Технічна діагностика та неруйнівний контроль, 2021, №01



2021 №01 (06)

DOI of Article 10.37434/tdnk2021.01.01

2021 №01 (02)

---

Технічна діагностика і неруйнівний контроль, 2021, №1, стор. 3-10

Вихрострумовий моніторинг деградації алюмінієвих сплавів під час тривалої експлуатації авіаційної техніки

В.М. Учанін¹, О.П. Осташ¹, С.А. Бичков², О.І. Семенець², В.Я. Дереча²

¹Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України. 79060, м. Львів, вул. Наукова, 5. E-mail: vuchanin@gmail.com
²ДП «Антонов». 03062, м. Київ, вул. Академіка Туполєва, 1. E-mail: info@antonov.com

Моніторинг деградації алюмінієвих сплавів є дуже важливою частиною стратегії підтримки льотної придатності старіючої авіаційної техніки. Наш підхід базується на можливості знайти кореляції між параметрами матеріалу, які можна визначити без руйнування, і характеристиками циклічної тріщиностійкості контрольованого матеріалу. Показано, що питома електропровідність як структурно-чутливий параметр алюмінієвих сплавів, виміряна вихрострумовим методом, може бути використана в якості ефективного інструменту такого дослідження. Головна перевага вихрострумового методу полягає в можливості проводити вимірювання без прямого контакту з контрольованою поверхнею. З точки зори вихрострумового методу авіаційна конструкція може бути представлена як тришаровий об’єкт, який складається з діелектричного захисного покриття, антикорозійного плакування чистого алюмінію товщиною 0,5 мм і обшивки з алюмінієвого сплаву, який підданий експлуатаційним навантаженням. Для вимірювання електропровідності в цьому третьому шарі з високим рівнем заглушення впливу зазору (до 0,5 мм) розроблений новий вимірювач електропровідності типу ВЕПР-31. Отримано кореляцію між видовженням і втомною границею міцності деградованих сплавів типу Д16Т і В95Т1 для різних еквівалентних напружень. Вихрострумові вимірювання питомої електропровідності, проведені на тривало-експлуатованих літаках АН-12 (виробництво 1966 р.) в умовах авіаремонтного заводу в різних зонах крила, підтвердили ефективність запропонованої методології. Бібліогр. 27, рис. 8.
Ключові слова: авіаційна техніка, алюминієві сплави, деградація, вихрострумовий метод, електропровідність, циклічна тріщиностійкість

Надійшла до редакції 22.01.2021

Список літератури

1. McMaster, R.C., McIntire, P. (1986) Nondestructive Testing Handbook. Vol. 4: Electromagnetic Testing (Eddy current, flux leakage and Microwave Nondestructive Testing). USA, American Society for NDT.
2. Дорофеев А.Л., Казаманов Ю.Г. (1980) Электромагнитная дефектоскопия. Москва, Машиностроение.
3. Учанін В.М. (2006) Вихрострумова дефектоскопія елементів конструкцій. Фіз.-хім. механіка матеріалів, 4, 66–73.
4. Dobmann, G., Boller, Ch., Herrmann, H.-G. Altpeter, I. (2014) Micromagnetic and electromagnetic NDT for lifetime management by monitoring ageing of structural materials. Int. J. Microstructure and Materials Properties, 9(3–5), 348–359.
5. Estorff, U., Davies, L., Trampus, P. Eds. (1999) NDT methods for monitoring degradation. Proc. of the Joint EC– IAEA Meeting, Petten, European Commission, JRC Institute of Advanced Materials.
6. Осташ О.П., Федірко В.М., Учанін В.М. и др. (2007) Меі довговічність авіаційних матеріалів та елементів конструкцій. Львів, Вид-во «Сполом».
7. Осташ О.П., Андрейко І.М., Головатюк Ю.В. (2006) Деградація матеріалів і втомна міцність тривало експлуатованих авіаконструкцій. Фіз.-хім. механіка матеріалів, 4, 5–16.
8. Нестеренко Г.И., Басов В.Н. Нестеренко Б.Г., Петрусенко В.Г. (2006) Влияние длительной эксплуатации самолетов на свойства материалов их конструкций. Проблемы машиностроения и надежность машин, 4, 41–50.
9. Осташ О.П., Ківа Д.С., Учанін В.М. та ін. (2013) Діагностика технічного стану авіаконструкцій після довготривалої експлуатації. Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2, 15–22.
10. Ostash, O., Uchanin, V., Semenets, O. et al. (2018) Evaluation of aluminium alloys degradation in aging aircraft. Reseach in Nondestructive Evaluation, 29 (3), 156–166. http:/dx.doi.org/10/1080/09349847.2017.1302622.
11. Uchanin, V., Ostash, O. (2019) Development of electromagnetic NDT methods for structural integrity assessment. Procedia Structural Integrity, 16, 192–197.
12. Uchanin, V., Ostash, O., Nardoni, G., Solomakha, R. (2020) Coercive Force Measurements for Structural Health Monitoring. In «The Fundamentals of Structural Integrity and Failure» (Ed. Richard M. Wilcox), New York, Nova Science Publishers.
13. Учанін В.М. Осташ О.П. (2019) Оцінювання експлуатаційної деградації конструкційних матеріалів електромагнітними методами неруйнівного контролю. Матеріали 9-ї Нац. наук.-техн. конф. «Неруйнівний контроль та технічна діагностика» (Київ, 19–21.11.2019), 35–40.
14. Учанін В.М., Рибачук В.Г., Кулинич Я.П. Вихрострумовий спосіб вимірювання параметрів анізотропії електричної провідності неферомагнітних матеріалів. України Пат. 138680, МПК G01 N27/90. Опубл. 10.12.2019, Бюл. № 23.
15. Дорофеев А.Л., Ершов Р.Е. (1985) Физические основы электромагнитной структуроскопии. Новосибирск, Наука.
16. Наумов Н.М., Микляев П.Г. (1974) Резистометрический неразрушающий контроль алюминиевых деформируемых сплавов. Москва, Металлургия.
17. Rummel, W.D. (1966) Characterization and evaluation of 2014 aluminum alloy by eddy current conductivity techniques. Materials Evaluation, 14(6), 322–326.
18. Бакунов А.С. (2004) Эволюция аппаратуры для вихретоковой структуроскопии цветных металлов в России. Контроль. Диагностика, 4, 63–64.
19. Назарчук З.Т., Учанін В.М., Кулинич Я.П. (2019) Оптимізація параметрів вихрострумового контролю деградаційних змін питомої електропровідності алюмінієвих сплавів старіючих літаків. Відбір і обробка інформації, 47, 5–11. doi.org/10.15407/vidbir2019.47.005
20. Учанин В.Н., Макаров Г.Н. (1996) Подавление влияния зазора при бесконтактном измерении удельной электрической проводимости методом вихревых токов. Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 4, 41–45.
21. Учанін В.М. (2012) Спосіб вимірювання електропровідності немагнітних матеріалів. України Пат. № 98206. Опубл. 25.04.2012, Бюл. № 28.
22. Учанін В.М., Черленевський В.В. (2011) Пристрій вихрострумового контролю параметрів виробів. України Пат. № 58670. Опубл. 26.04.2011, Бюл. № 8.
23. Учанін В.М., Макаров Г.М., Черленевський В.В. (2012) Вихрострумовий вимірювач питомої електропровідності неферомагнітних матеріалів. України Пат. № 97304. Опубл. 10.01.2012, Бюл. № 2.
24. Осташ О.П., Андрейко І.М., Маркашова Л.І. та ін. (2013) Вплив тривалої експлуатації на структуру і фізико-механічні властивості алюмінієвих сплавів типу Д16 і В95. Фіз.-хім. механіка матеріалів, 49(1), 18–27.
25. Осташ О.П., Учанін В.М., Андрейко І.М., Головатюк Ю.В. (2013) Вихрострумовий спосіб визначення ступеня експлуатаційної деградації конструкційних матеріалів. України Пат. № 101424, МПК G01N27/90. Опубл. 25.03.2013, Бюл. № 6.
26. Осташ О.П., Учанін В.М., Андрейко І.М., Головатюк Ю.В., Ковальчук Л.Б. (2014) Вихрострумовий спосіб визначення ступеня локальної деградації конструкційних матеріалів під час довготривалої експлуатації. України Пат. 106168, МПК G01N27/90. Опубл. 12.05.2014, Бюл. № 9.
27. Осташ О.П., Учанін В.М., Семенець О.І., Головатюк Ю.В., Ковальчук Л.Б., Дереча В.Я. (2017) Спосіб моніторингу ступеня локальної деградації матеріалів тривало експлуатованих авіаційних конструкцій. України Пат.

---

Реклама в цьому номері:

---