Публикации

Высокое давление требует высоких технологий контроля

Вопросы оценки технического состояния авиационных баллонов в эксплуатации...

Одной из важнейших задач обеспечения безопасной эксплуатации авиационных сосудов и баллонов высокого давления является оценка их технического состояния при выполнении работ по техническому обслуживанию и продлению ресурса и срока службы. Многообразие типов, особенности конструкции и условий эксплуатации, а также высокие требования к надежности предъявляют соответствующие требования и к процедурам контроля технического состояния при массовом обслуживании авиационных баллонов. Но до настоящего времени самым распространенным, а зачастую и единственным методом контроля технического состояния баллонов является периодическое освидетельствование (испытание) пробным давлением и визуальный осмотр. При проведении контроля технического состояния баллонов актуальной задачей является достоверное и своевременное обнаружение дефектов различной природы, контроль за их развитием и изъятие баллонов с дефектами из эксплуатации.

При высоком расчетном коэффициенте запаса прочности Кп = 2,5…3 часть баллонов имеет производственно-технологические и приобретенные в процессе эксплуатации дефекты, значительно снижающие их запас надежности. Выработка ресурса связана главным образом с накоплением необратимых повреждений механического (усталость, растрескивание, пластические деформации) и коррозионного происхождения.

Необходимо отметить, что отказы баллонов, особенно их разрушение, могут иметь чрезвычайно тяжелые последствия. В сложившихся условиях ФГУ 13 ГНИИ МО РФ активно ищет пути совершенствования системы эксплуатации авиационных баллонов. Работы проводятся в тесном взаимодействии с рядом предприятий промышленности, таких как ФГУП «ВИАМ», ОАО НПП «Звезда», ЗАО «Кулон-2», ООО «АЛТЕС» и др.

Анализ эффективности наиболее распространенных методов неразрушающего контроля (НК) выявил ряд их недостатков, не позволяющих полагаться на результаты контроля в полной мере, особенно при их индивидуальном применении. Так, традиционный ультразвуковой контроль (УЗК) обладает низкой помехоустойчивостью к различным влияющим факторам, обусловленным конструктивными формами изделия, дефектами сборки; его применение затруднено наличием защитных покрытий. Применение рентгенографического метода контроля (РГК) становится неэффективным при раскрытии дефекта в плоскости просвечивания менее 0,1 мм. А такими наиболее опасными дефектами как раз и являются трещины и непровары. Для получения достоверной информации о техническом состоянии баллонов перспективным направлением является применение комплексной системы контроля несколькими неразрушающими методами, которая может строиться на основе дополняющих друг друга методов.

Для обнаружения и регистрации развивающихся дефектов наиболее целесообразно использовать в качестве основных методов первичного контроля баллонов, находящихся в эксплуатации, сочетание визуально-измерительного (ВИК) и акустико-эмиссионного (АЭК) контроля. В случае выявления источников акустической эмиссии (дефектов) для получения сведений о местоположении и характере дефекта необходимо выполнить УЗК баллонов. В виде дополнительного контроля выполняется РГК для тех участков, где УЗК не обеспечивает требуемую информативность.

По результатам проведенных исследований разработаны предложения по организации контроля технического состояния авиационных баллонов и сформирован комплекс приборно-инструментальных и программных средств, ориентированный на неразрушающий контроль тонкостенных авиационных баллонов.

С учетом проведения контроля по критерию «стоимость–эффективность» в состав комплекса включены:

  • видеоэндоскоп типа Olympus IPLEX SA для выполнения ВИК внутренних поверхностей;
  • установка АЭК серии «Малахит», производимая ЗАО НПФ «Диатон». Даже в минимальной (двухканальной) версии она позволяет выявлять дефекты на ранних стадиях их развития и решать широкий круг исследовательских и практических задач диагностирования;
  • многоканальная ультразвуковая измерительная установка серии «СКАНЕР», разработанная ООО «АЛТЕС» и оптимизированная для проведения автоматизированного УЗК тонкостенных сварных баллонов типа УБШ-25/150. Ее алгоритмическое и программное обеспечение ориентировано на распознавание вида (формы) дефекта, его размеров, локализации места расположения.

Все приборы обладают возможностями документирования и обработки результатов контроля, а также позволяют решать и многие другие практические задачи НК. Основное назначение комплекса – диагностирование баллонов при ремонте ВС, периодическом освидетельствовании и определении технического состояния баллонов с истекшим ресурсом и сроком службы в процессе эксплуатации.

Как показали исследования, некоторые дефекты производственного происхождения до критического предела уменьшают прочность конструкции и должны были быть выявлены выходным контролем предприятия изготовителя. Однако из-за отсутствия эффективных средств контроля они были пропущены. Так, например, испытания баллонов типа УБШ-25/150 (Рраб=150 кгс/см2), сопровождаемые АЭК, показали, что активность акустической эмиссии проявляется при Рисп большим или равным 220…250 кгс/см2. Это свидетельствует о том, что при предыдущих (неоднократных) освидетельствованиях баллонов в них были спровоцированы развивающиеся трещины, явившиеся следствием дефектов сварки или некачественной термообработки.

Вполне очевидно, что комплексное использование ВИК, АЭК и УЗК позволит исключить техническое освидетельствование баллонов 1,5-кратным давлением и тем самым сократить темп расходования запаса ресурса баллонов. Внедрение новых процедур диагностики в практику эксплуатации АТ требует разработки нормативно-технической и научно-методической базы, проведения организационно-технических мероприятий по внедрению комплексного подхода к оценке технического состояния авиационных баллонов с целью обеспечения их безопасной эксплуатации. Возможно также включение в выбранный комплекс диагностирования средств измерения, использующих другие методы неразрушающего контроля, например, РГК, вихретоковый метод и др.

Таким образом, наукоемкие средства диагностики могут стать эффективным инструментом оптимизации системы технического обслуживания авиационных баллонов высокого давления.


Автор: Александр Крутилин
Сергей Малопевный
Василий Пономарев

Источник: Aviapanorama.info

Все статьи