Указанные работы проведены в соответствии с ТЗ 28-618-2019 на поставку комплекта аппаратуры для неразрушающего контроля-2 для рабочего места изготовления ТЗП.
Основные задачи по контролю образцов:
- выбор оптимальных методов и средств контроля для выявления дефектов типа непроклея между ТЗП и остальной конструкцией;
- проверка возможности выполнения УЗК без применения контактной жидкости.
Эскизы проконтролированных образцов представлены на рис. 1.
|
|
|
Рис 1. Эскизы образцов с ТЗП.
Контроль выполнен с помощью многоканального дефектоскопа-томографа Olympus OmniScan и пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП), имеющих рабочую частоту от 0,5 до 2,25 МГц и апертуру (диаметр излучателя и приемника) от 12 до 25 мм.
Процесс контроля образцов показан на рис. 2.
Рис. 2. Контроль образца с ТЗП теневым методом без контактной жидкости.
Выводы по результатам контроля
1. Для проконтролированных образцов из композитов с ТЗП и соответствующих им изделий наиболее простыми для реализации являются эхо- и зеркально-теневой методы УЗК, которые проводятся с односторонним доступом к объекту контроля и с подключением к дефектоскопу излучающего и принимающего ПЭП по совмещенной схеме. Однако проведенные эксперименты показали, что выявление этими методами дефектов типа непроклея между ТЗП и остальной конструкцией является проблематичным.
Основные причины этого следующие:
- высокое затухание ультразвука, а также высокий уровень структурных шумов в материалах объектов контроля, что требует уменьшения рабочей частоты ультразвуковых импульсов и, соответственно, приводит к снижению чувствительности и разрешающей способности методов контроля;
- наличие отраженных сигналов в разнородных по акустическим свойствам слоях объектов контроля, в т. ч. в ТЗП, а также относительно малая толщина основания, на которое клеится ТЗП, что препятствует надежному детектированию полезных эхо‑сигналов и определению их характеристик с целью выявления дефектов.
2. Решить указанные выше проблемы позволяет теневой метод УЗК, при котором подключенные к дефектоскопу по раздельной схеме излучающий и принимающий ПЭП расположены на противоположных поверхностях объекта контроля.
3. Основной конструктивной сложностью для реализации теневого метода является необходимость в постоянном обеспечении соосного положения излучателя и приемника при сканировании объекта контроля для получения сквозного сигнала максимально возможной амплитуды. Кроме того, контроль теневым методом невозможен на тех участках объекта, где на пути распространения сквозного сигнала от излучателя к приемнику находятся воздушные полости, а также другие элементы конструкции с аномально высоким затуханием или отражением ультразвука.
4. Проведенные эксперименты показали, что УЗК предоставленных образцов из композитов и соответствующих им изделий теневым методом возможен с применением многоканального дефектоскопа-томографа Olympus OmniScan.
5. Экспериментально подтверждено, что контроль указанных объектов возможен без нанесения на поверхность объекта контроля контактной жидкости. В данном случае акустический контакт между объектом и ПЭП обеспечивается с помощью специального эластичного протектора. Демонстрация применимости указанного способа обеспечения акустического контакта при контроле образцов показана на рис. 2. Для контроля изделий могут применяться роликовые ПЭП с эластичным протектором.
6. На основании предварительных экспериментальных оценок оптимальными для контроля указанных объектов по соотношению «полезный сигнал/шум», в т. ч. без контактной жидкости, являются ПЭП с рабочей частотой от 0,5 до 1,5 МГц и апертурой от 12 до 25 мм.
7. Дефектоскоп OmniScan с указанными выше ПЭП и эластичным протектором позволил выявить в предоставленных образцах заложенные искусственные дефекты типа непроклея между ТЗП и остальной конструкцией размером Ø 20 мм.
Указанные дефекты выявлены теневым методом, без нанесения на поверхность объекта контроля контактной жидкости.
