隨著航空乘客的增多和新一代飛機機隊規(guī)模的壯大，無損檢測在民航運輸安全領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色。無損檢測（NDT）對于飛機制造業(yè)和維修業(yè)來說是一個非常重要的行業(yè)，其年市值高達十幾億美元。
無損檢測最初的應(yīng)用要追溯到1914年民用航空剛興起的那段時間，因此無損檢測堪稱是幕后英雄。
在制造業(yè)中，使用無損檢測方法評估結(jié)構(gòu)或部件的完整性和損傷狀況。在飛機投入使用后，無損檢測儀更是檢測飛機健康狀況的重要工具，如金屬疲勞和材料應(yīng)力問題。
無損檢測可檢測飛機的所有部分出現(xiàn)的任何損傷，包括確定材料厚度、裂紋、腐蝕、復(fù)合材料的脫層和焊接缺陷等，同時也可檢測整架飛機。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，用于機體的無損檢測占民用飛機無損檢測的70%~80%，剩余20%左右的檢測是用于發(fā)動機和其他相關(guān)部件。
無損檢測方法在檢測部件時不會破壞材料，可為航空公司節(jié)約維修成本、縮短停場時間，有利于航空公司的飛機盡快投入運營。
鑒于無損檢測具有降低成本和確保安全性的重要作用，當前維修企業(yè)都在不斷探索更快、更有效的無損檢測方法。
無損檢測的常見方法
雖然無損檢測在維修服務(wù)中扮演著重要的角色，但其適用的流程相對較少。據(jù)美國無損檢測學會稱，最常用的6種檢測方法是磁粉檢測、液體滲透檢測、射線檢測、超聲檢測、渦流探傷和目視檢查。這些方法均適用于航空領(lǐng)域。
2014年無損檢測的市值為14億美元，其中在民用航空領(lǐng)域，目視檢查是最常用的無損檢測方法。因為技術(shù)人員不需要太多的專用設(shè)備、相關(guān)培訓和認證就能執(zhí)行。
此外，技術(shù)人員在檢查難以接近的區(qū)域時也會使用內(nèi)窺鏡，無需拆解被檢結(jié)構(gòu)即可探測到內(nèi)部結(jié)構(gòu)。其他目視檢查的工具還包括具有內(nèi)置圖像捕捉功能和錄制功能的視頻內(nèi)窺鏡，以及使用光纖電纜傳輸圖像的纖維內(nèi)窺鏡。
除了目視檢查，無損檢測最常用的方法還有起源于醫(yī)療行業(yè)的射線檢測和渦流探傷檢測。射線檢測是通過使用X射線和γ射線檢測缺陷，其使用已超過100多年。
而渦流探傷檢測是一種可以檢測機體、結(jié)構(gòu)部件、螺栓孔等表面裂紋和腐蝕以及導電材料缺陷的檢測技術(shù)。在波音747的無損檢測手冊中，渦流探傷占了一半的篇幅，由此可以看出，渦流探傷檢測在維修中非常重要。
市場現(xiàn)狀
北美和歐洲是當前最成熟的無損檢測市場，這些地區(qū)有很多能夠提供全方位無損檢測服務(wù)的維修企業(yè)和獨立第三方企業(yè)。
如美國的達美運營、德國的漢莎技術(shù)、西班牙航空維修公司以及法國的法荷航工程維修公司等。
其中，法荷航工程維修公司在提供無損檢測時使用技術(shù)組合的方式，在檢測材料時使用磁粉探傷和渦流檢測；在檢測裂紋、水泡和核心損傷時使用X射線。
法荷航工程維修公司表示，過去20年里盡管在航空制造領(lǐng)域無損檢測的新工藝發(fā)展很快，但航空維修領(lǐng)域使用的無損檢測方法卻基本保持不變。
盡管有人認為無損檢測業(yè)屬于保守行業(yè)，接受新工藝的變化很慢，但這并不代表無損檢測相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新設(shè)備應(yīng)用也很慢。
例如，法荷航工程維修公司率先開創(chuàng)了磁粉探傷測試平臺，旨在通過一些新技術(shù)輔助傳統(tǒng)的測試方法。再如，西班牙航空維修公司提供的全方位無損檢測服務(wù)中也包含了一些新技術(shù)，如WiFi連接和數(shù)據(jù)計算等，使其無損檢測工藝達到更高的可靠性和工作效率。
可用于復(fù)合材料
飛機材料的改變也會影響其對無損檢測的要求。鋁曾經(jīng)是全球最常用的制造材料，但現(xiàn)在其用量遠低于十年前。
相比之下，更多的碳纖維復(fù)合材料被用于飛機制造中，給無損檢測帶來了新的要求和挑戰(zhàn)。因為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，由多層和多種元素組成，制成的零件發(fā)生厚度變化和彎曲的現(xiàn)象非常常見，而且這類部件極易出現(xiàn)故障。
為此，最常用于檢查復(fù)合結(jié)構(gòu)的超聲波探傷技術(shù)應(yīng)運而生。超聲波檢測作為近年來無損檢測市場最大的增長點，為整體行業(yè)收入貢獻了31.1％，而且現(xiàn)已成為了創(chuàng)新的溫床。
近年來，各種超聲檢測設(shè)備和設(shè)備制造商爭相涌入市場。利用多種超聲波檢測新方法開發(fā)了多項無損檢測應(yīng)用方案，如檢查和維修碳纖維單片和玻璃纖維增強聚合物等主要結(jié)構(gòu)（方向舵和升降舵結(jié)構(gòu)）。相信未來超聲相控陣檢測技術(shù)在下一代飛機中也會有廣泛的應(yīng)用。
成立于2009年的挪威超聲波相機供應(yīng)商DolphiTech，開發(fā)了專門用于檢測復(fù)合材料的DolphiCam產(chǎn)品。該產(chǎn)品是一款移動式的、符合人體工學的超聲波無損檢測相機。
波音已將該設(shè)備應(yīng)用于上世紀80年代生產(chǎn)的碳纖維復(fù)合材料機體的檢測中，同時空客也正在考慮將其應(yīng)用于A350上。該相機可通過二維和三維高分辨率圖像檢測厚度達16mm的碳纖維增強型復(fù)合材料。
此外，DolphiTech還開發(fā)了干耦合傳感器解決方案，該方案能夠解決以往無損檢測方法所不能解決的一些問題。傳統(tǒng)的超聲波需要通過某種類型的耦合劑連接材料和儀器。
而干耦合傳感器不需要使用任何耦合劑就能夠檢查碳纖維結(jié)構(gòu)。這非常有利于鉆孔的檢查。
而且DolphiTech公司還為DolphiCam設(shè)備開發(fā)了嵌入式軟件程序，并為其建立了專業(yè)的檢測流程。這就意味著維修人員可直接按照設(shè)置好的檢測程序進行檢測維護，極大地簡化了對技術(shù)人員的培訓。
DolphiTech公司在為飛機制造業(yè)推出一系列無損檢測設(shè)備之后，現(xiàn)已開始設(shè)計更具吸引力的適用于維修業(yè)的無損檢測方案，以滿足維修業(yè)更快、更高效的檢測要求。
更具連通性
無損檢測技術(shù)最新的發(fā)展趨勢是與移動通信技術(shù)相結(jié)合。與很多行業(yè)一樣，無損檢測技術(shù)從上世紀90年代發(fā)展起來的各種先進通信技術(shù)中獲益良多，如WiFi、寬帶和藍牙等，這些技術(shù)均已被應(yīng)用于奧林巴斯和英國聲納等供應(yīng)商的多種設(shè)備和儀器中。
美國GE檢測控制技術(shù)公司已經(jīng)相繼推出了一系列結(jié)合了這些先進通信技術(shù)的表面檢測新設(shè)備。
例如，2014年推出的MentorVisualiQVideoProbe，該視頻內(nèi)窺鏡具有WiFi和藍牙功能，還具有三維相位測量功能，可準確確定凹陷裂紋或腐蝕斑的深度和尺寸。
GE檢測控制技術(shù)公司認為，該設(shè)備具有很好的連通性，可實現(xiàn)檢測人員與其他維修人員的遠程通信，分享采集圖像等，有助于加快維護進程。
尤其對于在多個地點實施維護的人員來說，這種實時檢測會越來越常見。通過手機和無線網(wǎng)絡(luò)連接，遠程協(xié)作，使無損檢測成本更低、速度更快，甚至技術(shù)人員無需親赴現(xiàn)場就能觀察到飛機的狀況。
GE檢測控制技術(shù)公司預(yù)計未來連通性會進一步影響新設(shè)備的開發(fā)，如出現(xiàn)具有連通性的觸屏無損檢測設(shè)備等。
機遇與挑戰(zhàn)
盡管新的測試設(shè)備和軟件已具備了很好的移動性，但仍有一些局限性。例如，已經(jīng)使用了50多年的渦流檢測仍是一個特別復(fù)雜的過程，需要專業(yè)的技術(shù)人員，而且僅限于導電材料使用，滲透深度也很有限。
與此同時，液體滲透劑也只能在開放的表面上檢測缺陷，在粗糙的表面上檢測有可能會出錯。因此未來還需要設(shè)備制造商和用戶攜手合作共同解決這些問題。
就當前而言，無損檢測運營商面臨的最大挑戰(zhàn)是缺乏新一代無損檢測專業(yè)技術(shù)人員，現(xiàn)有人員正在出現(xiàn)老齡化。
據(jù)PQNDT招聘公司2012年調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，目前無損檢測技術(shù)人員的平均年齡是45歲。但無損檢測運營商認為，未來隨著各種具有連通性的無損檢測設(shè)備陸續(xù)投入運營，精通電腦、熟悉移動技術(shù)的年輕人會對這項工作越來越感興趣，愿意成為下一代無損檢測專業(yè)人員。
雖然對技能方面的擔憂依然存在，但相關(guān)行業(yè)仍認為無損檢測的前景將十分廣闊。因為隨著全球民航機隊的快速發(fā)展，無損檢測在飛機維護中的作用越來越重要。
據(jù)MarketsandMarkets2014-2020年無損檢測市場趨勢預(yù)測的研究報告顯示，到2020年無損檢測市場將增長3.5％，其市值將達到70億美元。
繼美國和歐洲穩(wěn)固的市場之后，拉丁美洲和亞太地區(qū)將成為無損檢測的新興市場，而且巴西、印度和中國等國家也有較大的市場潛力。
（原標題：航空制造無損檢測市場未來趨勢分析）
文章鏈接：中國機床商務(wù)網(wǎng) http://www.jc35.com/news/Detail/56016.html
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