异界面时就产生反射，因此，这种方法只适用于同一种材质的单层检查。涡流检查涡流检查是以电磁感应原理为基础的，通交变电流探头靠近要检查的构件就会在被检查的构件上产生感应涡流，如果被检查件上有缺陷，则感应涡流发生畸变，从而判断被检查件有没缺陷。涡流渗透深度与检测频率呈反比关系。频率越低，渗透深度越深，可检测深度也越深，因此高频涡流（数百KHz至数MHz）只能检测材料表面和接近表面的腐蚀，低频涡流可检查到更深层的腐蚀。涡流检查的优点是对晶间腐蚀及较小的缺陷很敏感，轻便，准备工作量少；缺点是仅适用于金属件，无永久性记录，要人员有较高的技术水平。 X射线检查：X射线照相法在飞机不需要做大量拆卸和清洁的情况下，就可以进行。也可以对其它无损检测方法的检查结果进行验证。X射线照相要求射线束垂直地穿透被检查构件并到达胶片，当射线束穿过腐蚀区域时，因腐蚀产物以失去原金属的特性，对X射线的吸收能力大大降低，所以增强了在该区域胶片的黑度。从胶片上观察到的腐蚀缺陷，仅仅是从黑度的反差中得出，很难确定深度。所以X射线检查法只能定性，大致给出腐蚀的情况，如果要测深度，可采用超声波法。 染色渗透检查：染色渗透检查所需的费用少，操作简单。用于检查小裂纹，独孔或其它露在表面但目视检查可能漏掉的不连续处。被检查件的表面一定要十分干净，如果表面有油漆，可根据实际情况决定是否清除。涂上渗透剂，充分渗透后，将多余的渗透剂清除掉，然后加上适当的显影剂。残留在缺陷中的渗透液就会被显影剂吸收到表面上，形成放大的可视显迹信息。染色渗透检验对于进一步证实腐蚀是否已被完全清除是很实用的 2．B757飞机腐蚀情况目前机龄老化，飞机的腐蚀日趋严重。在日常维护中,经常出现因腐蚀迫使飞机临时停场的情况;在定检中,也常由于意想不到的腐蚀情况,延长停场时间。这不仅给航空公司带来很大的经济损失，而且对飞机安全飞行构成重大威胁。一般说来，用于飞机结构维修的费用是昂贵的。据国际航空运输协会报告统计，由于腐蚀导致飞机的定期维修和结构件更换费用每小时为10至20美元。美国空军每年用于与腐蚀有关的检查及修理费用多达十多亿美元，约占其总维修费用的1/4。而一家英国航空公司，老龄波音飞机防腐费用已占整个结构维修费用的一半。波音757飞机是波音公司生产的双发窄体中远程运输机。1982年2月19日波音757首飞,同年12月取得适航证，1983年1月投入航线运营。2004年10月28日最后一架B757出厂，波音757正式停产，波音总共生产1050架波音757。我国现役的757都已进入老龄化了。从飞机的整体情况来看，在老龄飞机757中飞机结构腐蚀比机械疲劳问题更为严重。飞机机体的腐蚀，特别是结构件的应力腐蚀和疲劳腐蚀往往会造成灾难性事故。飞机结构的腐蚀主要是电化学腐蚀，而要产生电化学腐蚀，就必须具备三个条件。一是两种不同金属相接触，二是两种金属要有电位差，三是要有电解质。随着飞机的老龄化，飞机长期工作在恶劣的环境中，同时还要承受交变应力的作用，在这种交变应力的作用下，飞机结构就会出现疲劳裂纹，同时，随着飞机使用时间的增加，腐蚀部位会越来越多，腐蚀程度越来越严重，就会加速疲劳损伤的程度，成倍的增加潜在的危险。飞机的腐蚀会使飞机的各个受力部件的刚度，强度降低，使部件的机械性能下降很快，导致系统及附件的工作失灵。这不但会增加维修工作量且用于维修结构腐蚀损伤的费用也是相当高的。同时还会影响飞机的持续适航性和航班的正常率以及飞机的使用寿命。航空器的腐蚀损伤是航空器损伤最严重的损伤形式之一，它会经常发生一些不可预料的情况，危及着航空器的飞行安全，因此，我们维护人员必须重视航空器的腐蚀，及时发现，并采取相应的维修措施。以下是在757定检工作中总结的腐蚀重灾区：（前后货舱底部，厨房厕所区域，排污口区域，龙骨粱区域，轮舱） 前后货舱底部货舱地板梁都会发现严重的腐蚀，主要是分层，都发生在地板螺丝孔和系留座处，每次C检中腐蚀超标的地板梁数量都过半数。货舱左右侧的托板腐蚀，也都发生在地板螺丝孔和系留座处，拆下地板后，看到的是腐蚀到爆开了的情况。Z形隔框和剪切连接件间的腐蚀，一般都产生在舱底部位，大部分是表面腐蚀和分层腐蚀，且经常出现隔框下缘条（加强角铝）蚀穿的情况。货舱各长桁和长桁接头的零件大部分易产生点腐蚀，最大腐蚀深度超过该位置材料厚度的50％以上。货舱前后隔板处的地板角形支承件一般都产生大面积的均匀腐蚀。后贷舱前隔板前部的底部蒙皮开口处也经常发生腐蚀超标情况；前后贷舱底部漏水口周围的蒙皮也会有腐蚀；还有前后贷舱底部的蒙皮与长桁连接面出现表面腐蚀和外部蒙皮紧固件周围出现丝状腐蚀。这些部位都是污水和污物的积聚区。前货舱门框底部，经常产生局部腐蚀。 厨房厕所区域厨房厕所区域是湿区，此区域虽然设计上作了多重防护，但还是腐蚀的重点区域。厕所地板梁经常产生腐蚀，一般腐蚀最深处超过缘条厚度的50％，要作更换或加强。客舱座椅导轨的腐蚀现象比较普遍，一般都产生在厨房、厕所、食品柜的位置，常常在导轨上表面、导轨凹槽内产生点腐蚀。 排污口区域排污口区域，由于污水，污物在飞机的使用和勤务过程中的飞溅和渗漏日积月累，堆积的污染物是很强的腐蚀源，所以，此区域很容易产生腐蚀。不久前，南航一架777在北京做航后时发现后货区域蒙皮有一个小孔，马上拆开货舱，发现是排污管泄漏，泄漏区域出现严重腐蚀，局部已穿孔了。龙骨粱区域龙骨粱区域由于盖板多缝隙多，处于飞机最下部容易积聚污物和承爱非常大的交变应力，所以龙骨梁区域极易产生腐蚀。龙骨梁下缘条出现腐蚀的情况最多，多数是剥离腐蚀，点腐蚀和应力腐蚀。轮舱轮舱这个特殊部位，很容易积聚水份，在飞机滑跑过程中又受到沙尘的侵袭，且轮舱上布满的液压管路，液压油的渗漏也是对轮舱结构的一大威胁。 3．腐蚀的防护腐蚀的发生是不可避免的，加强防腐工作抑制和延缓腐蚀显得尤为重要。而且对于飞机的每一个使用者都有义务参与到它的防腐工作中。比如在货物装卸过程中，造成地板破损，液体渗漏；在厨房间工作时，发生饮料外溢漏洒，卫生间溢水，维护工作中液压油、滑油渗漏。这些，都是产生腐蚀的重要源头。发生结构腐蚀后，首先应严格按照结构维修手册SRM、防腐手册CPM的有关章节的要求，彻底清除腐蚀或更换腐蚀件，早作处理，将腐蚀消灭在萌芽状态。彻底清洗腐蚀，该道工序非常重要，否则，腐蚀将继续扩展。据观察，有的工作者因担心清除腐蚀会造成打磨深度过大，使金属材料去处量过多，造成了残留腐蚀。而残留腐蚀本身就是一种更加严重的腐蚀根源，它会在结构内继续扩展，维持到下一次维修间隔而平时又无法检查到。当再次发现腐蚀时所作的工作量反而更大，时间更长。在彻底清除腐蚀后，应按照SRM 对腐蚀的结构进行修理，若超过了SRM的范围，则应与飞机制造厂商取得联系，重新制订维修方案并获适航当局的批准。在防腐中最普遍使用的是漆层，它主要是将金属结构与环境及腐蚀介质隔绝开。因此，漆层质量的好坏，直接影响防腐效果，这一步是作好防腐工作的关键。而修理过程中若达不到要求，这样的部件装上飞机后其防腐性就会大打折扣，所以在清楚腐蚀时一定要认真彻底，喷漆要严格按工艺要求执行。正确使用和喷涂防腐剂，是控制腐蚀的又一种方法。在出现应力腐蚀、电化学腐蚀、缝隙腐蚀、坑点腐蚀、丝状腐蚀、摩擦腐蚀等腐蚀发生的地方和区域，正确使用防腐剂，可以大大地抑制腐蚀的形成，延缓腐蚀的发生。例如前后货舱底部，厨房厕所区域，排污口区域，龙骨粱区域，轮舱区域要使用浓的防腐剂，而且要喷涂两次，喷涂的防腐剂要达到标准的厚度。树立质量意识，加强飞机使用及维护人员的基础教育，增强人员素质，严把质量关口，是保证飞机防腐工作得以顺利实施的关键。任何好的飞机维修方案和腐蚀控制方案，再先进的飞机，都需要依靠各类人员按工作程序认认真真地执行。应根据维护工作中的信息反馈，对飞机的腐蚀控制方案的内容和间隔及时进行更改和调整。比如飞机的货舱地板受到不同程度的损伤，部分密封带也受到了损伤，这样就给腐蚀的生成提供了扩展条件，也给维护工作带来了很大的困难。目前没有一架飞机的货舱地板是完好的，可以说是千疮百孔。均系重、大货物在装卸过程中撞击所致。当地板遭到破坏后，在这期间，如果遇到货舱所装货物发生液体渗漏，就会通过受损地板侵蚀飞机结构使腐蚀迅速生成。如果长期发展下去，后果不堪设想。因此，作为飞机的每个使用者都应当意识到防腐的重要性。如客舱厕所发生渗漏时，厨房间发生渗漏，特别是发生饮料洒漏，货舱运送海鲜发生渗漏；都应及时向飞机维修部门报告，以便及时做出处理或是在定期维护中增加检查项目和维修工作项目，避免发生腐蚀。对于海鲜运输问题，采用货盘或集装箱，以及装在水密的箱内。为什么说运输活牲畜可能会导致飞机机身结构的严重腐蚀呢？这有两方面的原因，一是牲畜的粪便，二是牲畜比人产生的热量多，这会使飞机内部温度升高，湿度增大，机内有更多的机会出现凝水。由于航空公司所处的地理环境无法选择，潮湿恶劣的天气无法改变，各种工业废气和尘埃日益增多，飞机不断老化，使腐蚀难以最终杜绝。但飞机使用部门和清洁人员严格案《飞行运行手册》要求进行货物包装和运输及客舱清洁工作。同时飞机维修人员在维修工作中按照工艺卡或工作指令的要求，认真执行。对每一个环节，每一道工序都应仔细地完成。现场维修质量检验人员也要做到不折不扣地检查。防腐质量就能得以保证，腐蚀的机率就会减少，就能把腐蚀所造成的影响和危害降低到最低程度。

民航飞机蒙皮主要用超硬铝合金，铝锌镁铜系，如2024。也有部分是复合材料，还有钛合金、合金钢等。现在的发展趋势是增加复合材料和钛合金的比例。如波音787，大约有一半是碳纤维合成材料。而777复合材料是11%。老747只有1%。 一般都是铝合金，不过呢，也有用合金钢的，例如米格-25，主要是为了高超音速飞行时的防热，至于钛合金蒙皮，SR-71上有用。但现在的飞机都开始复合材料化了，用碳纤维复合材料

红外热波无损探伤技术在复合材料研究与航空航天安全检测研究中的应用技术说明书 项目名称：红外热波无损探伤技术在复合材料研究与航空航天安全检测研究中的应用 单位名称：北京维泰凯信新技术有限公司 注:文中采用的部分图片引自TWI公司公开资料 一、红外热波无损探伤原理 热波（Thermal Wave）理论与传统的热传导理论一样，都致力于描述媒介中温度场的分布和变化。但热波理论对热在传输过程中的波动性描述加深了人们对热传导现象的认识。热波理论研究的侧重点是研究周期、脉冲、阶梯等变化性热源与媒介材料及媒介的几何结构发生相互作用时所产生的温场变化现象。它不仅方便的引出了诸如不同频率的热波在界面的反射、散射、趋肤深度等物理概念，而且直接衍生了一门实用学科-热波无损检测（Thermal Wave Nondestructive Evaluations）。由于不同媒介材料表面及表面下的物理特性和边界条件将影响热波的传输，而这些影响又以某种方式反映在媒介材料表面的温场变化上，因此通过控制加热和测量材料表面的温场变化，将可以获取材料的均匀性信息以及其表面以下的结构信息，从而达到检测和探伤目的。目前，测量表面温场最直接、最快速的方法是红外热成像技术，所以热波检测又常被称为红外热波检测。值得指出的是，由于应用热波原理并采用主动性控制加热，红外热波无损检测技术与传统的被动式热成像检测是有本质区别的。 二、设备原理示意图 图1 设备原理图三、拟引进应用并改造创新设备式样 1、便携式（The ThermoScope system ） 2、大型分离式系统（EchoTherm） 图2 便携系统 图3 分离式系统 四、该技术的几个应用实例 1，碳纤维增强多层复合材料受单点撞击后的层析探伤。材料厚度约4mm, 共32层。受单点撞击后表面无可见损伤。 图4 32层碳纤维增强多层复合材料纤维方向示意图34ms 50ms 84ms 140ms 224ms 408ms 图5 受脉冲加热后，不同时间的热图显现不同深度层的损伤。各层损伤沿该层纤维方向扩展。受撞面1，2层无伤。"花"心为受撞点。 1200ms 2，红外热波无损检测用于表面下的识别。 图6 脉冲加热后,表面不同区域的冷却曲线。用于飞机蜂窝结构材料的探伤检测与损伤特性识别。图中用彩色码对照显示。 3、 红外热波无损检测用于对民航飞机铝蒙皮的加强筋开裂与锈蚀损伤检测。 图7 4x5 大小，波音737飞机被测区的可见光照片。可看清铝蒙皮上的铆钉和一快修补。 图8 与图7同区域，4呎x 5呎面积，波音737飞机蒙皮的红外热波检测结果拼图。可看清铝蒙皮内部的加强筋开裂和锈蚀损伤。全部检测仅用时20分钟，这对于飞机在线检测十分重要。 五、本项目的研发内容 热波探伤技术是一门综合利用多种学科的实用技术。除热波的理论研究外，对其应用的研究应包含三方面的技术研究：加热技术、热成像技术、热图像处理技术。 1 加热技术 使用红外热波检测技术的基本要求是要能使试件的"好"与"坏"，正常与不正常，有伤和无伤的区别转换成其对外界控制加热的响应区别，并能最终在表面形成温差。因此对试件的加热技术是热波检测的关键技术。众多的行业都对无损检测技术提出各自的特殊要求。从起重机的钢索到精密光学镀膜；从航天飞机到人的牙齿，无损检测的对向和案例可说是无穷无尽。试件的材料，形状，尺度、表面条件、所处环境和可能存在的损伤特性都将影响检测结果。因此，能否针对不同类型的探伤问题，设计出实用、有效和巧妙的加热办法，将是成功使用红外热波检测技术的前提。另外，仅管在红外热波检测技术的发展过程中，脉冲加热、周期加热等方法已成常规，但面对不同的探伤问题，如何调整、控制加热频率和强度依然是重要课题。 2 热成像技术 热成像技术本身有远比其用于红外热波检测更广泛的用途。而热波检测仅仅是利用了它能对温度场快速成像的独特优势。但红外热波检测技术的发展无疑会促进热成像技术的发展，这一点可以由美国红外技术公司专为红外热波检测用途研制热像仪而得到证明。 3 热图像处理技术 在红外热波无损检测技术中对所获热图的处理有很多独特的课题。如对热源的反演计算和识别运算；对高祯频（可达千赫兹）图像流的快速处理；对快速变化的温场图像在时序上进行像元拟合，以获取"无噪声"图像；自动拼图运算；从低频扫描图像计算出高频瞬时图像等等。 4 相关辅助技术 包括对试件位置、姿态，加热、热成像、计算机图像板和热图像处理各单元的分控制和对全系统的控制，加热成像头的手控和遥控机械装置。 六、项目的创新点与先进性 *Tera-Hz加热,用于薄膜和纳米材料镀膜的红外热波无损检测*可控微波加热,用于对复合材料的红外热波无损检测*表面下损伤识别*单向测厚技术*从低频扫描图像推算高频瞬时图像的算法 七、预期研究成果 *红外热波无损检测系统*高祯频热图像处理与分析系统*利用红外热波无损检测技术实现航空蜂窝结构材料贮水和液压油渗漏的无损检测和识别。*利用红外热波无损检测技术实现对航空、航天多层复合材料的层析探伤。*利用红外热波无损检测技术实现对飞机铝蒙皮开裂和锈蚀的快速（少于每平米40分钟）检测。*实现非接触式单向测厚。*红外热波无损检测应用和图像处理技术中所需时序像元拟合算法。 八、企业效益及发展思路 在引进消化国外先进技术基础上，提供高附加值的增值服务。通过承接项目，将这项技术应用于国内航空、航天、军工领域中有关飞行器安全的检测；工业、制造业中对产品质量的监测；电力生产等很多行业对设备运转情况的监测；对产品研发过程中加载或破坏性试验后的评估；新材料研究；探测表面及表面下的裂纹、锈蚀、缺陷；各种粘接、焊接、涂层质量检测等行业和领域。 通过与行业主管部门、学会、协会建立联系（前期工作已经开展），协调和协助有关部门建立行业标准、不同试件探伤类别标准，提供技术咨询、技术服务、技术培训、各类技术支持。 通过改造和创新，研发出具有自主知识产权的新的技术、产品，降低原有设备成本、提高效益。使企业保持国内领先，达到国际先进水平，力争打入国际市场，在国际市场逐步占据较大份额。 可参考以下文献资料:航空无损检测技术发展动态及面临的挑战先进复合材料的无损检测最佳无损检测手段—工业CT技术的发展无损检测新技术20年回顾

飞机蒙皮是维持飞机外形，使之具有很好的空气动力特性的一层铝合金。 编辑本段工作条件及性能要求飞机蒙皮的作用是维持飞机外形，使之具有很好的空气动力特性。蒙皮承受空气动力作用后将作用力传递到相连的机身机翼骨架上，受力复杂，加之蒙皮直接与外界接触，所以不仅要求蒙皮材料强度高、塑性好，还要求表面光滑，有较高的抗蚀能力。材料一般选择 LY12 技术要求：σb =390~410MPa，σ =255~265MPa，δ5 ≥15％。工艺流程轧板→退火→清理→固溶处理→拉伸成型→时效→机械加工→表面处理。热处理工艺495~503℃， 水冷，室温96h 以上。民航飞机蒙皮主要用超硬铝合金，铝锌镁铜系，如2024。也有部分是复合材料，还有钛合金、合金钢等。现在的发展趋势是增加复合材料和钛合金的比例。如波音787，大约有一半是碳纤维合成材料。而777复合材料是11%。老747只有1%。一般都是铝合金，不过呢，也有用合金钢的，例如米格-25，主要是为了高超音速飞行时的防热，至于钛合金蒙皮，SR-71上有用。但现在的飞机都开始复合材料化了，用碳纤维复合材料