Применение универсальных портативных вихретоковых дефектоскопов в авиации

При эксплуатации воздушных судов гражданской авиации (ГА) вследствие воздействия эксплуатационных нагрузок, а также по причине технологических изъянов могут возникать различные виды дефектов в деталях и узлах самолетов.

Основными видами дефектов являются усталостные трещины, стресс-коррозионные растрескивания, различные виды коррозии. Одной из главных задач контроля в авиационной промышленности является своевременное обнаружение несплошностей на ранней стадии их развития.

Для решения сложных задач контроля авиационной техники фирмой Rohmann GmbH (Германия) были разработаны универсальные вихретоковые дефектоскопы ELOTEST M2V3 и ELOTEST M3. Они имеют схожие характеристики за некоторым исключением. У ELOTEST M3 более мощный генератор возбуждения преобразователя.

Основными отличительными особенностями этих приборов являются: широкий частотный диапазон 10 Гц - 12 МГц, регулировка усиления 120 дБ при высоком отношении сигнал/шум, настройка фильтров в диапазоне 0 - 10 кГц. Приборы имеют функцию измерения толщины непроводящего покрытия на металлических неферромагнитных материалах, а также измерения проводимости неферромагнитных материалов. Дефектоскопы имеют прочное конструктивное исполнение и позволяют работать при температурах до - 20 °С. Время непрерывной работы от аккумуляторов ELOTEST M2 V3 около 8 ч, ELOTEST M3 около 4,5 ч.

Имея за плечами многолетний опыт производства вихретоковых приборов и их применения в авиации, фирма Rohmann уделяет особое внимание датчикам - одному из наиболее важных средств контроля. В настоящее время в программе поставок насчитывается несколько сотен типов вихретоковых датчиков.

Высокие характеристики приборов, правильный выбор датчика и расширенные возможности настроек (порогов, фильтров, частот, фазы и др.) позволяют обнаруживать небольшие дефекты при отстройке практически от любых мешающих факторов.

На базе Научного Центра ПЛГВС ГосНИИ ГА были проведены испытания по определению возможностей этих дефектоскопов при контроле деталей механизмов самолетов, имеющих естественные эксплуатационные дефекты.

На рис. 1 показано выявление трещины карандашным датчиком в резьбовой части комля лопасти воздушного винта самолета Ан-24 и отстройка от сигнала при перемещении и покачивании датчика во впадине резьбы. По результатам можно судить о четком выявлении дефекта и отсутствии ложных сигналов.

Немаловажной проблемой является также отстройка от мешающих факторов при контроле деталей сложной геометрии. Для этих целей возможно применение датчиков для контроля труднодоступных поверхностей (рис. 2, 3).

Кроме построения сигнала в комплексной плоскости, дефектоскопы имеют функцию вывода и записи сигнала в режиме временной диаграммы. Это дает возможность определить протяженность дефектов и оценить характер изменения сигнала за определенный промежуток времени.

При поиске коррозии и трещин с обратной стороны обшивки самолетов необходимо обеспечить большую глубину проникновения электромагнитного поля и высокий уровень усиления полезного сигнала. Кроме того, иногда необходимо отстроиться от мешающего фактора в виде стыка листов в верхнем или в близком к поверхности контроля слое. С такой задачей справляются специальные датчики, которые позволяют уверенно обнаруживать дефекты на большой глубине (рис. 5). А, применяя мультидиффе-ренциальные датчики сложной конструкции, можно отстраиваться от изменения толщины слоев обшивки, изменения толщины покрытия и других мешающих факторов.

Важной функцией является возможность использования с дефектоскопами роторных датчиков для контроля крепежных и заклепочных отверстий деталей, охлаждающих отверстий лопаток турбин, отверстий в колесах самолетов и др. (рис. 6). С использованием прецизионных технологий изготавливаются ручные роторные датчики диаметром от 0,8 до 100 мм со скоростью вращения от 900 до 2700 об/мин. При контроле ручным ротором на экран дефектоскопа выводится комплексный вид сигнала от дефекта и его положение по углу (рис. 7, 9). Развертка по углу синхронизируется автоматически частотой оборотов ротора.

Обеспечить удобство и высокую скорость контроля больших площадей позволяет применение накладных преобразователей, расположенных на вращающемся диске (рис. 8). В этом случае используется миниатюрный датчик (диаметром 1,5 - 3 мм), что обеспечивает высокую чувствительность и локальность для выявления небольших дефектов. При этом за счет высокой скорости вращения обеспечивается сканирование поверхности с зоной контроля, равной диаметру диска. Кроме того, значительно уменьшается вероятность пропуска дефекта по сравнению с карандашными и многоэлементными датчиками за счет многократного пересечения дефектного участка преобразователем за один проход. Тем самым,имея один канал ручного дефектоскопа ELOTEST M2V3 или M3 и вращающийся датчик, можно в некоторых случаях отказаться от применения многоэлементных преобразователей. На рис. 9а показан образец с 3 рисками: длинная продольная глубиной 0,5 мм; идущая от отверстия; рядом продольная 0,2 мм глубиной и 4 мм длиной; и левее - поперечная 0,2 мм глубиной и 8 мм длиной.Траектория вращения датчика в определенный момент времени и сигналы от этих рисок показаны на рис. 9б.

рисунок 9б

Заключение

Применение портативных вихретоковых дефектоскопов в авиации позволяет решить самые сложные задачи вихретокового контроля благодаря высоким характеристикам и универсальным датчикам широкого диапазона применения. Развитая технология роторных датчиков значительно расширяет диапазон применения дефектоскопов ELOTEST M2V3 и M3. В отличие от громоздких многоканальных систем, высокая скорость и достоверность контроля стала доступна с применением легких портативных приборов, что подтверждается практикой их применения в течение многих лет ведущими мировыми авиационными компаниями.



Просмотров: 1783

Дата: Понедельник, 26 Ноября 2012

Новости