Диссертация (1026120), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Контроль ПКМ в ручном варианте с использованием одноэлементного преобразователя применяетсяв России при производстве монолитных деталей из углепластиков, а также монолитных зон деталей, содержащих сотовые вставки (конструкции самолетовSSJ-100 и Т-50). За рубежом применяется в основном при ремонте и в эксплуатации воздушных судов, при производстве используется в основном в автоматизированном варианте.
Количество воды, наносимое на деталь в качестве контактной жидкости при контроле ПКМ ручным способом, небольшое и можетбыть использована дистиллированная вода, что допустимо до нанесения ЛКП.Однако, как и при ручном теневом контроле, контроль ПКМ эхо-импульснымметодом в ручном варианте имеет низкую производительность и малую надёжность вследствие влияния человеческого фактора. Автоматизированный ультразвуковой контроль (АУЗК) с использованием эхо-импульсного метода проводится в основном при полном погружении детали в иммерсионную ванну илис использованием роботизированных установок с большим количеством подачиводы. Применяется за рубежом для контроля монолитных деталей из углепластика при их изготовлении.
В России для ПКМ находится на стадии освоения.АУЗК ПКМ эхо-импульсным методом имеет высокую производительность идостоверность результатов контроля, однако, как и при автоматизированномтеневом контроле, практически невозможен контроль в эксплуатации и ремонте.261.4.3. Ультразвуковой эхо-импульсный метод с лазерным возбуждениемультразвуковых колебанийУльтразвуковой эхо-импульсный метод с лазерным возбуждением ультразвуковых колебаний ПКМ является вариантом автоматизированного эхоимпульсного метода контроля, но позволяет реализовать акустический контактбез использования контактной жидкости, что является преимуществом приконтроле деталей до склейки или нанесения ЛКП [46]. Однако этот метод ненашел широкого применения вследствие дороговизны применяемого оборудования.
Под ультразвуковым эхо-импульсном методом с лазерным возбуждением ультразвуковых колебаний (laser-ultrasonic) ПКМ за рубежом понимаетсяавтоматизированный контроль с бесконтактным вводом и приёмом ультразвука(Рис. 1.9). В России он упоминается при ручном контроле [47].Рис. 1.9. Установка для лазерно-ультразвукового контроляiPLUS II (Tecnatom/iPhoton)1.4.4. Импедансный методИмпедансный метод контроля ПКМ основан на измерении механическогоимпеданса (жесткости) поверхности детали в точке, которой касается преобразователь [40]. Преобразователь возбуждает вынужденные колебания поверхности детали на частоте от 3 до 40 кГц.
При наличии непроклеев, расслоений подповерхностью детали, импеданс уменьшается, амплитуда колебаний увеличи-27вается, что и регистрирует прибор. Метод предназначен в основном для контроля конструкций с сотовым и вспененным заполнителем, клеевых соединений обшивок с элементами жёсткости, в том числе соединений металл-ПКМ.Однако также может применяться при контроле монолитных конструкций. Импедансный метод широко применяется в России как при производстве, так и вэксплуатации всех без исключения изделий авиационной техники (АТ). Импедансный метод применяют только в ручном варианте. Современные зарубежные приборы путём смены преобразователей позволяют реализовать импедансный, велосиметрический, резонансный и другие близкие низкочастотные методы, эти методы объединяют под одним названием «bondtest inspection».
Преимуществами метода является использование сухого контакта, недорогое оборудование и возможность безобразцовой настройки. Недостатки метода проявляются в сильной зависимости чувствительности (эквивалентна выявлениюконтрольного отражателя диаметром 10…30 мм) от глубины залегания дефекта,что вызывает необходимость контроля панелей с двух сторон, велико влияниечеловеческого фактора и сравнительно низкая производительность.1.4.5. Реверберационно-сквозной методРеверберационно-сквозным (РСкв) методом контролируют изделия изПКМ, клеевые соединения в многослойных конструкциях из ПКМ, а такжепроводят оценку физико-механических свойств ПКМ [48-60].
Благодаря многократному отражению ультразвуковых (УЗ) импульсов в ОК, возможно обнаружение не выявляемых традиционными методами мелких множественных дефектов, влияющих на эксплуатационные свойства ОК – пористости, микротрещин, начальных стадий усталостных разрушений и т.п. Отклонения от оптимальной структуры материала ПКМ (пористость, микротрещины, усталостныеразрушения, неполная полимеризация связующего и т.п.) обычно увеличиваютзатухание УЗ импульсов, что отмечается соответствующим изменением специального критерия [40].
Однако, как и все методы ручного ультразвукового контроля РСкв метод имеет очень низкую производительность контроля.281.4.6. Ультразвуковой эхо-импульсный метод с использованиемтехники ультразвуковых антенных решетокТехника ультразвуковых АР первоначально использовалась в режиме фазировки (ФАР) и исключительно только в медицинской области вплоть до1980-х годов (Рис.
1.10).Рис. 1.10. Применение ультразвуковых фазированных антенных решеток припроведении ультразвуковых исследований (УЗИ) в медицинеС середины 1980-х гг. за счет усовершенствования материалов, из которых изготавливались АР, данная технология стала постепенно проникать впромышленный сектор. К началу 1990-х гг. контроль с использованием ультразвуковых АР был включен как новый метод неразрушающих исследований материалов [94]. Большая часть применений с 1985 по 1992 гг.
была связана сядерной и атомной промышленностью при контроле сварных соединений [61].Новые достижения в технологической микрообработке пьезокомпозитов, микроэлектронике и вычислительной технике способствовали революционномуразвитию ультразвуковых фазированных решеток в НК к концу 1990-х начала2000-х гг. [62-67, 95, 96]. В конце 2000-х начала2010-х гг. ультразвуковыефазированные антенные решетки стали широко использоваться в НК практически во всех отраслях промышленности, нефтегазовой, атомной, строительной, аэрокосмической и др.
(Рис. 1.11) [68-79], в том числе и при контроле деталей и конструкций, изготавливаемых из ПКМ [80].29Рис. 1.11. Применение ультразвуковых фазированных решеток принеразрушающем контроле качества ответственных изделий в различныхотраслях промышленностиИспользование ультразвуковых АР, в особенности ФАР, для НК былопризвано удовлетворить следующим общим и частным требованиям к неразрушающему контролю качества материалов [93, 94]:– уменьшение времени настройки и проведения контроля (увеличениепроизводительности);– увеличение надежности;– обеспечение доступа в труднодоступные места;– легкая интерпретация результатов контроля;–обнаружение разно-ориентированных дефектов, расположенных наразличных глубинах, с использованием только одного преобразователя;– улучшение энергетических характеристик (отношение «сигнал-шум») испособность калибровки по нестандартным образцам;– обнаружение мелких дефектов (увеличение чувствительности) и коррозии;– увеличение точности обнаружения и измерения координат и ориентации дефектов;– мобильность применяемого оборудования.В России же, вследствие отсутствия знаний и методической базы, применение ультразвуковых АР, в том числе ФАР, при контроле ПКМ затруднено, восновном применяются обычные одноэлементные пьезоэлектрические преобра-30зователи.
Так, например, на предприятиях авиакосмической промышленностидетали и агрегаты из ПКМ контролируют ультразвуковой техникой с одноэлементными преобразователями. Стоит отметить, что затруднение примененияАР и ФАР при НК ПКМ связано и с тем, что помимо отсутствия опыта работыс дефектоскопами с АР, отсутствует материально-технологическая база: отсутствуют требования к образцамиз ПКМ с искусственными дефектами длянастройки оборудования с АР, отсутствуют способы имитации искусственныхдефектов, подобных типичным дефектам ПКМ и обеспечивающих требуемуючувствительность контроля.Особый вклад в развитие этого направления в Российской Федерации(РФ) внесли представители компании ООО «Акустические контрольные системы» (ООО «АКС»), Самокрутов Андрей Анатольевич и Шевалдыкин ВикторГаврилович. Здесь был разработан УЗ-дефектоскоп «А1550 IntroVisor», который относится к дефектоскопам на основе антенных решеток [97-100, 124], работающий в режиме синтезированной апертуры.
Разработанный дефектоскопбыл с успехом адаптирован под контроль сварных соединений. Стоит отметить,что «А1550 IntroVisor», в отличие от зарубежных дефектоскопов с антеннымирешетками, реализует метод цифровой фокусировки антенной решетки (ЦФА).Данный дефектоскоп использовался в данной работе для проведения исследований по контролю ПКМ.Ультразвуковые АР в настоящее время, как уже отмечалось выше, могутиспользоваться как в режиме фазировки, фазированные антенные решетки(ФАР), так и в режиме синтезированной апертуры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
