Методы и средства контроля.

Под контролем или техническим контролем понимается проверка соответствия объекта установленным техническим требованиям. Каждое техническое состояние характеризуется совокупностью значений параметров, описывающих состояние АТ, и качественных признаков, для которых не применяют количественные оценки. Номенклатура этих параметров и признаков, а также пределы допустимых их изменений устанавливают в НТД на каждый конкретный объект.

Таким образом, контроль технического состояния представляет собой контроль ЛА, всех его систем для получения информации о фактическом значении параметров, характеризующих техническое состояние ЛА, сопоставление ее с заранее установленными требованиями в ТУ, эксплуатационной и ремонтной документации и определение вида технического состояния.

Переход АТ из одного состояния в другое может осуществляться скачкообразно вследствие повреждения или отказа или постепенно вследствие износа, старения, т. е. постепенного или параметрического отказа.

Внезапный отказ, обусловленный повреждением или усталостным разрушением элемента, обычно легко выявляется при визуальном контроле. Значительно сложнее бывает выявить параметрический отказ. В этом случае, если отсутствуют индикаторы отказа, приходится осуществлять проверку работоспособности системы, в процессе которой выявляется предотказовое состояние или сам отказ, если таковой имеет место. Правильно и своевременно организованный контроль исключает функциональные отказы систем в полете.

Каждый из указанных выше видов отказа требует своих методов и средств контроля. Ввиду этого составными элементами контроля могут быть: измерение контролируемых параметров объекта и сравнение их значений с допустимыми; исследование физического состояния и последствий износа, старения, коррозии усталостных процессов; анализ полученной информации для распознавания вида технического состояния и последствий износа, старения, коррозии, усталостных процессов; анализ полученной информации с целью распознавания вида технического состояния, определения места появления неисправности или отказа с требуемой детализацией и, конечно же, оценка степени утраты работоспособности при этом. Для этой цели при эксплуатации АТ используют бортовые и наземные средства контроля (рис. 2).

 

 

Рис 2. Средства контроля состояния АТ

Совокупность средств контроля, исполнителей, взаимодействующих с объектом контроля по установленным в документации правилам, и действующей нормативно-технической документации (ДСТУ, инструкций, положений, технологических указаний и т. д.) называют системой контроля.

Изменение технического состояния ЛА в процессе эксплуатации обусловлено воздействием различных эксплуатационных факторов, которые в свою очередь обусловливают протекание физико-химических процессов в элементах конструкции ЛА и его функциональных системах. Обилие разновидностей этих процессов, скорости их протекания и степени утери работоспособности объектом вынуждает на практике применять почти все известные науке методы и средства контроля ТС ЛА.

Различают физические и параметрические методы контроля ТС АТ. Так, физические методы основаны на исследовании физического состояния. Параметрические методы базируются на контроле основных выходных и входных параметров, а также внутренних параметров, характеризующих правильное или неправильное функционирование объекта.

Среди методов неразрушающего контроля известны визуальный, магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптический, радиационный, акустический, проникающими веществами, например капиллярный и течеискания. Чаще других методов при ТО используют акустические, магнитные, оптические, радиационные, вихретоковые, проникающими веществами.

Визуальный метод является наиболее простым и доступным. Он позволяет выявить неисправности, которые могут быть обнаружены невооруженным глазом (трещины, дефекты элементов конструкций, нарушение контровки или ослабления крепления агрегатов, узлов, деталей, течь топлива или специальных жидкостей и т. д.). При этом виде осмотра успешно применяют увеличительное стекло, микроскоп или перископический дефектоскоп. Визуальному контролю могут подвергаться лишь детали, узлы и агрегаты функциональных систем, исправность которых, состояние монтажа, работоспособность и правильность функционирования могут быть определены без применения каких-либо инструментальных средств.

Применяется также контроль по органолептическим признакам. Органолептические средства, как правило, эффективны только при внешнем появлении неисправности от отказа. В процессе технического обслуживания, а в ряде случаев и при подготовке к полету, работоспособность некоторых агрегатов, систем и механизмов проявляется в действии, т. е. при включении их в работу. В процессе выполнения крупных форм ТО такая проверка функциональных систем предусмотрена регламентом ТО. Однако с усложнением функциональных систем и оборудования все большее внимание уделяется объективным методам контроля с применением специального оборудования, а также по луавтоматических и автоматических средств. Номенклатура методов и средств контроля предусматривается эксплуатационной документацией. Более сложными и трудоемкими являются методы инструментального контроля технического состояния АТ.

Инструментальные методы базируются на применении при контроле различных приспособлений, стендов, устройств, контрольно-измерительной аппаратуры. При этом наряду с широко известными в технике инструментами и приборами (манометры, динамометры, тензометры) широко применяют и более сложные приборы и аппаратуру, основанную на использовании физических методов и дающую возможность обнаружить скрытые от невооруженного глаза дефекты.

Метод магнитной дефектоскопии основан на свойстве магнитных силовых линий деформироваться при прохождении в местах изменения магнитной проницаемости материала. В монолитных участках металла, обладающих постоянной магнитной проницаемостью, магнитные силовые линии проходят без деформации. В тех местах, где имеются дефекты, например трещины, инородные включения, непровары, магнитная проницаемость понижена. Это вызывает деформацию магнитных силовых линий. При этом часть из них даже выходит за пределы детали, образуя над областью дефекта неоднородное поле. Этой неоднородностью поля и фиксируется дефект. Магнитное поле рассеивания обнаруживается с помощью ферромагнитного порошка в виде суспензии. Данный метод применим для контроля деталей, изготовленных только из ферромагнитных материалов. Метод позволяет обнаруживать поверхностные дефекты, трещины шириной более 0,001 мм, а также поверхностные дефекты на глубине до 1 мм. Для выявления дефектов намагниченную деталь покрывают магнитной суспензией. Цвет магнитного порошка должен обеспечить достаточный контраст с поверхностью проверяемой детали. Широкое применение нашли магнитные суспензии, представляющие смесь трансформаторного масла и керосина в соотношении 1 : 1 или чистого керосина с магнитным порошком следующей концентрации: 20...30 г/л для тем ного и 10...20 г/л для светлого магнитного порошка. Осмотр деталей следует выполнять при достаточно контрастном освещении, при необходимости применяют подсвет переносной лампой. Вероятные места дефектов осматривают с помощью лупы 10-кратного увеличения. Дефект выявляется по резко выделяющейся области осевшего магнитного порошка. По завершении контроля деталь подлежит размагничиванию, что исключает вредное влияние намагниченности на бортовые приборы ЛА.

Метод проникающих красок основан на свойстве некоторых красителей хорошо смачивать металлы и проникать в мельчайшие трещины, раковины и другие поверхностные дефекты. Метод применим для контроля деталей, изготовленных из любых материалов. Он позволяет выявить поверхностные трещины непосредственно на ЛА. Перед контролем методом красок деталь обезжиривается бензином Б-70, ацетоном или каким-либо другим легколетучим растворителем. Не рекомендуется применять керосин, поскольку он легко заполняет полости дефектов и не пропускает в них основную проникающую жидкость.

После обезжиривания на контролируемый участок наносят жесткой кисточкой цветную проникающую жидкость. Избыток ее удаляют тампоном, смоченным масляно-керосиновой смесью. Затем деталь протирают чистой сухой ветошью и сразу же наносят мягкой кисточкой или пульверизатором тонкий слой белой проявляющей краски. Через 4...6 мин из трещины на белую краску проникает краситель, указывающий на наличие трещины. Для обнаружения трещин приме няют также дефектоскопические аэрозоли, представляющие собой распыленные мельчайшие частицы твердого или жидкого вещества в газе. Баллоны с аэрозолями используют комплексно из трех составов: очищенного, индикаторного и проявляющего лаков.

Метод вихревых токов применяется для выявления в механических деталях трещин, раковин и других дефектов. Процесс контроля осуществляется следующим образом. На контролируемую деталь накладывают соответствующий датчик, имеющий электромагнитную катушку, питаемую током высокой частоты. При₍пропускании тока под катушкой в определенном объеме металла возбуждаются вихревые токи. Поскольку между индуктивным и активным сопротивлением обмотки катушки, а также между возбуждающимися токами существует определенная зависимость, она и фиксируется приборами. Для токовихревого контроля обычно применяют дефектоскопы со специальными искательными головками.

Ультразвуковой метод основан на свойстве ультразвуковых колебаний распространяться в виде направленных пучков или лучей и почти полностью отражаться от границы раздела двух сред, резко отличающихся значением акустического сопротивления. С этой целью применяют специальные дефектоскопы. Дефектоскоп настраивают по эталонной детали с известным дефектом. Для создания акустического контакта наносят масло на контактную площадь искательной головки.

Импедансный акустический метод применяется для контроля клеевых, паяных и термодиффузионных соединений. Он основан на принципе определения силы реакции клеевого соединения элементов конструкции на контактирующий с ним колеблющийся стержень. Если совершающий продольные колебания стержень соприкасается с участком изделия, где нет дефекта, то вся конструкция колеблется как единое целое и механическое сопротивление с(или механический импеданс), оказываемое изделием стержню, определяется жесткостью всей конструкции. Возникающая сила реакции может иметь большое значение. Если стержень окажется над участком обшивки, имеющим дефекты, то в силу ослабления жесткости конструкции в данном месте сила реакции уменьшается, что и фиксируется индикатором.

Рентгеновский метод позволяет выявлять поверхностные трещины, ориентированные вдоль направления луча, раковины, рыхлости, неметаллические и шлаковые включения и другие дефекты. В этом методе для индикации внутренних дефектов в материалах и изделиях, их местонахождения, форм и размеров используется рентгеновское излучение, которым просвечивается объект. Рентгеновская аппаратура дает возможность выявить дефекты тремя способами: фотографическим, визуальным и ионизационным. При контроле объект просвечивается узким пучком излучения, который последовательно перемещается по контролируемому участку. При применении этого типа аппаратуры необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Они включают всебя защиту от тока высокого напряжения, ионизирующего излучения и т. д.

Метод гамма-дефектоскопии основан на эффекте ослабления излучения, проходящего через бездефектные участки просвечиваемого объекта и участки, где имеются какие-либо дефекты: трещины, раковины, поры, включения, и при наличии указанных дефектов изображение имеет теневые участки, характерные для соответствующего дефекта. В случае использования радиографического метода изображение может быть зафиксировано на радиографической пленке, чувствительной к ионизирующему излучению или к излучению усиливающих экранов, находящихся с ней в контакте. В гамма-дефектоско пии в качестве средств испытания используют излучение радиоактивных изотопов. Источник излучения выбирается в зависимости от материала объекта контроля и его толщины. Так, для стали при толщине I 15 мм это может быть тулий-170, а при толщине 40. ..80 мм — цезий-137, для алюминиевых сплавов — тулий-170 и иридий-192 и т. д. Работа гамма-дефектоскопа основана на выпуске рабочего пучка излучения на время просвечивания и последующего его перекрытия на нерабочее время. В целях безопасности в дефектоскопе применяют закрытый источник излучения, где помещен применяемый радиоактивный изотоп. Радиационная головка заключена в герметическую металлическую оболочку, исключающую непосредственный контакт радиоактивного вещества с внешней средой и вредное действие на окружающих людей.

Наряду с наземными методами и средствами на современных ЛА применяют бортовые средства контроля технического состояния и работоспособности функциональных систем, которые постоянно совершенствуются. В них широко используются магнитные самописцы для регистрации параметров полета и работы систем (МСРП). Он предназначен для сбора и регистрации в полете измерительной информации, которая фиксируется на магнитных лентах бортовых накопителей. Эта система позволяет не только собирать необходимую информацию о полете и работе экипажа, но и сигнализирует экипажу о повреждениях и отказах, возникающих в полете и угрожающих безопасности полета. Эксплуатация переносных, передвижных и стационарных средств неразрушающего контроля, предназначенных для контроля технического состояния элементов конструкции планера, двигателей, а также лабораторного оборудования, применяемого для анализа рабочих тел, масел, спецжидкостей для обнаружения в них продуктов изнашивания, возлагается на структурные подразделения АТБ и специалистов по профилю или на специалистов, назначаемых начальником АТБ. При контроле состояния применяются только средства, прошедшие метрологическую проверку и аттеста- цию, на которые в установленном порядке оформлена соответствующая документация: формуляры, паспорта и т. д. Ответственность за применение неисправных или просроченных проверкой средств несут должностные лица метрологической службы, начальники цехов, участков, лабораторий, отделов и лица, непосредственно использующие эти средства.