В рамках исследовательского проекта, проведенного партнерами в Швеции и Испании, был разработан новый метод автоматической проверки сварных швов в труднодоступных местах. Этот метод разработан для использования в авиационном двигателестроении, где сварные швы расположены в труднодоступных местах, а правила техники безопасности высоки. Метод называется термография.
Когда проект начинался около двух с половиной лет назад, целью было найти метод, позволяющий контролировать сварные швы в труднодоступных местах. "Мы добились успеха, и теперь мы можем представить автоматическую контрольную камеру в нашей мастерской", — говорит Анна Руннемальм, координатор проекта и доцент экспериментальной механики Западного университета в Швеции.
В рамках совместного исследовательского проекта 18-WeLdt University West и GKN Aerospace в Швеции вместе с Tecnitest Ingenieros и IK4 Lortek в Испании работали над тем, чтобы сделать возможным контроль сварных швов в труднодоступных местах. В основе лежит требование снижения расхода топлива в авиационных двигателях, где возможным решением является снижение веса. Риск с более легкими конструкциями заключается в снижении запаса прочности. Одним из шагов к решению этой проблемы является усиленный контроль качества на производстве и регулярный осмотр при техническом обслуживании. В связи с возросшей потребностью в контроле возникает потребность в решениях по автоматизации. Конструкция авиадвигателей сегодняшнего и завтрашнего дня также является сложной задачей, когда речь идет о проверке из-за расположения сварных швов в труднодоступных местах. Это требует новых методов контроля.
Поверхностные трещины в фокусе
Все партнеры проекта совместно оценили и разработали метод и алгоритмы автоматического контроля сварных швов. В этом проекте основное внимание уделялось поверхностным трещинам. Традиционными методами неразрушающего контроля (методами НК) обнаружения поверхностных разрывных трещин являются проникающие и вихретоковые дефектоскопии, а в ряде случаев и ультразвуковой контроль. Все эти методы имеют ограничения, когда речь идет о труднодоступных местах.
Методом неразрушающего контроля, который использовался в проекте 18-WeLdt, является термография. Принцип метода заключается в том, чтобы ввести контролируемый нагрев поверхности (возбуждение) и зарегистрировать последовательность нагрева и охлаждения с помощью инфракрасной тепловизионной камеры . Термография — это бесконтактный метод полного поля, что делает его пригодным для автоматизации. Этот метод сегодня в основном используется для контроля композитов в области неразрушающего контроля. Контроль металлических конструкций предъявляет особые требования как к используемой тепловизионной камере, так и к методу возбуждения, а также к алгоритмам анализа.
В проекте 18-WeLdt были изучены и оценены различные методы возбуждения. Сравниваемые методы: импульсная лампа, индукционный нагрев, непрерывный лазер и вибрация. Одна из самых больших проблем в проекте заключалась в том, чтобы сделать возможным осмотр сварных швов в условиях ограниченного доступа. Были изучены различные решения, такие как миниатюризация тепловизионных камер и решения с бороскопами.
Результатом проекта стал демонстратор, основанный на термографической системе с инфракрасной тепловизионной камерой и возбуждением непрерывной лазерной линией в сочетании с бороскопом как для возбуждения, так и для наблюдения. Вся система смонтирована на манипуляторе робота, что позволяет автоматически сканировать труднодоступные места. Проект был представлен и продемонстрирован в середине июня в Центре производственных технологий в Тролльхеттане, Швеция.
