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航空制造無損檢測市場未來趨勢分析

2017-08-22

【中國機床商務網 機床上下游】無損檢測(NDT)對于飛機制造業和維修業來說是一個非常重要的行業,其年市值高達十幾億美元。而未來無損檢測將如何適應越來越多的新材料、智能新技術的發展,值得關注。


  


  隨著航空乘客的增多和新一代飛機機隊規模的壯大,無損檢測在民航運輸安全領域中扮演著越來越重要的角色。


  




 


  無損檢測*初的應用要追溯到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。


  


  在制造業中,使用無損檢測方法評估結構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力問題。


  


  無損檢測可檢測飛機的所有部分出現的任何損傷,包括確定材料厚度、裂紋、腐蝕、復合材料的脫層和焊接缺陷等,同時也可檢測整架飛機。


  


  統計數據顯示,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動機和其他相關部件。


  


  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中扮演著重要的角色,但其適用的流程相對較少。據美國無損檢測學會稱,*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域。


  


  2014年無損檢測的市值為14億美元,其中在民用航空領域,目視檢查是*常用的無損檢測方法。因為技術人員不需要太多的專用設備、相關培訓和認證就能執行。


  


  此外,技術人員在檢查難以接近的區域時也會使用內窺鏡,無需拆解被檢結構即可探測到內部結構。其他目視檢查的工具還包括具有內置圖像捕捉功能和錄制功能的視頻內窺鏡,以及使用光纖電纜傳輸圖像的纖維內窺鏡。


  


  除了目視檢查,無損檢測*常用的方法還有起源于醫療行業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、結構部件、螺栓孔等表面裂紋和腐蝕以及導電材料缺陷的檢測技術。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。


  


  市場現狀


  


  北美和歐洲是當前*成熟的無損檢測市場,這些地區有很多能夠提供全方位無損檢測服務的維修企業和獨立第三方企業。


  


  如美國的達美運營、德國的漢莎技術、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域無損檢測的新工藝發展很快,但航空維修領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屬于保守行業,接受新工藝的變化很慢,但這并不代表無損檢測相關的技術創新設備應用也很慢。


  


  例如,法荷航工程維修公司率先開創了磁粉探傷測試平臺,旨在通過一些新技術輔助傳統的測試方法。再如,西班牙航空維修公司提供的全方位無損檢測服務中也包含了一些新技術,如WiFi連接和數據計算等,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。鋁曾經是全球*常用的制造材料,但現在其用量遠低于十年前。


  


  相比之下,更多的碳纖維復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。因為復合材料結構更為復雜,由多層和多種元素組成,制成的零件發生厚度變化和彎曲的現象非常常見,而且這類部件極易出現故障。


  


  為此,*常用于檢查復合結構的超聲波探傷技術應運而生。超聲波檢測作為近年來無損檢測市場**的增長點,為整體行業收入貢獻了31.1%,而且現已成為了創新的溫床。


  


  近年來,各種超聲檢測設備和設備制造商爭相涌入市場。利用多種超聲波檢測新方法開發了多項無損檢測應用方案,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構(方向舵和升降舵結構)。相信未來超聲相控陣檢測技術在下一代飛機中也會有廣泛的應用。


  


  成立于2009年的挪威超聲波相機供應商DolphiTech,開發了專門用于檢測復合材料的DolphiCam產品。該產品是一款移動式的、符合人體工學的超聲波無損檢測相機。


  


  波音已將該設備應用于上世紀80年代生產的碳纖維復合材料機體的檢測中,同時空客也正在考慮將其應用于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的碳纖維增強型復合材料。


  


  此外,DolphiTech還開發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構。這非常有利于鉆孔的檢查。


  


  而且DolphiTech公司還為DolphiCam設備開發了嵌入式軟件程序,并為其建立了專業的檢測流程。這就意味著維修人員可直接按照設置好的檢測程序進行檢測維護,極大地簡化了對技術人員的培訓。


  


  DolphiTech公司在為飛機制造業推出一系列無損檢測設備之后,現已開始設計更具吸引力的適用于維修業的無損檢測方案,以滿足維修業更快、更**的檢測要求。


  


  更具連通性


  


  無損檢測技術**的發展趨勢是與移動通信技術相結合。與很多行業一樣,無損檢測技術從上世紀90年代發展起來的各種先進通信技術中獲益良多,如WiFi、寬帶和藍牙等,這些技術均已被應用于奧林巴斯和英國聲納等供應商的多種設備和儀器中。


  


  美國GE檢測控制技術公司已經相繼推出了一系列結合了這些先進通信技術的表面檢測新設備。


  


  例如,2014年推出的MentorVisualiQVideoProbe,該視頻內窺鏡具有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檢測控制技術公司認為,該設備具有很好的連通性,可實現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。通過手機和無線網絡連接,遠程協作,使無損檢測成本更低、速度更快,甚至技術人員無需親赴現場就能觀察到飛機的狀況。


  


  GE檢測控制技術公司預計未來連通性會進一步影響新設備的開發,如出現具有連通性的觸屏無損檢測設備等。


  


  機遇與挑戰


  


  盡管新的測試設備和軟件已具備了很好的移動性,但仍有一些局限性。例如,已經使用了50多年的渦流檢測仍是一個特別復雜的過程,需要專業的技術人員,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**挑戰是缺乏新一代無損檢測專業技術人員,現有人員正在出現老齡化。


  


  據PQNDT招聘公司2012年調查數據顯示,目前無損檢測技術人員的平均年齡是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備陸續投入運營,精通電腦、熟悉移動技術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人員。


  


  雖然對技能方面的擔憂依然存在,但相關行業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展,無損檢測在飛機維護中的作用越來越重要。


  


  據MarketsandMarkets2014-2020年無損檢測市場趨勢預測的研究報告顯示,到2020年無損檢測市場將增長3.5%,其市值將達到70億美元。


  


  繼美國和歐洲穩固的市場之后,拉丁美洲和亞太地區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。




文章鏈接:中國機床商務網 http://www.jc35.com/news/Detail/56016.html





加載中

2021第十三屆中國(深圳)國際無損檢測應用技術大會暨展覽會

時間:2021年8月23-25日                       地點:深圳國際會展中心(新館)

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