Параметр надежности авиадвигателя играет важную роль при его эксплуатации. Но изготавливать двигатель с высоким коэффициентом надежности означает проигрывать в стоимости и изготовления, и эксплуатации. С целью снижения себестоимости производства, а также выявления параметров, нуждающихся в корректировке, для повышения качества изготавливаемых деталей, применяют неразрушающие методы контроля (НМК).
Известно, что для создания авиадвигателей широко применяются изделия из дорогостоящих жаропрочных сплавов на основе никеля и титана. Основная заготовка из таких материалов – отливка, к которой предъявляют различные требования в зависимости от ее назначения. Основой двигателя являются лопатки, которые должны выдерживать не только высокую температуру, но и центробежную силу. Процесс получения лопаток требуемого качества достаточно трудная задача, поэтому неизбежен высокий процент брака при изготовлении. Рассмотрим некоторые виды НМК, которые используются для контроля качества лопаток.
1. Радиационный контроль ГОСТ 24034-80
Применяется для любых типов сплавов и позволяет определять дефекты, находящиеся в теле отливок. Основным физическим параметром при радиационном контроле является длина волны электромагнитного излучения. При прохождении через стенку отливки рентгеновское и гамма-излучение воздействует с ее атомами. Интенсивность излучения резко снижается, поэтому с помощью специальных регистрирующих устройств можно понять, в какой части изделия находится дефект.
На сегодня все большую популярность набирает томография, которая позволяет получить 3D-картинку дефектов внутри исследуемой детали. Однако стоимость томографа и время на "просвечивание" ограничивают его использование даже в авиастроении.
🎯 Главным минусом радиационного контроля является наличие вредного ионизирующего излучения.
2. Капиллярные методы контроля. ГОСТ 24522-80
Для выявления поверхностных дефектов отливки применяются капиллярные методы контроля. Данный вид контроля основывается на проникающей способности индикаторной жидкости – пенетранта в небольшие дефекты (до нескольких мкм).
Контролируемый объект очищают от пыли и грязи, после чего обезжиривают и высушивают. Далее наносят пенетрант, который под воздействием капиллярных сил проникает в дефекты. Для увеличения проникающей способности пенетранта отливки нагревают. Важным параметром при нанесении индикаторной жидкости является время нанесения, которое имеет строго определенное значение. Далее производят смытие излишков индикаторной жидкости водой, а после удаляют очистителем. Отливку сушат и наносят проявитель, который за счет сорбционных свойств вытягивает оставшийся пенетрант из дефекта. Таким образом, образуется индикаторный след. Далее при помощи ламп ультрафиолетового излучения контролер осматривает отливку на наличие индикаторных следов, сравнивает размеры с требованиями технических условий и принимает решение о годности отливки.
🎯 Основным недостатком капиллярных методов контроля является работа с химически опасными веществами, например ацетоном (как очиститель) или пенетрантом.
3. Акустический контроль отливок (ГОСТ 23829-85)
Акустический контроль отливок предназначен для выявления дефектов в теле отливки, а также для измерения толщины стенки отливки. Благодаря распространению упругих волн в теле отливки и последующего их отражения от границ отливки или дефектов, возможно достаточно точно определить годность заготовки.
Источниками и приемниками акустических волн выступают пьезоэлементы, которые способны преобразовывать механические колебания атомов в электрический сигнал и наоборот.
🎯 Недостатками данного вида контроля являются затруднения при расшифровке сигналов у отливок со сложной геометрией, например стенки с непрямолинейными участками. Также точность определения толщины стенки снижает высокая шероховатость поверхности отливки.
Вывод:
Методов неразрушающего контроля, применяемых в авиации, на сегодняшний день великое множество, в данной статье указана лишь часть из них. К тому же у каждого из рассмотренных видов НМК имеются подвиды со своими особенностями. В любом случае, правильно подобранные методы контроля для конкретных отливок газотурбинного двигателя позволят исключить его возможную поломку во время полета.
⚡ Подписывайтесь на наш канал, ставьте лайки, пишите комментарии! Вас ждет много интересных и полезных статей на самые разные темы.
