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A320系列升降舵伺服作动器接耳杆端磁粉探伤

2019-06-06

王勇　 雅君航培

　　A320飞机是欧洲空中客车公司研制生产的单通道双发中短程150座级客机，被中国的航空公司广泛使用，D航的A320系列飞机机队规模大约200多架。
　　2008年，空客发布AOT A320-27A1186，要求对A320系列所有飞机的升降舵伺服控制器的杆接耳进行NDT检查，起因是有一架A320飞机在运行中发生了升降舵伺服控制器脱开的事件，其原因是伺服控制器的杆接耳处产生了断裂。
　　进一步调查发现，某一A320机队（28架飞机）有5个杆接耳有裂纹，且其中一架飞机一侧舵面的两个伺服控制器的杆接耳都有裂纹。两个伺服控制器脱开将导致飞机在空中舵面失控。为确保不会发生两个伺服控制器同时脱开的事件，空客公司发布了AOT 要求检查伺服控制器的杆接耳。
　　一、磁粉检测
　　空客公司的AOT及D航EO中规定的NDT检查方法为磁粉检测，下面先简介其检测流程和要求：

　　1、所检查的部件：

　　升降舵伺服控制器接耳杆端；

　　2、可能的损伤：

　　起源于螺纹，尺寸≥5mm×0.5mm的横向（周向）疲劳裂纹。

　　升降舵伺服控制器接耳杆端主要承受横向的剪切力，则其裂纹的可能方向应为轴向裂纹，而且这种裂纹应该出现在螺纹根部，图2中清晰地显示了这一点，在检验阶段应注意。

　　一般来说，螺栓上裂纹Z有可能出现的位置是安装到位后露出的道螺纹根部，但由于送检的零件已拆下，无法得知安装时露出几道螺纹，所以检查时所有螺纹均应仔细检查。）

　　3、检测设备和器材：

　　（1）固定式磁粉探伤机；

　　（2）荧光磁悬液；

　　（3）特斯拉计；

　　（4）磁强计（剩磁计）；

　　（5）纸胶带。

　　4、检测前准备：

　　（1）确定检测区域表面清洁、平滑、干燥；

　　（2）清洁杆部及去除油脂；

　　（3）检查被检查区域有无任何目视可见的损伤或不连续性。

　　告诫1：保护接耳轴承以防磁悬液进入。

　　（由于磁悬液进入轴承后，磁粉可能会留在轴承中难以清理，在轴承转动时会造成磨损而损坏轴承，所以必须做好防护。可使用纸胶带，能够起到防护作用并且易于清除）

　　告诫2：不可去除表面镀镉层。

　　5、检测程序：

　　告诫：由于期望发现小尺寸损伤，所以必须非常仔细才不至于漏掉任何损伤。

　　注意：每次检查之前应退磁。

　　（1）依据A320飞机NTM手册，51-70-00， Page Block 701， Magnetic Particle-General （磁粉-通用）实施检测；

　　（2）表面Z大切向磁场强度应在1900～2000A/m范围内；

　　（3）磁化规范：

　　磁场方向：纵向；

　　磁化方法：磁路法：

　　磁化电流：直流（DC）（等同于全波整流电（FRAC））。

　　磁场强度：必须在1900～2000A/m范围内。

　　检验方法：连续法。

　　6、验收标准；

　　7、检测后的要求：

　　（1）对工件退磁，剩磁应小于240A/m；

　　（2）用清洗剂清洁工件。

　　二、等效替代
　　此检测要求使用固定式磁轭法（极间法）进行充磁。充磁时，将工件加持在磁性夹头之间，使用纵向磁场进行充磁。极间法的优点是磁路中磁通的损失较小，在磁化时，工件上的磁力线大体平行于两磁极间的连线，磁化场比较均匀，工件整体的磁化效果较好。同时属于间接磁化，没有电触电，不会打火或烧伤工件。但民航磁粉探伤设备比较常见的是线圈式和电极式设备。由于我单位没有固定式磁轭设备，而外委完成或购置设备也比较困难，在完成此项检测时，经过评估和试验之后，使用线圈法进行了等效替代。

　　线圈法和磁轭法同样属于用磁场对工件进行磁化的间接磁化方法，但固定式磁轭的磁场是闭合的，工件是闭合磁路的一部分，磁场比较均匀，磁通损失小。而线圈法的磁化磁场相对较为开放，磁场不够均匀，但线圈中心附近的磁场较为均匀和稳定。因此只利用线圈中心的磁场进行磁化是可行的。而便携式磁轭由于夹头面积较小，容易产生间隙，对磁化效果影响较大，很难达到效果。

　　实际采用的检查方法是使用线圈法实施纵向充磁，充磁电流为三相全波整流电，线圈直径为300mm，线圈共5匝。在充磁的同时，使用特斯拉计测量表面Z大切向磁场强度。

　　通过试验，确定充磁电流值为1400～1600A，测得所对应的表面Z大切向磁场强度在1900～2000A/m范围（注意：电流值低于下限则灵敏度不足，高于上限则灵敏度过高且荧光背景过强。）。使用荧光磁粉，以连续法检查。

　　同时在接耳杆部粘贴试片验证灵敏度。所使用的试片为A型试片（15/50），在电流为1400A时，使用上述方法和参数，在工作中发现的裂纹磁痕。

　　三、结论
　　1、检测前的准备非常重要，必须对检测区域进行仔细的清理。由于接耳杆端在安装时涂了密封胶，拆下后除清洗油污外，还应仔细清理残存的密封胶。实际使用渗透清洗剂SKC-S 进行清洗，将密封胶基本溶解，然后用较硬的毛刷就可以清理干净。有时由于没有备件，定检/航线中完成检查是采取拆下一半（2 个）接耳，检测完成后装回再拆下检测另外一半（2 个）接耳，时间比较紧张，有可能清洁不充分，影响检测效果。

　　2、检验阶段，充磁的同时可进行磁悬液喷淋和观察，但有些裂纹显示此时可能还未形成。Z好在充磁和磁悬液施加结束后静置5 至10 分钟再检验一次，此时可能会出现次观察时未出现的磁痕。另外由于螺纹较细，磁悬液的表面张力可能会影响多余磁悬液流走，影响对磁痕上午检验，可以适当地用嘴吹气，去除滞留液体。

　　3、使用线圈法纵向充磁替代固定式磁轭对接耳杆端进行检查，可以达到等效的结果。