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飞机轮轮毂连接螺栓断裂事故会给飞行安全造成极大隐患。目前，大部分航空公司对轮毂连接螺栓的无损检测都是采用磁粉方法，检查周期随同一轮毂的拆装，直到厂家推荐的起落为止。但根据目前发现的断裂螺栓使用的起落次数(2000个左右)来看，与厂家推荐的起落次数(8000个左右)相去甚远。为了保障航空器着陆系统的可靠性运行，沧州欧谱对轮毂连接螺栓的失效原理、检测方法的选择、维护注意事项等进行了分析、总结，获得一些经验，供同行们参考。 螺栓失效原理 根据机轮轮毂连接螺栓的使用条件分析，螺栓主要承受拉应力。在正常载荷状态下，没有缺陷的连接螺栓一般不会发生损坏，只有在严重过载或螺栓存在腐蚀、裂纹的情况下才会发生断裂。历史数据分析表明，由于腐蚀而导致螺栓失效的情况非常少，而有约90%以上的螺栓属于疲劳失效。由于疲劳使螺栓在螺栓根部、螺纹根部或螺帽与螺栓结合处产生疲劳裂纹，最终使螺栓在使用过程中失效。根据对螺栓发生失效部位在损坏螺栓中所占比例的统计，螺栓失效的主要部位集中在螺纹部分，尤其是螺帽与螺栓配合的第一圈螺纹处。因为载荷的传递是通过螺纹进行，前面几圈的螺纹承受了大部分的载荷，第一圈螺纹承受的载荷要远大与其他的螺纹，如果这里存在缺陷，如裂纹，就很容易造成螺栓的失效。 从收集到的断裂螺栓来看，产生典型疲劳裂纹断裂面有以下几点特征。 (1)以断裂截面外径某一点状腐蚀或条状微裂纹等损伤缺陷为中心，有数圈层次分明的弧形阶梯状磨损光亮截面(该磨损光亮截面半径一般为螺栓断裂截面直径的1/4到1/3左右)。 (2)断裂截面其他部位以上述缺陷点为中心、以最外圈的弧形阶梯状磨损光亮截面为起点，呈辐射状发散条纹，无光亮磨损特征。 (3)整个螺栓断裂截面基本与螺栓轴向中心线垂直，断裂截面无直径收缩特征。 导致螺纹处断裂的外因是由于飞机在着落时机轮轮毂受到的较大的循环冲击载荷，并作用于连接螺栓，沧州欧谱使得螺栓截面受到的拉应力急剧增大。在正常情况下这并不能导致螺栓破环，但如果是螺栓截面螺纹处存在结构缺陷，如微小裂纹、缺口或腐蚀，使该点应力集中，就会导致螺栓被拉断。 检测方法的选择 1. 超声波检测方法 超声波检测方法的优点在于对工件表面清洁度无特殊要求，特别适用于检测螺栓螺纹等不易彻底清洁的工件裂纹/腐蚀等缺陷。但与磁力探伤无损检测方法相比，用此方法检测一个螺栓花费时间太长,效率较低。机轮轮毂连接螺栓的数量往往较多，因此不宜采用此法。 2. 涡流检测方法 涡流检测螺栓，通常采用一个端部与螺栓的螺纹根部形状相吻合的检测线圈作为探头，并嵌入一个与螺栓螺纹相匹配的螺母形状的支架上，旋转螺栓时，其带螺纹的部分带动嵌有线圈的螺母支架上下移动，从而实现对螺栓整个螺纹区域的检测。此方法需要在螺栓的螺纹根部人工加工槽形缺陷作为对比式样，且各种尺寸的螺栓都需专用的探头和对比式样。并且，如果螺纹某段变形，会直接磨损探头，使得检测成本昂贵，且效率与磁粉检测的方法相比也低得多，因此不适合对机轮轮毂连接螺栓进行检测。 3. 磁粉检测方法 目前，绝大部分航空公司均采用此方法对轮毂连接螺栓进行无损检测。 但由于磁粉检测方法本身所固有的特性，使得检测可靠性受如下因素的影响，需要检测人员需特别注意。 (1)螺栓表面清洁程度对磁粉检测有直接影响。机轮螺栓主要受力部位在螺纹处，而螺栓在安装到轮毂上时该处需涂抹防咬剂，未清洗干净并残留在螺纹细牙中的防咬剂可能掩盖潜在的缺陷，导致漏检。因此在此检测手段情况下，加强螺栓的清洁工作非常必要。使用超声波清洗的，务必最后用干净无污染的清洗液冲洗一次。未清洗干净的油污等杂物，在紫外灯下呈现灰色，可与清洗干净的螺栓对比区分。 (2)交流电流表的精度。探伤机上的交流电流表显示磁化电流的大小值，因此其精度直接影响磁化效果。由于磁化电流通常都是数以百、千安培，而实际上流过交流电流表的电流不可能这么大，因此，探伤机上通常采用电流互感器和交流电流表匹配。不能只将交流电流表拆下来单独校验，因为即便合格也只能证明通过交流电流表的实际值与指示值在误差范围内，而不能判断磁化电流的实际值是否与交流电流表指示值在误差范围内。正确的校验方法应该是，使用标准交流电流表和标准互感器在探伤机上原位校验，以确保磁化充分。 (3)磁悬液的浓度。在静置状态下，荧光磁粉颗粒沉淀到液槽底部，启动搅拌泵并不能把所有沉淀在槽底的磁粉颗粒完全搅动起来，在这种情况下测定出来的磁悬液浓度往往偏低，不足以使缺陷显现。最好的办法是在开启搅拌泵前，用大的毛刷等工具伸入槽底手工搅动约二三分钟，使沉积在槽底的磁粉颗粒完全被搅动，此时再开启泵使其在后续时间里搅动，方可保持悬液状态，从而保持足够的浓度。 (4)关于磁化方法的选择。厂家的维护手册中推荐使用连续法，但在实际检测中发现连续法并不适用于对螺栓螺纹部分的检测。相比之下，剩磁法有更显著的效果。连续法使得假磁痕过多的堆积在螺牙和凹槽中，这样反而掩盖了真正的微小裂纹的显示。而采用剩磁法，非相关显示较少，裂纹显示很明显。将磁痕擦掉后再浇注磁悬液，磁痕再次显现，并且更清晰。实践证明，剩磁法比连续法检测螺栓更有效。 (5)磁粉检测时对裂纹的最终判断仍然是依靠肉眼完成，检测结果受个人主观判断影响。因此，检测人员应注意工间休息，避免眼睛过度疲劳。另外，采用荧光磁粉检测时，观察螺纹的角度也有很大影响，因此最好从俯视和仰视两个角度各看一遍，避免在观察时视线被螺纹的凸出部位遮挡，使隐藏在螺纹凹槽内的裂纹漏检。 只要严格执行航标中有关磁粉检测的规定，则对螺栓采用磁粉检测仍是最理想的无损检测手段。 注意事项 (1)由于机轮轮毂连接螺栓数量庞大，通常没有序号区分，建议对螺栓按所装机的机轮进行区分，超声波探伤仪http://www.oupukeji.com这样做有利于监控其起落次数，对于使用到极限起落的螺栓，定期报废，可以增加螺栓的可靠性。 (2)注意目视检查并报废外观上有缺陷的螺栓,这些缺陷本身就是一个疲劳源，容易形成应力集中并最终导致疲劳断裂。在检出有裂纹的螺栓中发现，相当一部分的裂纹附近的螺牙上目视可见很明显的缺口、变形、滑丝等缺陷。 (3)探伤人员可建议车间安装螺栓时，最好按照螺栓对称的位置顺序施加力矩，这样可以保证整套机轮中每个螺栓的紧固力矩均衡，从而在装机后所承受的载荷平衡，避免异常应力的集中;同时最好安排双重检查垫片的安装，防止垫片装反，对螺栓造成损伤。 (4)注意收集保存平时检测中发现的有典型裂纹的螺栓，这些就是最理想的参考试件，有助于对磁粉探伤机进行综合性能校验。 |
