Тестирование дефектов: ключевой этап предварительной подготовки

Mar 09, 2024

Перед допуском к установке каждая лопасть вентилятора должна быть проверена на наличие внутренних дефектов.

Современные реактивные двигатели повышают эффективность самолетов на 10-20% благодаря использованию современных материалов и точной механической обработки. Вентилятор в передней части двигателя всасывает большое количество воздуха для сжатия, сгорания и расширения через сердцевину двигателя. Большая часть воздуха от вентилятора проходит через вторичный канал (за пределами активной зоны), увеличивая тягу двигателя.

Быстро вращающийся вентилятор состоит из лопастей из углеродного композита, благодаря чему двигатели становятся легче и эффективнее, что позволяет авиакомпаниям экономить топливо за счет снижения веса.

Композитные лопасти из углеродного волокна изготавливаются с использованием термообработанных углеродных волокон и специальной эпоксидной смолы. Точное наслоение волокон обеспечивает повышенную ударопрочность. Кроме того, на задней кромке используется уникальная форма композитного стекловолокна, чтобы отвести ударную нагрузку от лопасти.

Лопасти вентилятора должны быть тщательно проверены, прежде чем они будут одобрены для установки. Производители лопастей вентиляторов используют современное оборудование и машины для проверки каждой лопасти на наличие дефектов.

Неразрушающий контроль (NDT) относится к широкой группе методов анализа, используемых для оценки свойств материала, компонента или системы без их повреждения или изменения. Ультразвуковой, рентгенографический и проникающий контроль являются одними из наиболее распространенных примеров неразрушающего контроля, используемых на лопастях вентилятора.

Ультразвуковой контроль (УЗК) основан на распространении ультразвуковых волн внутри лопастей вентилятора. Короткие ультразвуковые импульсные волны (частотой от 0,1 до 50 МГц) передаются в лезвие для обнаружения внутренних дефектов материалов. Различные величины, включая глубину и толщину, измеряются для отслеживания несоответствий материала.

Некоторые дефекты могут быть унаследованы от исходных материалов, другие могут возникнуть в процессе производства. Примечательно, что максимальное разрешение УЗ дает при исследовании металлов (в том числе сплавов). Однако эту технику можно использовать на бетоне, дереве и композитах.

Такие производители, как General Electric, используют такие методы для выявления любых аномалий в композитных материалах, используемых в лопастях вентиляторов. На основе результатов будущие материалы и производственный процесс могут быть улучшены для получения большей производительности. Например, компании GE удалось увеличить коэффициент полезного действия лопастей вентилятора двигателя GE90 с 30 % в первые дни производства до 97 %.

Хотите узнать больше об авиации? Посетите раздел наших руководств здесь.

Метод рентгенографии использует ионизирующее излучение для проверки материалов и компонентов, которые могут вывести из строя инженерные конструкции. Промышленная радиография использует рентгеновские лучи, гамма-лучи или нейтроны, которые улавливаются специализированными детекторами для просмотра внутренней формы лопастей вентилятора.

Помимо сварки и литья, он также используется при контроле композитных деталей. Производители лопастей вентиляторов используют этот распространенный метод для определения характеристик поверхности или выявления присущих поверхностных дефектов. По данным компании GE,

Рабочие проверяли каждое лезвие с помощью рентгеновских, ультразвуковых, лазерных и других инструментов на наличие дефектов.

Пенетрантный контроль (PI) обычно используется для проверки дефектов поверхности непористых материалов, включая композиты. Способ включает в себя герметизацию внутренней полости лопатки газообразным азотом. Волосы или другие трещины приводят к потере давления в полости, что обнаруживается встроенным в корень датчиком для обнаружения изменений давления.

Pl также используется для обнаружения поверхностных трещин и утечек в результате литья, ковки и сварки. Примечательно, что аналогичный метод проверки может быть использован при эксплуатационном обслуживании двигателя.

Что вы думаете о различных типах испытаний на дефекты лопастей вентиляторов? Расскажите нам в разделе комментариев.

Писатель: Омар — энтузиаст авиации, доктор философии. в аэрокосмической технике. Имея за плечами многолетний технический и исследовательский опыт, Омар стремится сосредоточиться на научно-исследовательской авиационной практике. Помимо работы, Омар увлекается путешествиями, посещением авиационных объектов и наблюдением за самолетами. Базируется в Ванкувере, Канада.