ZASTOSOWANIE METODY RADIOGRAFICZNEJ I TERMOGRAFICZNEJ W OBSŁUDZE KONTROLNEJ SAMOLOTÓW PASAŻERSKICH

Transkrypt

1 ZASTOSOWANIE METODY RADIOGRAFICZNEJ I TERMOGRAFICZNEJ W OBSŁUDZE KONTROLNEJ SAMOLOTÓW PASAŻERSKICH Wstęp. Walenty STACHOWIAK, Grzegorz BYCHAWSKI POLSKIE LINIE LOTNICZE LOT S.A Postęp w dziedzinie konstrukcji i technologii wytwarzania nie ogranicza się do doskonalenia metod produkcji elementów samolotu, umożliwiających wykonywanie coraz większych i bardziej złożonych elementów płatowca sposobami konwencjonalnymi jak wyciskanie, frezowanie, tłoczenie oraz metod ich łączenia za pomocą nitowania automatycznego. Nowym rozdziałem w historii wytwarzania samolotów jest zastosowanie materiałów kompozytowych i związana z nimi filozofia konstrukcji i wytwarzania, zwane inżynierią materiałową. Elementy kompozytowe bardzo śmiało stosowane są w nowoczesnych konstrukcjach samolotów pasażerskich. Poniższy rysunek przedstawia elementy samolotu wykonane z kompozytów. Rysunek nr 1 Kompozytowe konstrukcje przekładkowe (typ sandwich) zawierają wypełniacze z których najbardziej popularne zbudowane są w kształcie plastra miodu. Wszystkie konstrukcje lotnicze wykonywane metodą konwencjonalną i konstrukcje kompozytowe podlegają systematycznej kontroli metodami NDT. Kontrole te przeprowadzane są metodami: radiograficznymi, ultradźwiękowymi, prądów wirowych, magnetycznymi, penetracyjnymi, termograficznymi, akustycznymi itd. Celem tego referatu jest przedstawienie metod, radiograficznej i termograficznej używanych do badań różnych elementów lotniczych samolotów. 1

2 1. KONSTRUKCJE KOMPOZYTOWE Metody radiograficzne od wielu lat wykorzystywane są do określania miejsc i stopnia wypełnienia wodą cel wypełniaczy komórkowych. Ze względu na szybkie zmiany temperaturowe podczas eksploatacji samolotu pojedyncze cele lub większe pola cel wypełniane zostają wodą. Woda znajdująca się już kilkunastu celach jest bardzo niebezpieczna ze względu na odklejenia warstwy powierzchniowej od wypełniacza komórkowego /disbonding/. Wada tego typu stwarza zagrożenia podczas eksploatacji samolotu. Elementy, które podlegają rutynowym kontrolom na okoliczność występowania wody to: nose radome, nose gear doors, inboard flap, outboard flap usytuowane są na rysunku nr 1. Najbardziej optymalne warunki badania to 60 kv, 4 ma, t = 45 sek, odl. 100 cm. Długość ta związana jest bezpośrednio z dobraną geometrią jak i czułością filmu. Odległość pomiędzy ogniskiem lampy i filmem nie może być zbyt mała, gdyż powodowałoby to zniekształcenia geometryczne, uniemożliwiające dokładną lokalizację śladów wody. Badania radiograficzne umożliwiają bezpośrednią obserwację występowania wody, co z łatwością wpływa na jej usunięcie. Zdjęcie RTG z celami wypełnionych wodą Do wykonania badań radiograficznych konstrukcji kompozytowych koniecznym jest posiadanie dokumentacji technicznej kontrolowanych elementów. Brak znajomości budowy danego elementu uniemożliwia interpretację uzyskanych wyników. 2

3 Rysunki 2, 3, 4 budowa elementów kompozytowych. Wadą metody radiograficznej to duże koszty. Dla kontroli skrzydła samolotu Boeing 767 należy wykonać kilkadziesiąt ekspozycji. Ze względu na bezpieczeństwo latania ta czynność wykonywana jest systematycznie. 3

4 Techniki zastosowań folii termoczułych. Duże zastosowanie w lotnictwie zwłaszcza podczas krótkich przeglądów samolotów do wykrywania wody w celach wypełniaczy komórkowych mają folie termoczułe (ciekłokrystaliczne), które dostosowane są do różnych zakresów temperatur. Folie termoczułe stosowane do powyższych prac wykorzystują zjawisko zmian w odbiciu światła białego od powierzchni folii w zależności od temperatury.warstwa utworzona z ciekłych kryształów odbija przy tzw. temperaturze progowej (Cut-on) światło czerwone. Przy podwyższaniu się temperatury światło żółte zastępuje zielone i przy tzw. temperaturze zamknięcia (Cut-off) światło niebieskie. Folia nie odbija światła poniżej temperatury progowej i powyżej temperatury zamknięcia i posiada w tych warunkach powierzchnię o barwie czarnej. Zestaw do wykrywania wody przedstawia zdjęcie poniżej. Zestaw do wykrywania wody przy pomocy folii termoczułych. Prawidłowe przyleganie folii do miejsca badanego zapewnia specjalnie skonstruowana ramka próżniowa. Nagrzewamy folię specjalną nagrzewnicą do momentu zmiany koloru w pełnym zakresie. W rejonie zalegania wody pojawią się barwne plamy na skutek szybkiej utraty ciepła. Szczególnie należy tu podkreślić, że istotną sprawą jest prawidłowa interpretacja wskazań. Występowanie wody pokazuje poniższy rysunek. wskazania wody Folia termoczuła ślady zalegania wody w kompozycie. 4

5 2. KONSTRUKCJE KADŁUBA. Konstrukcja kadłuba wykonana jest metodą wręg i podłużnic, z nitowanym lub klejonym poszyciem zewnętrznym. Elementy te wykonane są ze stopów lekkich na bazie aluminium. Dla zapewnienia lekkości konstrukcji poszczególne elementy posiadają zmienne grubości wykonane metodą frezowania chemicznego bądź mechanicznego. Konstrukcja tego typu zapewnia wymaganą lekkość i wytrzymałość. Od momentu startu samolotu do uzyskania właściwego poziomu lotu kadłub podlega ciągłym zmianom ciśnienia. Konstruktorzy chcąc zapewnić maksymalny komfort pasażerom dążą do utrzymania ciśnienia w kabinie samolotu na poziome ciśnienia panującego na ziemi, co skutkuje dużymi obciążeniami powierzchni kadłuba dochodzącymi do 1 t/m 2. Powyższe wymagania wymuszają systematyczną kontrolę wszystkich elementów kadłuba na okoliczność występowania wad typu pęknięcia, korozja, luzowanie połączeń nitowych. Przykłady wymaganych przez producenta badań RTG pokazano na rysunkach poniżej. Rysunki 5, 6 badanie ramy okiennej kabiny pilotów. 5

6 Rysunki 7, 8 badanie klapy zewnętrznej. Rysunek 9 badanie górnego poszycia kadłuba. 6

7 Rysunek 10 badanie bocznej powierzchni kadłuba. Rysunek 11 sposób oznaczenia wręg w okolicach luku bagażowego. 7

8 Rysunki 12, 13 badanie rejonu mocowania trapu przedniego. 8

9 Rysunek 14 badanie rejonu centropłatu w okolicach luków paliwowych. Specyfika eksploatacji sprzętu lotniczego wymogła na producentach i użytkownikach samolotów szczególną filozofię obsługi sprzętu. Aby nie przedłużać postoju samolotu w hangarze zdecydowano się na cykliczny harmonogram przeglądów. Przeglądy dzielą się na lekkie i ciężkie, ponadto prace wykonywane w czasie tych przeglądów są etapowe. Dzięki temu nie zachodzi konieczność całkowitego demontażu poszczególnych elementów podczas jednego przeglądu. Zapewnia to normalną eksploatację samolotu z jednoczesnym spełnieniem wszystkich wymagań producenta. Przestrzeganie powyższych zasad gwarantuje zapewnienie maksimum bezpieczeństwa, a jednocześnie pozwala na zminimalizowanie kosztów obsługi 9