波音飞机无损检测手册编制方法

(1.厦门航空有限公司，厦门 361006;2.中国飞机强度研究所，西安 710065)

无损检测手册是机体、发动机和部件制造厂编制的无损检测程序，是厂家根据自身产品设计而开发的针对特定对象的检测程序，是机体、发动机和部件制造厂在真实构件和原位实际状态下经过验证并实施的程序[1]。其中，最为常见的是航空器制造厂家针对各自机型开发的无损检测手册，制造厂会定期进行更新和修正，在两次定期更新和修正之间有时会发布一些临时改版文件，使用时要注意采用最新有效的版本。因此，对一个机型的无损检测手册进行研究，有助于了解成熟的航空器制造厂家开发无损检测手册的流程和方法。

除无损检测手册外，服务通告也是无损检测程序的来源之一。当制造厂家根据产品的使用状况发布服务通告并涉及到无损检测需求时，制造厂家会首先引用无损检测手册相关章节作为施工的规范，但是如果所需的无损检测要求在无损检测手册中没有合适的程序，那么厂家会开发出单独的无损检测程序供用户使用，文章基于波音737NG飞机介绍了无损检测手册体系。

1 维修大纲的制定

无损检测程序不是一个独立的手册体系，它是计划性维修大纲制定时一个重要的支持文件，所以在介绍无损检测手册体系前需要了解计划性维修大纲的制定流程，熟悉各个文件手册之间的层级关系，以便合理编制撰写无损检测手册。

图1是波音737NG飞机维修大纲的制定流程，维修大纲的制定需要考虑来自美国航空运输协会(ATA)、美国联邦航空管理局(FAA)、制造商自身(BOEING)、供应商等发布的法律法规、审定要求、设计规范及维护要求等，通过波音召集的工业指导委员会下各个小组讨论以后，由制造国(美国)民航局批准而形成一个维修指导性文件。其制定的大体流程是：以ATA发布的“航空公司/制造厂维修大纲制定文件(MSG-3)”为基础，按照FAA发布的“维修需求审查&建议文件”的要求，由波音公司发起组成的工业指导委员会讨论后形成737NG的顶层维护要求(MRBR)。MRBR在经过FAA审核批准以后，再由波音结合相关适航文件要求、部件维护要求等信息进行细化，制定出737NG的维修大纲(MPD)，以及具体的工作任务卡(AC TASK CARDS)。最后，航空公司在收到波音公司提供的MPD、任务卡后，按照自身运营模式的需要，制定客户化的维修方案(AMP)，并加入一些比如服务通告、服务信函、适航指令和供应商手册等需求，形成最终的工作单卡，供工作者使用。

图1 737NG维修大纲制定流程

MSG-3是基于MSG-2发展的维修分析逻辑方法，由国际维修评审政策委员会(IMRBPB)和ATA联合制定，并由ATA以“航空公司/制造厂维修大纲制定文件”的形式予以发布。MSG-3是针对维修任务的分析逻辑，其分析结果是润滑或保养、功能测试、检查(包括目视检查、详细检查或特殊检查)、恢复或报废等具体的维修任务。

MRBR是维修审查委员会报告(Maintenance Review Board Report)，是在适航当局代表指导或参加下，由制造厂和航空公司组成的工业指导委员会组织编写，经适航当局组织的维修审查委员会(MRB)审查通过，形成航空器的维修审查委员会报告，最后由管理当局正式批准生效。维修审查委员会报告是经管理当局批准的针对某一特定运输类飞机及装机发动机制定的初始最低预定维修或检查的要求，是承运人制定其维修方案的基础和框架。维修审查委员会报告只说明某型航空器在什么时间做什么工作，至于怎么做这些工作，应在相应的手册中给出。

维修计划文件MPD(Maintenance Planning Document)是由航空器制造厂提供的该型航空器所必须的维护信息和方案，航空器运营人可依据该方案制定适合自己机队情况的维护计划。该方案包含了所有制造厂推荐的、满足制造国当局的持续适航要求的维修任务和计划。方案中所有维修任务和计划来源于不同方面对该型航空器持续适航的要求。

航空公司维修方案(AMP)，亦称承运人维修方案，是航空器持续适航的基本要求，也是航空器运行的基本要求。维修方案是民用航空承运人或飞机用户根据飞机构型、运行环境和维修经验，执行维修审查委员会报告、维修计划文件、任务卡(TASK CARDS)、服务通告、服务信函、适航指令和运行规章要求及制造厂家建议等制定的计划维修检查要求。

2 无损检测手册体系

(1)737无损检测手册(D6-37239)。

737无损检测手册(D6-37239)是机体无损检测手册，也是主要的无损检测手册，包括机身、吊舱、安定面，机翼、舱门等部位的无损检测程序，方法包括射线、超声、结构健康监测、涡流、红外、目视等，覆盖范围广、方法全面。

(2)标准翻修施工手册SOPM D6-51702中的20-20-01(磁粉检测)和20-20-02(渗透检测)程序。

SOPM D6-51702中的20-20-01和20-20-02是部件无损检测手册，是针对部件在翻修(大修)过程中实施定期维护检查的无损检测程序。

(3)BAC5651 (涡流电导率检测)、BSS7351 (涡流电导率-直读式方法)以及BSS7048 (不连续性的涡流检测)程序。

BAC5651和BSS7351是涡流电导率测量手册，用于热处理后测量其电导率以及评价热处理状态，BSS7048是金属部件表面和下表面不连续性的涡流检测需求规范程序。

(4)飞机维修手册(AMM D633A101)中的70-40-01(荧光渗透手册)和70-40-02(涡流检测)程序。

AMM D633A101中的70-40-01和70-40-02是发动机部件损伤评估及修理后检查的无损检测程序，70-40-01是针对风扇叶片和机匣等部件局部损伤实施的渗透检测程序，70-40-02是针对风扇叶片前缘损伤评估的涡流检测程序。

为了确保航空器持续安全适航，航空器运营人需要根据维修计划文件定期对航空器进行维护，定期维护通过执行工作单卡完成。在制定维修大纲过程中，当有涉及无损检测工作时，MPD需要调用NDTM(无损检测手册)执行特别详细的检查，这些检查属于设计需求类的检查，是在航空器设计之初，厂家根据损伤容限设计原则对航空器部件的检查门槛和间隔就做了明确要求。图2是737-600/-700/-800/-900型飞机MPD调用737 NDTM的部分对照表，通过对照表可以快速确认实施某一个MPD号时所依据的NDTM手册号，同时在NDTM的程序中也会给出该程序所执行的MPD编号。

图2 MPD调用NDTM的部分对照表

3 无损检测手册的结构

手册的结构如图3所示，手册主要由介绍、PART 01通用部分和PART 02-PART 10各种检测方法具体检测程序应用3部分构成。

3.1 介绍部分

(1)概述：介绍了无损检测在保证飞机结构整体性上的必要性及现行手册与之前手册的差异。

(2)手册布局：手册按ATA-100规范编制，手册共有介绍和PART1-PART10 8个部分。

(3)主题编号：手册的每一个程序都是使用3位的ATA-100编号系统，第一位代表ATA的章，如57代表机翼，第二位代表节，如10代表主框架，第三位代表主题的编号，如01代表第一个主题。

(4)有效页：有效页列出了手册中包含的所有页面，并列出了每个页面上次改版的日期。

(5)技术支持数据：技术支持数据指在介绍部分提供了一个手册与其他文件之间的交叉参考查询，该交叉参考标识了本手册中与维护计划文件，服务通告，补充结构检查文件(SSID)号或损伤容限率(DTR)表相对应的程序。

(6)出版变更要求。

图3 无损检测手册结构

3.2 PART 01通用部分

(1)51-00-00至51-00-01为缩略语、飞机站位等基础数据。

(2)51-01-00为人员资格、方法选择、方法比较、设备制造厂家信息等。

(3)51-01-01至51-01-03为复合材料修理、冲击损伤及雷击检查。

(4)51-01-04为参考试块的铆钉安装。

(5)51-02至51-11为各种无损检测方法的概述。

3.3 PART 02-PART 10具体检测程序部分

(1)PART 02：X射线。

(2)PART 04：超声。

(3)PART 05：结构健康监控。

(4)PART 06：涡流。

(5)PART 09：红外热像。

(6)PART 10：目视。

4 手册的编写

4.1 编写原则

无损检测手册的编写应当源于维修任务中要求实施无损检测的项目，编写无损检测手册时应遵循以下原则：

(1)依据无损检测手册实施检测时，应能满足节省维修费用和人力、保证飞机无损检测程序的可行性和检测结果的可靠性。

(2)无损检测手册中涉及的无损检测方法和工艺程序应满足现行有效的无损检测技术标准的要求。

(3)无损检测手册中对无损检测工艺程序应进行详细说明，必要时插入详细的图示，图示应提供准确的检测区域、检测方法等说明。

4.2 标题的确定原则

手册标题由被检部件或结构的名称、位置、检测方法3者按需组成。对于通用检查程序，标题通常由被检部件或结构的名称和检测方法组成，如程序PART 4 51-00-06 《蜂窝和层板结构空气耦合穿透法检查》。对于特定部件或结构的检查程序，标题的确定原则是使论题简洁，检测方法或位置可以在正文中给出，标题也可以由3者组成，如程序PART 6 53-10-21 《后货舱门切口框架》,该标题由结构名称组成，具体检测位置和方法在正文中给出。

4.3 正文内容

对于PART 02-PART 10具体检测程序，正文内容包括目的、设备、检查准备、仪器标定、检查程序和检查结果等6部分。

目的：执行该程序的意义，在指定的区域或结构检查指定的损伤类型，如裂纹、分层、脱黏、腐蚀、热损伤、剩余厚度等。同时会给出执行该程序所使用的设备，如阻抗显示或指针显示涡流仪、脉冲反射超声仪等，具体的参数要求会在设备部分给出。如果有相关的参考资料也会在该部分给出，如维护计划数据(Maintenance Planning Data)，服务通告(Service Bulletin)，补充结构检查文件(Supplemental Structural Inspection Document)号或损伤容限率(Damage Tolerance Rating)表等相关的程序。

设备：执行该程序所需要的仪器、探头和参考试块等。该部分会给出阻抗显示或指针显示涡流仪的频率范围，超声仪的频率范围等具体参数要求，也会推荐几款设备供选择；给出探头尺寸、角度、类型等参数要求，也会推荐几款探头；给出参考试块的缺陷尺寸和位置信息，也会推荐参考试块。

检查准备：执行该程序前所需要做的准备工作。包括识别检查区域，相关作动部件的隔离，接近检查区域需要拆除的盖板或部件等，清洁检查区域并按需去除赃物、油污、松散的漆层、黏合剂、密封剂等。

仪器标定：为了确保检测灵敏度，需要在参考试块上按给定的步骤调节仪器参数。该部分需要给出一个完整的标定步骤，包括但不限于仪器的频率、增益、相位、滤波器等参数设置，以及在试块上的标定位置，最大的检查速度，需要达到的灵敏度及闸门位置等。

检查程序：在待检查区域为了执行检查工作所给出的具体检测步骤。检查程序需要给出完整的检测步骤，包括但不限于在检查区域重新确认平衡点和提离、检查速度、检查间距、仪器后标定等。

检查结果：对检测信号的解释和评估。检查结果需要给出对在检查程序中可能出现信号的解释，并给出明确的验收评估标准，对于不能确定的疑似缺陷，可以给出备选的方法或技术验证程序。

5 结语

在民用飞机的研制、制造、使用过程中，无损检测技术随着现代工业和科学技术的发展不断完善[2]，无损检测程序也在不断改进。对一个机型的无损检测手册的研究有助于了解成熟的航空器制造厂家开发无损检测手册的流程和方法，以为航空器无损检测手册的编制提供参考。