Разработка адаптивных вихретоковых средств контроля коррозионных поражений обшивки планера летательных аппаратов

• Автор: Ивченко, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВИХРЕТОКОВОЙ

ДЕФЕКТОСКОПИИ И ЕЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ7

1.1 Особенности неразрушающего контроля изделий авиационной техники

1.2 Первичные преобразователи для вихретоковой дефектоскопии

1.3 Способы и алгоритмы выявления и оценки параметров несплошностей при электромагнитной дефектоскопии
1.4 Расчетно-теоретические модели взаимодействия электромагнитных преобразователей с дефектами сплошности
1.5 Современные приборы вихретоковой дефектоскопии и перспективы их применения для выявления и оценки параметров коррозионных поражений
1.6 Выводы

2. РАЗРАБОТКА И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ВИХРЕТОКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ АДАПТИВНЫХ СРЕДСТВ ДЕФЕКТОСКОПИИ КОРРОЗИОННЫХ ПОРАЖЕНИЙ
2.1 Выбор конструкции вихретокового преобразователя и путей его усовершенствование для решения поставленной задачи
2.2 Исследование искажений электромагнитного поля под воздействием подповерхностных дефектов методом вторичных источников
2.3 Математическое моделирование взаимодействия вихретокового преобразователя с коррозионными поражениями методом конечных элементов
2.3.1 Выбор метода расчета и построение расчетной модели
2.3.2 Исследование функции распределения напряженности магнитного поля в межполюсном пространстве сердечника при взаимодействии с дефектом
2.3.3 Исследование зависимостей вносимых параметров дополнительных измерительных обмоток ВТП от толщины листа и рабочего зазора
2.4 Выводы

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИХРЕТОКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ АДАПТИВНЫХ СРЕДСТВ ДЕФЕКТОСКОПИИ КОРРОЗИОННЫХ ПОРАЖЕНИЙ
3.1 Компьютеризированная установка «комвис-12» для экспериментальных исследований вихретокового преобразователя
3.2 Разработка контрольных образцов для проведения экспериментальных исследований
3.3 Экспериментальные исследования дефектоскопического модуля
3.4 Экспериментальные исследования модулей измерения рабочего зазора и толщины
3.5 Выводы
4. РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОГО ВИХРЕТОКОВОГО ПРИБОРА ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ И ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ КОРРОЗИОННЫХ
4.1 Алгоритм функционирования адаптивного прибора и его аппаратная
ПОРАЖЕНИЙ

реализация

4.2 Контроль обшивки планера вихретоковым дефектоскопомдефектомером «ЗОНД АВД-05»
4.3 Выводы
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
6. БИБЛИОГРАФИЯ

Для оценки технического состояния одного из наиболее ответственных узлов летательных аппаратов - планера, широко применяются приборы неразрушающего вихретокового контроля. С помощью данного метода успешно выявляются дефекты коррозионного происхождения, которые могут возникать во внутренних слоях неразъемных соединений под обшивкой, слоем герметика или лакокрасочного покрытия. Вместе с тем, существующие средства вихретокового контроля сложны в настройке и требуют для ее проведения многочисленных контрольных образцов. Кроме того, чувствительность известных средств вихретокового контроля к дефектам существенно зависит от величины зазора между рабочим торцом вихретокового преобразователя (ВТП) и поверхностью металла. Это весьма существенно влияет на достоверность контроля, так как толщина слоя герметика или лакокрасочного покрытия не постоянна и может изменяться в широких пределах.
В связи с этим возникает необходимость разработки средств вихретокового контроля, автоматически настраивающихся на режим близкий к оптимальному и автоматически регулирующих чувствительность при изменении рабочего зазора при выявлении коррозионных поражений с тыльной стороны обшивки планера.
Состояние проблемы.
Для выявления в обшивке планера коррозионных поражений на практике наиболее успешно применяются вихретоковые дефектоскопы Фазек фирмы «Хокинг» (Великобритания), Алкопроб фирмы «Роман» (ФРГ), ДУЭТ и ПОЛЕТ, разработанные во Львовском физико-механическом институте им Г.В. Карпенко (Украина) и ЗОНД В Д-9 б, разработанный в МГУПИ (Россия). В известных дефектоскопах используются специализированные ВТП, обеспечивающие выявление коррозионных поражений с тыльной стороны металлического листа из алюминиевого сплава. Требуемая для надежного выявления коррозионных поражений рабочая частота в известных дефектоскопах существенно зависит от толщины листа. Следовательно, для их настройки необходимо знать толщину контролируемого участка обшивки планера и иметь контрольный образец соответствующей толщины. Чувствительность к выявляемым дефектам в известных дефектоскопах существенно зависит от рабочего зазора, что приводит к снижению достоверности контроля при вариации толщины герметика и других защитных покрытий на поверхности контролируемой обшивки.
Цель работы и задачи исследования.
Цель данной работы - разработка адаптивного вихретокового дефектоскопа, автоматически устанавливающего рабочую частоту и чувствительность для выявления коррозионных поражений в обшивке планера при вариации ее

Номер координаты X, соответствует следующим ее значениям: I - 0,0; 2 -0,02; 3 - 0,05; 4 - 0,07; 5 - 0,09; 6 - 0,1; 7 - 0,15; 8 - 0,2; 9 - 0,5; 10 -1,0; 11 - 2,0; 12 - 4,0. Номер со штрихом соответствует отрицательным значениям Хх.
На рис. 2.10 приведены аналогичные зависимости для вертикальных трещин, залегающих на глубине А'=1,0. При изменении координаты Хх от -4,0 до 4,0 составляющая Н вертикальной трещины описывает в комплексной плоскости характерный симметричный годограф, проходящий через начало координат в точке X, = 0. При этом имеется прямолинейный участок (от -0,1 до 0,1 при h'=0), на котором фазовый угол меняется незначительно. Легко показать, что отмеченный прямолинейный участок характеризуется также высокой скоростью приращения величины составляющей Hz на единицу изменения Хх . С увеличением |йГ,| модуль составляющей Н'г сначала быстро возрастает, достигает максимального значения, а затем медленно убывает. Значения фазового угла Arg Н'г при этом уменьшаются. Размах годографа пропорционален приведенной глубине а'.
Сравнивая годографы для поверхностной (рис.2.9) и подповерхностной (рис.2.10) трещин, можно отметить, что для подповерхностного дефекта годограф округляется и максимального значения Н достигает при больших значениях приведенной координаты
Рис. 2.9. Годографы нормальной составляющей поля #’ вертикальной поверхностной трещины при различной протяженности по глубине.