Главная /
Статьи /|
Технологии ультразвукового контроля деталей летательных аппаратов. Безопасности эксплуатации воздушных судов уделяется особое внимание.
Работе над проблемами ультразвукового контроля в авиации НПФ «Промприбор» уделяет немало времени. За многие годы работы по этой теме, накопился определенный опыт и пути решения проблем, возникающих у заказчика. Данные вопросы нашли свое отражение в данном обзоре.
Контроль толщин стенок элементов конструкций подвески производят используя импульсные ультразвуковые толщиномеры. Проверка правильности установленного значения скорости распространения ультразвуковых волн производится на стандартных образцах предприятия, которые повторяют геометрические особенности контролируемых деталей. При проведении регламентных работ узлов крепления подвески шасси самолета BOEING-737 (рис.4, 5), ультразвуковая дефектоскопия деталей проводится с цилиндрической поверхности специализированным преобразователем (рис.6а), включающим в себя несколько призм, с различными углами ввода поперечных ультразвуковых волн в исследуемую деталь, и специализированный малогабаритный резонатор частотой 5 МГц.
Настройка ультразвукового дефектоскопа с подключенным преобразователем на режим контроля производится с помощью стандартного образца предприятия (рис.6а; 6б). В образце выполнены контрольные отражатели иммитирующие трещины:-в центре, с наружной и с внутренней стороны.
Ультразвуковая дефектоскопия лопастей воздушных винтов типа «АВ» на предмет выявления поверхностных и подповерхностных дефектов типа усталостных трещин, механических повреждений, неметаллических включений и коррозионных поражений, производится с использованием контактных сосмещенных преобразователей поверхностной волны типа П121-1,25-90-004 и П121-1,8-90-004 частотой 1,8Мгц и 1,25Мгц, и углами призмы 60° и 63° соответственно (рис.8). Контроль всей поверхности винта производится в несколько этапов, участками 400мм.
Настройка аппаратуры на режим контроля производится с помощью стандартного образца предприятия изготовленного из алюминиевого сплава Д1Т или Д16Т. В образце выполнен контрольный отражатель 0,7мм иммитирующий точечное повреждение поверхности.
Прозвучивание металла шпилек обеспечивается продольными УЗ волнами. Настройка аппаратуры производится с использованием стандартного образца предприятия изготовленного из стали марки 18x2Н4ВА. В образце выполнены контрольные отражатели 1,0мм иммитирующие трещины, расположенные на различной глубине. Ультразвуковая дефектоскопия стяжных болтов ступицы колеса авиалайнеров BOEING, AIRBAS осуществляется в иммерсионном режиме в локальной иммерсионной ванне (рис.10). Контроль производится преобразователями иммерсионного типа частотой от 2Мгц до 10Мгц. Установка браковочных уровней для каждой из зон контроля (в начале резьбовой части, в середине резьбовой части, у галтельного перехода к шляпке болта) осуществляется на стандартных образцах предприятия болтов каждого контролируемого типоразмера (рис.11а, 11б).
Диски колес указанных авиалайнеров контролируются ультразвуком на предмет выявления насплошностей в различных частях детали. Применяются преобразователи продольных, поперечных и поверхностных волн.  Конроль галтельных переходов из цилиндрической поверхности к упорному бурту производится преобразователями поверхностной волны частотой 2,25 Мгц (рис.12). Настройка и проверка аппаратуры производится на стандартном образце, в котором (в месте галтельного перехода) выполнены контрольные отражатели. Сканирование осуществляется по цилиндрической поверхности ступицы. Используя временную регулировку чувствительности дефектоскопа (систему ВРЧ), добиваются одинаковых амплитуд сигнала на различном удалении преобразователя от контрольного отражателя. Посадочные места подшипникового узла ступицы контролируют двумя способами: - продольными волнами в зоне упорного бурта (рис13), и поперечными волнами в зоне установки корпуса подшипника (рис.14). Используют специализированные преобразователи, состоящие из резонатора 5 Мгц, специальных призм со сканирующими приспособлениями, позволяющими произвести сканирование в заданной зоне и с заданными параметрами ввода ультразвуковых волн в объект контроля.
Задачей повышения надежности и долговечности работы газотурбинных двигателей является контроль одного из наиболее ответственнох элементов двигателя - статорных и роторных лопаток газовой турбины (рис.15). Они должны в течении многих часов, не теряя механической прочности, выдерживать огромную темперетуру. В первую очередь это относится к лопаткам турбины - они воспринимают поток раскаленных газов, нагретых до температур выше 1600°К. Для того, чтобы лопатка могла работать при таких условиях создается охлаждающая полость сложной формы (рис.16). При этом особо актуальной становиться задача контроля толщины стенок полых охлаждаемых лопаток. Для этого, специалистами НПФ «Промприбор», были созданы специальные преобразователи частотой 10Мгц. типа П112-10-2x3-004, позволяющие производить контроль толщины стенки на участке лопатки размером 1,5x6 мм. При этом контроль толщины стенки можно производить от 0,6мм до 4мм, как с выпуклой (рис.17а), так и с вогнутой поверхности (рис17б). Современная аппаратура, дефектоскопы нового поколения УД4-76, УД3-71, УД2-70, позволяет производить регистрацию результатов контроля - производить запись А-Скан изображения экрана дефектоскопа, или другими словами запоминать дефектограммы. Учитывая, что толщинометрия стенок лопаток это всегда ручной контроль, когда в одной руке у оператора-дефектоскописта находится изделие-лопатка, а в другой руке преобразователь, то для фиксации развертки дефектоскопа требуется еще один орган управления. Специально, для решения этой задачи, была создана модификация ультразвукового дефектоскопа УД4-76 с ножным управлением «заморозки» изображения экрана (фиксацией А-Скан изображения экрана дефектоскопа).
Неохлаждаемые лопатки контролируются контактными наклонными преобразователями частотой 2,5 Мгц и 5 Мгц. Контролю подвергается тело лопатки, входная, выходная кромки, а также торец пера лопатки (риc.18). Для контроля пера лопатки, входной и выходной кромок используются специализированные наклонные раздельно-совмещенные преобразователи поверхностной волны. Настройка параметров ультразвукового контроля производится с использованием стандартных образцов предприятия, содержащих иммитаторы трещин, которые располагаются в исследуемых зонах.
Элементы деталей гидравлического управления различными узлами и агрегатами подвергаются ультразвуковому контролю на этапе производства и при проведении регламентных работ. Одной из задач является ультразвуковой контроль диффузионной сварки бронзовых втулок скольжения со стальным корпусом (рис.19). Для этой цели разработаны и изготовлены контактные прямые раздельно-совмещенные преобразователи позволяющие производить ультразвуковой контроль с внутренней цилиндрической поверхности втулки диаметром от 8,1мм до 22,8 мм и толщиной стенки 1÷3мм в направлении корпуса. Настройка чувствительности и диапазона контроля осуществляется по плоскодонным отражателям, выполненным в корпусе и расположенным на различной глубине от поверхности ввода УЗК.
Контроль несущих конструкций элементов управления крыла авиалайнера BOEING-737 (рис.20) осущесвляется с доступной части конструкции, прямым специализированным преобразователем типа П111-5-П6-005 со специальной призмой (рис.21), обеспечивающей ввод ультразвука в контролируемую деталь - несущий вал.
Описанные технологии находят свое отражения в специализированных методиках контроля конкретной детали конкретного летательного аппарата. Во многих случаях ультразвуковой контроль, описанных выше методик контроля, проводят с использованием самых современных отечественных ультразвуковых дефектоскопов УД4-76, УД3-71, УД2-70 и толщиномеров ТУЗ-1, ТУЗ-2, которые позволяют реализовывать данные методики контроля в полном объеме. А наличие собственной производственной базы и технологий производства позволяют НПФ «Промприбор» изготавливать специализированные преобразователи для выполнения данных задач. То-есть, заказчик имеет возможность получить комплексное техническое решение из одних рук. |
|
Контроль сплошности и прочностных свойств деталей авиационного назначения проводится как на этапе производства, так и во время эксплуатации.
Проведение проверки на сплошность производится методами неразрушющего контроля. Во многих случаях проверка производится несколькими методами НК: визуальным, магнитным, вихретоковым, ультразвуковым, методами проникающими веществами и другими. В данной статье более подробно хотелось-бы остановиться на технологиях и применяемом оборудовании при пропроведении ультразвукового контроля деталей летательных аппаратов.
При этом, если трубчатая конструкция предполагает изменение значения диаметра и толщины в пределах одной детали то, чаще всего, проверку правильности настройки толщиномера необходимо производить по нескольким образцам – минимального, максимального и среднего диаметров и соответствующих толщин (рис.3). Технические особенности толщиномеров ТУЗ-1, ТУЗ-2 позволяют производить контроль толщины стенки через слой защитного слоя краски, но при этом необходимо вычитать значение толщины краски из показаний приборов.
Ультразвуковой контроль шпилек крепления корпусов изделий типа «АВ» и «СВ» в эксплуатации при моторно-стендовых испытаниях и ремонте может производиться без демонтажа шпилек с изделия. Для этого был разработан и изготовлен специализированный малогабаритный ультразвуковой контактный преобразователь типа П111-5-К6-ММ-004 (рис.9). Дополнительный кронштейн-держатель преобразователя позволяет установку ПЭП на контролируемую поверхность шпилек без снятия колпака-обтекателя, что позволяет уменьшить трудозатраты при проведении регламентных работ.
Сварные швы и тонкостенная обшивка корпусов агрегатов на сегодняшний день могут быть проконтролированы с использованием наклонных раздельно-совмещенных преобразователей типа П122-10-65-М-004, П122-10-70-М-004 (рис.22). Данные преобразователи, серийно выпускаемые НПФ «Промприбор», хорошо зарекомендовали себя при контроле объектов энергетики (тонкостенные трубы) и на железнодорожном транспорте (контроль тонкостенных обечаек запасных резервуаров). Особенностью данных преобразователей является высокое соотношение сигнал/шум в зоне контроля (не менее 16-20 Дб, при настройке по зарубке 1x0,7 мм), малая стрела (в пределах 4мм), и небольшая контактная поверхность, что при контроле имееет немаловажное значение. 
|