Технологические процессы формования, намотки и склеивания конструкций - Крысин В.Н.
ISBN 5-217-00533-5
Скачать (прямая ссылка):
В последние годы внимание исследователей обращено на нейтронную радиографию как новый метод неразрушающего контроля. Фирма "Воут" разработала нейтронную радиографическую систему для контроля элементов конструкций самолетов и ракет в полевых условиях. Система позволяет находить дефекты во внутренних областях конструкций и определять их размеры.
Научным центром фирмы "Рокуэлл" разработана автоматизированная ультразвуковая установка для испытаний графитопластиков, предназначенных для использования в конструкциях ракет и самолетов. Она состоит из крупногабаритного бака с иммерсионной жидкостью, базового поворотного стола, мостика и шести шаговых двигателей, обеспечивающих вращение стола, перемещение мостика и ориентирование ультразвуковых первичных преобразователей. Мостик перемещается по трем осям. Скорость перемещения первичного преобразователя 762 см/с.
Для управления установкой использовали миниЭВМ, микропроцессор, два терминала с диском для хранения данных, программный дисплейный процессор, 9-дорожные магнитные ленты и видеопринт. В образце для калибровки размерами 127 X 63,5 X 1,65 мм выполняли прорезы размерами 6,35 X 3,25 мм, параллельные короткой стороне, и углубления диаметром 0,508 мм.
Для испытаний ПКМ, нашедших применение в транспортном космическом корабле "Спейс шаттл", изготавливали конструкционный элемент длиной 260 мм, шириной 63,5 мм и высотой в центре 3,5 мм, а по краям Ij04 мм. На элементе выполняли четыре отверстия диаметром 1,85 мм и одно — диаметром 6,35 мм.
217
При сканировании луч захватывал область 152 X 356 мм, включающую калибровочные образцы и конструкционный элемент. Относительно большой уровень эхо-сигнала получали при использовании первичного преобразователя, имеющего скос в одном направлении. Области ПКМ с дефектами легко обнаруживались на экране дисплея.
Тепловые методы неразрушающего контроля используются для выявления дефектов типа непроклеев и расслоений в тонколистовых конструкциях с тол-диной верхнего слоя из ПКМ до 1 мм. Эти методы основаны на взаимодействии теплового поля объекта с термометрическим чувствительным элементом. Параметры теплового поля, преобразованные в электрические или другие сигналы, іередаются на регистрирующий прибор. Контроль осуществляется с помощью площадного радиационного нагревателя - тепловизора.
В США для получения равномерного нагрева прогревается малая площадь и используется сканирование лазерного луча. Интенсивно разрабатываются способы нагрева импульсным электрическим током и горячим воздухом.
Разработан метод теплового изображения. Сущность его состоит в том, что на изделие наносится слой электропроводящего материала и слой диэлектрика, поверхность которого обычно исследуется. Поиск дефектов производится инфракрасной сканирующей системой. Нагрев изделия осуществляется электрическим током, пропускаемым по токопроводящему материалу. Этот метод позволяет исследовать 3 м2 за 1 с. К недостаткам этого метода следует отнести необходимость наличия гладкой поверхности исследуемого изделия.
Размер дефекта можно определить по температурному профилю благодаря однозначной связи между границами дефекта и скоростью изменения поверхностного температурного перепада (рис. 5.3). Так как при дифференцировании непрерывной гладкой функции точкам максимального ее изменения соответствуют экстремумы первой ее производной, в качестве критерия, связанного с определением размеров дефектов при этом методе, были выбраны экстремумы первой производной температуры.
Перед началом проведения внутренней дефектоскопии проводится контроль поверхностей, соединений оптическими методами. Эти методы используют для выявления поверхностных дефектов типа трещин, сколов, выпучиваний и для выявления непроклеев и зазоров, выходящих на поверхность внешнего контура клеевого торцевого соединения. Контроль производится с помощью лупы 4-кратного увеличения.
Контроль качества трехслойных клеевых панелей с легким сотовым заполнителем проводится для выявления зон непроклея между обшивками из ПКМ и заполнителем, а также возможных расслоений в обшивках из ПКМ.
Для выявления внутренних и поверхностных дефектов в зонах клееклепаных
218
соединений многослойных конструкций из ПКМ проводится пооперационный неразрушающий контроль.
Технология сверления отверстий должна обеспечивать целостность ПКМ и клеевых соединений конструкций. После сверления многослойных конструкций до установки крепежных элементов необходимо проводить оптический контроль с целью обнаружения поверхностных дефектов (трещин, сколов, выпучиваний, отслоений) с применением лупы.
Номенклатура, число и зоны неразъемных соединений, подлежащих нераз-рушающему контролю, определяются в соответствии с ТУ. Контроль может производиться после выполнения всех технологических операций изготовления неразъемного соединения или пооперационно, например после склеивания, после механической обработки, до и после установки крепежа при изготовлении конструкций из ПКМ.
Для контроля качества склеивания многослойных конструкций с сотовым заполнителем с углеродным волокном могут быть успешно применены топографические методы, которые позволяют выявлять различного типа аномалии. Голография возникла на стыке оптики и радиотехники. Сущность одного из вариантов топографического метода - метода топографической интерферометрии состоит в том, что сравниваются два фронта воли, один из которых соответствует неде-формированному объекту, а .второй - тому же объекту, но несколько деформированному. Спроектированные в одно место пространства волны образуют интерференционную картину, имеющую вид температурных и световых полос, форма и расположение которых определяют степень различия фронтов или степень деформации объекта.
