Технологические процессы формования, намотки и склеивания конструкций - Крысин В.Н.
ISBN 5-217-00533-5
Скачать (прямая ссылка):
Основными критериями, обусловливающими выбор неразрушающих методов контроля, является высокая чувствительность, безопасность в работе, возможность автоматизации контрольных операций, сравнительная простота методики контроля, возможность использования серийной аппаратуры, сравнительно невысокая стоимость контроля, возможность использования обслуживающего персонала невысокой квалификации.
Фирма ' Фоккер" разработала интересный метод неразрушающего контроля клеевых конструкций, осуществляемый с помощью электроустройства, которое возбуждает высокочастотные колебания, распространяющиеся в направлении действия основных напряжений, и одновременно фиксирует реакцию клеевого шва на нагрузку. Этот метод применяется ведущими самолетостроительными фирмами Англии, Франции, а также США.
Проверки методами неразрушающего контроля являются частью контроля, производимого в процессе производства изделий из ПКМ. В настоящее время все больше деталей, связанных с обшивками, изготавливаются из ПКМ с углепласти-ковым армирующим материалом. Это лонжероны, нервюры, стрингеры и др. Они имеют различную форму, и многие трудности при проведении контроля можно
214
решить, рассмотрев эти элементы как угловые, T- и I- образные секции балок, панелей.
Части нервюр и фланцы с плоскими поверхностями можно проверять теми же методами, что и листовой материал, хотя при этом могут потребоваться специальные шаблоны.
Поверхности с изгибами являются более трудными для проверки, а на них с наибольшей вероятностью могут возникнуть дефекты при изготовлении. Если контролируемая поверхность изделия плоская, то возможно применение узкой ультразвуковой головки со сложной формой контактной поверхности.
Проверка элементов T- образных форм достаточно проста, так как волны падают на нижнюю поверхность под острым углом, и этот угол будет зависеть от акустического импеданса ПКМ. В этом случае могут быть применены поисковые головки с отражением волн от задней стенки. Элементы 1-образной формы могут изготавливаться различными способами, и качество проверки будет зависеть от технологии изготовления переходов этих элементов. Закрытые полости в этих элементах обычно заполняются стеклопластиком, и проверка поверхностей таких полостей трудна.
Фирма " Фоккер" разработала тестер, позволяющий определить загрязнение клеевого соединения металлических материалов. Посредством анализа показаний счетчика можно установить характеристики клеевых соединений сборочных элементов, например определить предел прочности при растяжении. Контроль выполняется контактным или иммерсионным ультразвуковыми методами, тестером фирмы "Фоккер", методом акустической дефектоскопии, радиографическим, топографическим, термическим методами, с помощью фотохромных красок и сканирующих инфракрасных систем. При использовании указанных методов в отдельности или в комбинации можно установить качество склеивания и состояние клеевого слоя в процессе производства и эксплуатации. Однако в эксплуатации и на стадии производства агрегатов из ПКМ имеются случаи, когда выполнить контроль нельзя. Так, нельзя в процессе эксплуатации определить, имеются ли усталостные повреждения конструкции, проникла ли влага в ПКМ, имеются ли участки, пораженные гальванической коррозией, в местах соединения углепластиков с алюминиевыми сплавами или сталью, когда присутствует электролитная среда.
В данном разделе описаны методы контроля и средства оценки качества выполнения деталей из ПКМ.
Наиболее простым методом неразрушающего контроля является акустический метод. Вариантами этого метода являются:
реверберационный метод, основанный на отражении импульсов от поверхности двух сред и анализе времени объемной реверберации в контролируемом объекте;
резонансный метод, основанный на возбуждении вынужденных упругих колебаний в контролируемом объекте или в его части и анализе параметров колебаний.
Реверберационный метод применяется для контроля клеевых многослойных комбинированных конструкций типа лист - лист (ПКМ - металл) при толщине металлического листа не менее 1,5 мм. Контроль осуществляется с помощью дефектоскопа. При проверке комбинированной конструкции на его поверхность накладывается полиуретановая пленка, на пленку наносится тонкий слой контактной жидкости. Этот метод нельзя применять при контроле тонкостенных конструкций из-за сложности формирования диаграммы направленности ультразвуковых колебаний в плоскости конструкции.
Резонансный метод применяется для контроля качества склеивания конструкций типа лист - лист при одностороннем подходе к конструкции и когда толщина верхнего доступного слоя больше толщины последующих слоев. Настройка установки контроля производится на образце конструкции типа лист - лист. Основные виды дефектов, которые могут быть выявлены в ПКМ этими методами, являются:
215
расслоения, пустоты, разрывы в волокнах и т.п. Расслоения отображаются на осциллоскопе. Стандартная головка, имеющая диаметр рабочей поверхности 10 мм, на частотах 7,5 мГц эффективно работает на площади диаметром до 6 мм. Такие головки могут находить расслоения длиной приблизительно 0,15 мм.
