I. Візуальний огляд
Візуальна перевірка є основним методом інспекції під час-експлуатації. Більшість типів пошкоджень призводять до спалювання, забруднення, вм’ятин, проникнення, стирання або сколів на поверхні композиту, роблячи пошкодження видимими. Після виявлення ушкодження необхідно уважніше оглянути уражену ділянку за допомогою ліхтариків, луп, дзеркал і дзеркал. Ці інструменти використовуються для збільшення дефектів, які інакше можуть бути невидимими, і дозволяють візуально перевіряти ділянки, які не видно. Дефіцит смоли, надлишок смоли, зморшки, проміжки клейового шару, зміна кольору (через перегрів, удари блискавки тощо), пошкодження будь-якої причини, сторонні предмети, пухирі та відшарування – це всі відмінності, які можна виявити під час візуального огляду. Візуальний огляд не може виявити внутрішні дефекти композитів, такі як розшарування (відшарування), розтріскування об’єму та матриці. Для виявлення таких типів дефектів потрібні більш складні методи NDI.
II. Перевірка звуку (різання металу)
Ця техніка, яку іноді називають аудіо, звуковою або постукуванням, використовує частоти в межах чутного діапазону (від 10 Гц до 20 Гц). У руках досвідченого персоналу тест на натискання є надзвичайно точним методом і, ймовірно, найпоширенішим методом, який використовується для виявлення розшарування та/або розшарування. Цей метод реалізується шляхом постукування зони перевірки твердим круглим або легким пристроєм,-схожим на молоток, і прослуховування реакції конструкції на удар. Як показано на малюнку 24, чіткий, різкий, дзвінкий звук вказує на добре-скріплену структуру, тоді як глухий або схожий на стук-звук вказує на невідповідність.
Швидкість постукування має бути достатньо високою, щоб видавати достатню кількість звуків, щоб вухо могло розрізняти будь-які відмінності в тембрі. Тест на нанесення ефективний для тонких ламінатів, що зміцнюють лінії з’єднання, стільникових прошарків з тонкими панелями та навіть поблизу поверхні товстих ламінатів, таких як опори лопатей ротора. Знову ж таки, властивою цьому методу є можливість того, що варіації у внутрішніх елементах конструкції можуть спричинити зміни кроку, які інтерпретуються як дефекти, хоча насправді вони з’являються за проектом. Ця перевірка повинна проводитись у якомога тихішому місці досвідченим персоналом, знайомим із внутрішньою конфігурацією частини. Цей спосіб ненадійний для конструкцій, що мають більше чотирьох шарів. Його часто використовують для позначення пошкоджень на тонких стільникових панелях. Як показано на малюнку 24.
Малюнок 24: Перевірка стуком конічним молотком
III. Автоматичний тест крана
Цей тест дуже схожий на тест ручним постукуванням, оскільки в ньому використовується соленоїд, а не молоток. Соленоїд створює кілька ударів в одній області. Кінчик ударного елемента має перетворювач, який записує сигнали сили та часу від ударного елемента. Величина сили залежить від ударного елемента, енергії удару та механічних властивостей конструкції.
Тривалість (період) удару не залежить від величини сили удару; однак ця тривалість змінюється залежно від жорсткості конструкції. Тому для калібрування використовується сигнал від-вільної від дефектів області, і будь-яке відхилення від цього-сигналу без дефектів вказує на наявність пошкодження.
IV. Ультразвуковий контроль
УЗД виявилося дуже корисним інструментом для виявлення внутрішніх розшарувань, порожнеч або невідповідностей у композитних вузлах, які інакше не можна було б розпізнати візуальними або ударними методами. Існує багато ультразвукових методів; однак кожна техніка використовує енергію звукової хвилі на частотах вище чутного діапазону. Як показано на РІСУНКУ. 25, звукові хвилі високої{3}}частоти (зазвичай кілька мегагерц) вводяться в компонент і можуть поширюватися напрямлено до поверхні компонента, або уздовж поверхні компонента, або під заздалегідь визначеним кутом до поверхні компонента. Можливо, вам доведеться спробувати різні напрямки потоків, щоб зорієнтуватися. Потім введений звук буде відстежуватися, коли буде зроблено будь-яку значну зміну в його призначеному маршруті через партію. Ультразвукові хвилі за своєю природою схожі на світлові. Коли ультразвукова хвиля стикається з перерваним об’єктом, хвиля або енергія або поглинається, або відбивається назад на поверхню. Після того, як переривчаста або ослаблена акустична енергія вловлюється, вона приймається перетворювачем і перетворюється на відображення на осцилографі або самописі. Цей дисплей дозволяє оператору оцінювати різні показники в порівнянні з відомими справними областями. Для цілей порівняння встановлені еталонні стандарти, які використовуються для калібрування ультразвукового обладнання.
Спеціалісти з технічного обслуговування повинні визнати, що викладені тут концепції добре працюють у повторюваних виробничих середовищах, але їх може бути складніше досягти в середовищі технічного обслуговування, де велика кількість різних композитних компонентів встановлено в літаках із відносно складними конструкціями. Еталонний стандарт також повинен враховувати зміни, які відбуваються, коли композитні компоненти піддаються дії навколишнього середовища протягом тривалого періоду часу або підлягають ремонтним діям або-подібним до ремонту маневрам. Далі обговорюються чотири найпоширеніші методи ультразвукового дослідження.
Рисунок 25: Методи ультразвукового контролю
4.1 Трансмісійна УЗД
При ультразвуковому дослідженні на трансмісії використовуються два датчики, по одному з кожного боку досліджуваної ділянки. Ультразвуковий сигнал передається від одного датчика до іншого. Потім використовується прилад для вимірювання втрати потужності сигналу. Прилад виражає втрату у відсотках або децибелах вихідної сили сигналу. Втрата сигналу порівнюється з еталонним стандартом. Ділянки, де втрата перевищує еталонний стандарт, вказують на дефектні ділянки.
4.2 Імпульсна-ехо ультрасонографія
Односторонню-УЗД можна виконати за допомогою імпульсної-ехо техніки. У цьому методі окремий блок пошуку працює як передавальний і приймальний перетворювач, збуджений високо-імпульсами напруги. Кожен електричний імпульс активує елемент перетворювача. Цей елемент перетворює електричну енергію в механічну у вигляді ультразвуку. Акустична енергія потрапляє в тестову секцію через тефлоновий (Teflon)® або метакрилатний контактний наконечник. Форма хвилі генерується в тестовій секції та сприймається елементом перетворювача. Будь-яка зміна амплітуди прийнятого сигналу або часу, необхідного для повернення луни до перетворювача, вказує на наявність дефекту. Імпульсний ехо-тест використовується для виявлення розшарування, тріщин, пористості, води та відшарування склеєних частин. Ехо-імпульс не виявив розриву зв’язку або дефектів між оболонкою сендвіча та серцевиною стільника. Як показано на малюнку 26.
Малюнок 26: Обладнання для тестування-відлуни імпульсів
4.3 Ультразвуковий тестер зчеплення
Для ультразвукового контролю композитних конструкцій використовуються низько- і високочастотні тестери зв'язку. Ці тестери зв’язку використовують контрольні зонди з одним або двома перетворювачами. Високочастотний тестер використовується для виявлення розшарування та пустот. Він не виявляє від’єднання або пористість між поверхнею--стільникового ядра. Він може виявити дефекти розміром до 0,5 дюйма в діаметрі. Цей низькочастотний тестер зв’язку використовує два датчики для виявлення розшарування, порожнеч і відшаровування стільникового ядра. Цей метод перевірки не визначає, яка сторона деталі пошкоджена, і не може виявити дефекти розміром менше 1,0 дюйма. Як показано на малюнку 27.
Малюнок 27: Тестер зчеплення
4.4 Перевірка фазованої решітки
Контроль фазованою решіткою є одним із новітніх методів ультразвукового контролю для виявлення структурних дефектів у композитах. Він працює за тим самим принципом, що й імпульсна-луна, але одночасно використовує 64 датчики, що пришвидшує процес перевірки. Як показано на малюнку 28
Рисунок 28: Обладнання для випробування фазованої решітки
V. Методи радіографічного обстеження
Рентгенографія, яку часто називають рентгенівськими променями, є дуже корисним методом NDI, оскільки вона, по суті, дає змогу отримати доступ до внутрішньої частини деталі. Цей метод перевірки включає проходження рентгенівських променів через деталь або вузол, що перевіряється, із записом поглинання променів на чутливій до рентгенівській плівці. Експонування плівки, коли вона проявляється, дозволяє інспектору проаналізувати зміни непрозорості експозиції, зафіксовані на плівці, фактично створюючи візуалізацію взаємозв’язку деталей усередині компонента. Оскільки цей метод фіксує зміни загальної щільності через його товщину, він не є кращим методом для виявлення дефектів, таких як розшарування в площині, перпендикулярній до напрямку променів. Однак це найефективніший метод виявлення дефектів, паралельних центральній лінії рентгенівського променя. Внутрішні аномалії, такі як розшарування в кутах, подрібнені серцевини, зламані серцевини, вода в осередках серцевини, порожнечі в клейових з’єднаннях із пінопласту, а також відносне розташування внутрішніх деталей можна легко побачити на рентгенівській плівці. Більшість композитів майже прозорі для рентгенівських-променів, тому потрібно використовувати-промені низької енергії. З міркувань безпеки їх недоцільно використовувати поблизу літаків. Операторів слід завжди захищати відповідними свинцевими екранами, оскільки можливий прямий контакт з рентгенівською трубкою або розсіяним випромінюванням. Необхідно дотримуватися мінімальної безпечної відстані від джерел рентгенівського випромінювання.
VI. Контроль термоплавлення
Термічний контроль включає всі методи вимірювання зміни температури випробовуваної частини за допомогою термодатчика. Основний принцип теплової перевірки полягає у вимірюванні або вимірюванні температури поверхні, коли тепло витікає з об’єкта випробування, у нього або через нього. Усі методи тепловізійного зображення ґрунтуються на різниці в теплопровідності між нормальними, бездефектними-ділянками та дефектними ділянками. Як правило, джерело тепла використовується для підвищення температури випробовуваної частини під час спостереження ефектів нагрівання поверхні. Оскільки ділянки без дефектів проводять тепло ефективніше, ніж ділянки з дефектами, кількість поглиненого або відбитого тепла вказує на якість з’єднання. Типи дефектів, які впливають на теплові характеристики, включають склеювання, розтріскування, пошкодження від удару, стоншення панелі та потрапляння води в композити та стільникові серцевини. Термічний метод є найбільш ефективним методом виявлення тонкої фанери або дефектів біля поверхні.
VII. Нейтронна радіографія
Нейтронна радіографія – це не-деструктивний метод візуалізації, який візуалізує внутрішні характеристики зразка. Перенесення нейтронів через середовище залежить від нейтронного перерізу ядер у середовищі. Диференціальний розпад нейтронів через середовище можна виміряти, побудувати на графіку, а потім візуалізувати. Отримане зображення можна використовувати для аналізу внутрішніх характеристик зразка. Нейтронна радіографія є додатковим методом до рентгенівської радіографії. Обидва методи візуалізують загасання через середовище. Основною перевагою нейтронної радіографії є її здатність виявляти легкі елементи, такі як водень, який міститься в корозійних речовинах і воді.
VIII. Детектори вологи
Гігрометр може бути використаний для виявлення вологи в стільникової конструкції типу «сендвіч». Гігрометр вимірює втрати радіочастотної потужності, спричинені присутністю води. Вологоміри зазвичай використовуються для виявлення вологи в обтіку головки. порівняння тестового обладнання NDI, як показано на рис. 29/30.
Рисунок 29: Обладнання для вимірювання вологості
Рисунок 30: Порівняння обладнання для виявлення NDI