Диссертация (Разработка технологий неразрушающего контроля монолитных конструкций из углепластика с использованием ультразвуковых антенных решеток), страница 13

4.2).Рис. 4.2. Вид С-скана после обработки в специализированном ПОГлубина залегания дефектов определяется по изображению B-, D-, или Sскана (Рис. 4.3).91Рис. 4.3. Определение глубины залегания дефектов по изображению B-, D,или S-сканаТакже согласно разработанной ТР дефектоскопист при сканировании ОКдолжен следить за наличием акустического контакта. При срабатывании АСД92по причине пропадания сигнала в стробе 2 следует включить отображение Sскана, повторно просканировать зону, вызвавшую срабатывание, и проследить,в какой области ФАР пропадает образ от донной поверхности.

При необходимости добавить контактную жидкость на поверхность ввода. По окончаниюконтроля строится карта донных сигналов в виде С-скана. Карта донных сигналов строится с помощью специализированного ПО и представляет собой С-сканво втором стробе, охватывающем донный сигнал. Для этого так же, как и приопределении размеров дефектов, проводится анализ С-скана на отношение сигнал/шум.В результате применение разработанной технологии с использованиемФАР позволило выявлять несплошности (дефекты) типа расслоений, непроклеев, посторонних включений, ударных повреждений, трещин, отслоений в деталях и конструкциях из углепластика толщиной от 2 мм до 35 мм.

При этом удалось повысить чувствительность контроля за счет применения данной технологии до эквивалентной выявлению контрольного отражателя  5 мм, т.е. повысить в два раза по сравнению с существующими нормативными документами.Производительность контроля достигает 30 м2/ч, что удалось практически в 10раз снизить затраты времени на проведение операций контроля. Также разработанная технология позволяет сохранять результаты контроля в электронномвиде и отображать их в виде цветных изображений внутренних дефектов конструкции с возможностью последующего анализа на ПК.4.2. Разработка технологии ультразвукового неразрушающего контролямонолитных деталей и конструкций из ПКМ, используемых в изделияхПАО «Компания «Сухой»В России конструкторами ПАО «Компания «Сухой» ведутся разработкивоенных воздушных судов, в конструкциях которых используется порядка 3035 % ПКМ от общей массы самолета.

В частности из ПКМ изготавливают крыльевые панели крыла, элементы жесткости, части фюзеляжа. Вследствие использования большого количества ПКМ в конструкциях самолета, применяе-93мые технологии НК с использованием одноэлементных преобразователей требуют больших трудозатрат и времени из-за довольно низкой производительности и малой информативности применяемых методов. Кроме того, контроль посуществующим методикам не предусматривает НК радиусных зон Т-образногосоединения элементов жесткости с обшивкой стрингерных панелей.Поскольку военные самолеты России принадлежат к государственнойавиации, была поставлена задача разработки технологии высокопроизводительного НК интегральных конструкций из ПКМ с использованием отечественного оборудования, в частности предусматривающие контроль радиусных зонТ-образного соединения элементов жесткости с обшивкой стрингерных панелей.Совместно с ООО «Контрольные Акустические Системы» (ООО «АКС»)проведена работа по адаптации дефектоскопа с АР «A1550 IntroVisor» под контроль монолитных панелей и интегральных конструкций из ПКМ, применяемых в самолетах ПАО «Компания «Сухой».

В результате проведенной работыдля ОАО «ОКБ Сухого» были разработаны производственные инструкция (ПИ)АПЯС412231.003.002ПИ «Неразрушающий контроль интегральных конструкций из ПКМ» и АПЯС412231.003.003ПИ«Неразрушающий контроль кон-струкций из ПКМ с нанесенными покрытиями различных типов». Разработанные ПИ являются руководствами при проведении ручного ультразвуковогоконтроля элементов конструкций из углепластика на основе клеевых препрегов,выполненных по автоклавной технологии с использованием отечественногодефектоскопа «А1550 IntroVisor» с линейной и секторной АР.

Была решена задача НК при производстве монолитных панелей (деталей с плоскопараллельными поверхностями или эквидистантными поверхностями незначительнойкривизны) из стеклопластика и углепластика, а также из сочетаний этих материалов, с приформованными элементами жесткости – рёбрами или стрингерами, а также неоребрённых панелей и монолитных зон трёхслойных сотовых панелей(Рис. 4.4).

Также решена задача контроля тех же элементов конструк-94ций с нанесенными на них покрытиями различных типов (Рис. 4.5) при эксплуатации готового изделия.Рис. 4.4. Типы конструкций, контролируемые по ПИ АПЯС412231.003.002ПИРис. 4.5. Типы конструкций, контролируемые поПИ АПЯС412231.003.003ПИПоисковый контроль материала полотна конструкций в соответствии сразработанной ПИ осуществляется в режиме работы «ТОМОГРАФ» с цельюобнаружения дефектов путём сканирования АР по всей поверхности ОК, на которую предварительно нанесена контактная жидкость. Сканирование поверхности ОК проводят в зонально-доступных местах с одной стороны.

При контроле95ребристых панелей сканирование проводят в направлении вдоль оси ребра илистрингера, ориентируя АР поперёк оси (Рис. 4.6).Рис. 4.6. Сканирование ребристых панелей с использованием АРПри отсутствии возможности перемещать при сканировании АР в такойориентации, по разработанной ПИ допускается перемещать её по линии, лежащей в плоскости сканирования, то есть в направлении длины рабочей поверхности (Рис. 4.7).Рис. 4.7.

Перемещение АР по линии, лежащей в плоскости сканированияПри наличии доступа, проводится контроль материала рёбер (Рис. 4.8) изон таврового (Т-образного) соединения панель - стрингер (Рис. 4.9).96Рис. 4.8. Контроль материала ребер с использованием АРРис. 4.9. Контроль зон таврового (Т-образного) соединенияпанель - стрингерПризнаком обнаружения дефекта является появление образов на томограмме, вызывающих срабатывание АСД. Область, вызвавшая срабатываниеАСД, отображается на томограмме зелёным цветом. При срабатывании АСДпроводится повторное сканирование места, вызвавшего срабатывание, с97уменьшенным шагом и скоростью.

Если на томограмме наблюдается устойчивый образ обнаруженного дефекта, зелёный хотя бы в одной точке, следуетприостановить сканирование и перейти к браковочному контролю. Также необходимо убедитесь, что при этом в строб 1 АСД не попадают образы поверхности и дна ОК из-за их неровности, а также образы от донной поверхности зонперехода от одной толщины в другую.Согласно разработанной ПИ, дефектной считается зона, в которой амплитуда какого-либо образа превышает уровень АСД. Под условной границейдефекта понимается проекция границы этой зоны на поверхность ввода. Дляопределения условных размеров протяженного дефекта и фиксации его условной границы необходимо медленно перемещать АР в направлении её длины отточки, в которой достигнут максимум эхосигнала, до тех пор, пока границабесцветной и зелёной зон не окажется на отметке «0» по горизонтальной шкалеэкрана.

Отмечается это положение АР карандашом на поверхности детали: ставятся 2 точки напротив рисок на длинной стороне призмы или выступов накорпусе, обозначающих центр АР. Убирается АР и отмечается крестом третьяточка, расположенная посередине между ними (центр контактной поверхностиАР). Эта точка будет лежать на условной границе дефекта. Перемещаясь, такимобразом, по найденному дефекту, отмечается положение границы в несколькихточках. После чего, на поверхность панели наносят условнуую границу дефекта, соединив плавной линией красным карандашом точки, отмеченные крестом.В разработанной ПИ для дефектов, размер которых меньше длины АР,допускается проводить измерение условных размеров и отмечать их положениена панели по экранной сетке, отградуированной в миллиметрах.

Для удобствафиксации положения дефекта, целесообразно на призме с обеих сторон сделатьшкалу координат (линейку).Для определения условных размеров дефектов в зонах с вогнутой поверхностью при контроле АР с секторной призмой отмечаются только 3 точки:начала и конца расположения дефекта на оси вогнутой зоны и точку с максимальной шириной дефекта, определяемой по экрану дефектоскопа. Если дефект98протяженный (более длины призмы АР), то отмечаются точки начала и концарасположения дефекта на оси вогнутой зоны и несколько промежуточных точек. Во всех отмеченных точках по изображению томограммы на экране дефектоскопа отмечаются координаты начала и конца дефекта, отображающегося наэкране зеленым цветом (Рис.

4.10).123Рис. 4.10. Определение условных размеров дефектов в зонах с вогнутойповерхностью при контроле АР с секторной призмойТакже согласно разработанной ПИ предусмотрено слежение за наличиемакустического контакта по образу донной поверхности (для зон, в которых возможно слежение за донным образом). При срабатывании АСД по причине пропадания образа в стробе 2 следует повторно просканировать зону, вызвавшуюсрабатывание, и при необходимости добавить контактную жидкость на поверхность ввода. При стабильном снижении амплитуды донного образа (без появления образов от дефекта) более чем на 6 дБ (относительно опорного уровня)такие зоны отмечают на поверхности панели и на дефектограмме аналогичнодефектным зонам, но другим цветом (синим карандашом).

Контроль таких зонследует проводить с двух сторон.99НК по разработанным ПИ позволил выявлять дефекты типа расслоений,непроклеев, посторонних включений, трещин, а также дефекты в зонах Тобразного соединения элементов жесткости с обшивкой в стрингерных панелях(расслоения, отслоения жгута от материала рёбер, полости в зоне залеганияжгута) с чувствительностью, эквивалентной выявлению плоскодонного отражателя диаметром 8 мм, а производительность контроля составила 7,5 м2/ч.

Засчет представления результатов контроля в виде томограммы в реальном масштабе времени существенно упростилась интерпретация результатов контроля.Помимо увеличения производительности и информативности контроля, как ужебыло сказано, контроль по разработанным ПИ решил задачу контроля радиусной зоны Т-образного соединения элемента жесткости с обшивкой в стрингерных панелях.4.3. Разработка технологии ультразвукового неразрушающего контролямонолитных деталей и конструкций из ПКМ, применяемых в изделияМС-21 c использованием отечественного дефектоскопа «A1550 IntroVisor»В связи с успешным внедрением отечественного дефектоскопа с фазированными антенными решетками «A1550 IntroVisor» для НК интегральных конструкций из ПКМ на основе клеевых препрегов, изготовленных по автоклавнойтехнологии, на ОАО «АэроКомпозит» была поставлена задача адаптироватьданное оборудование под контроль крупногабаритной консоли крыла МС-21,изготавливаемой из ПКМ методом вакуумной инфузии.Совместно с ООО «АКС», являющимся разработчиком дефектоскопа сфазированными решетками «A1550 IntroVisor» проведена работа по адаптацииотечественного дефектоскопа на фазированных решетках для НК деталей иконструкций из ПКМ, изготавливаемых методом инфузионного формования.