Авиакосмической техники

В авиационной технике широко используются новые материалы типа композиционных, сотовые структуры и структуры типа металл-неметалл. Эти материалы обладают более высокими прочностными и другими ми характеристиками, чем металлы и сплавы. Из таких материалов изготавливаются панели космических ракет и самолетов, лопасти вертолетных винтов, компоненты двигателей и др. Дефекты в таких изделиях разительно отличаются от дефектов в металлах, из-за присутствия поверхностей раздела между слоями, наличия воды пористых и сотовых структурах, нарушение сцепления матрицы и наполнителя.

ТК используется для проверки таких авиационных изделий как углеродных стеклопластиковых и кевларовых панелей; композиционных и металлических сотовых панелей; металлических и композиционных акустических панелей; экранов из нержавеющей стали, соединенных с алюминиевыми или композиционными акустическими обшивками.

Корпус космических челноков защищен специальными теплозащитными панелями, которые предотвращают перегрев и разрушение корпуса при прохождении корабля через плотные слои атмосферы. Защитное покрытие этого теплозащитного слоя должен препятствовать проникновению влаги внутрь слоя. С целью контроля в США используется размещение тепловизоров на самолетах, встречающих космические челноки.

Газовые турбины широко используются в энергетике и двигателестроении. Качество работы турбин напрямую зависит от качества лопаток, которые эксплуатируются при высокой температуре. ТК успешно применяют для контроля за состоянием внутренних каналов лопаток и теплозащитных покрытий и в меньшей степени – для обнаружения поверхностных и подповерхностных трещин. ТК позволяет определять изменение диаметра внутренних отверстий системы охлаждения паяных оболочечных лопаток, а также выявлять остатки керамики. Перекрытие одного из каналов приводит к поверхностному температурному перепаду 1,6 градусу при уровне нагрева 50 ⁰С.

Необходимо обнаружение коррозии алюминиевых листов толщиной от 0,8 до 2 мм, а также зон коррозийного растрескивания вокруг заклепок. ТК не полностью раскрыл свои возможности для такого контроля. Основной особенностью обнаружения коррозии в алюминии является необходимость импульсного нагрева и регистрации термограмм с высокой частотой, поскольку характерные времена наблюдения составляют от десятков до сотен миллисекунд. Поэтому нагрев должен быть достаточно мощным, но не вызывать перегрева и испарения краски.

Существуют разнообразные варианты изготовления несущих элементов с использованием стеклопластиковых композитов. Стеклопластиковые панели имеют достаточно сложную конфигурацию и изготовлены из алюминиевых сот, прикрепленных к стеклопластиковой обшивке с помощью липкой пленки, наполовину состоящей из алюминия. Толщина обшивки изменяется от 1,5 до 9 мм. Их можно нагревать потоком теплого воздуха от промышленного фена мощностью порядка 2 кВт. ТК выявляет непроклеи между лицевым теплоизоляционным покрытием и обшивкой сот, отслоение лицевой обшивки от стенок ячейки, смятие ячеек сот, вариации плотности алюминиевых сот, инжектированный внутрь сот эпоксидный клей, внутренние металлические детали, стеклопластиковые блоки под обшивкой, которые служат для крепления металлических деталей. ТК оказался эффективным при процессе изготовления сотовых структур, поскольку обеспечивал выявление отслоений обшивки от сот при незакрытых сотах с обратной стороны, что позволяло своевременно исправлять дефекты.

Узлы и конструкции авиационной техники обычно представляют собой сложные сочетания разнородных материалов, соединенных клеем, сваркой, пайкой и заклепками. Поэтому провести классификацию примененя ТК по материалам не представляется возможным, а лучше квалифицировать по узлам.

Одни из таких объектов является контроль крепежа твердотопливной ускорителей ракеты-челнока. При этом элементы крепежа покрыты специальной смазкой, толщина слоя которой должна быть в пределах от 0,03 до 0,08 мм. Активный ТК позволил контролировать изменение толщины таких слоев на 3 мкм и отлично выявлять несмазанные участки. Тепловой контроль используется для 100% го контроля металлических и углепластиковых сот. Первоначально для контроля углепластиковых сот планировался УЗК, но его недостатки позволили отказаться т него.