Transcript Shearography NDT Шерография НК Неразрушающий контроль композитных материалов Шерография „Сделайте невидимое видимым“ „Make the invisible visible“ Содержание презентации  Продукция Steinbichler  Принцип Шерографии  Инспектируемые материалы  Типовые дефекты для обнаружения  Применения 

Shearography
NDT
Шерография НК
Неразрушающий контроль композитных материалов
Шерография
„Сделайте невидимое видимым“
„Make the invisible visible“
Содержание презентации
 Продукция Steinbichler
 Принцип Шерографии
 Инспектируемые
материалы
 Типовые дефекты для
обнаружения
 Применения
 Системы
 Наши клиенты
 Заключение
Продукция компании Штайнбихлер
Компетенция в оптических измерительных технологиях
3D Scanners (трёхмерные сканеры):
 Геометрия (COMET & T-SCAN):
 Сравнение (CAD-данные)
 Измерение
 Расстояние
 Радиус
 Контроль поверхности (ABIS):
 Вмятины
 Выпуклости
 Царапины
 Шерография - НК (ISIS)
 Инспектирование шин
(выявление неповреждённых)
 Анализ деформации и
вибрации
(Интерферометрия)
Шерография
Основы & Решения
Новый инновационный метод
неразрушающего контроля
• НОВЫЙ подход в НК: Метод Шерографии (ST)
Shearography
• Позволяет проводить бесконтактный контроль
• Предоставляет результаты всей области сразу
* 1,4 миллиона графических точек
Basics & Solutions
• Это очень быстрый метод НК
* Результат получен за 10 сек!
• Включён в международные стандарты НК
o NAS 410, 2008 Rev 3 / EN4179 (ST) - Обучение и Сертификация
o ASNT SNT-TC-1A (Визуальная и оптическая тест-процедура)
o ASTM E 2581-07 (Общепринятая практика для Шерографии
композитных материалов и применения в аэрокосмической
отрасли)
Тестирование авиационных шин
Шерография –
стандартный метод
испытания
авиационных шин в
том числе и при
процедуре
восстановления
протекторов
Shearography
Basics & Solutions
Технические основы – Принцип Шерографии
Термическое
Запись изображений в процессе нагружения
нагружение
Реперное изображение
Отслоение
Принцип Шерографии
Вакуумное нагружение
Сенсорная головка шерографа
Изображение
Реперное изображение
нагружения
Объёмный
Отклонение
градиент
деформации
деформации
Деформация
Разрешающая способность
(чувствительность)
30 нм!!!
Сферы применения
Отрасли
ПРИМЕНЕНИЯ Шерографии
Инспектируемые материалы
Сотовая структура
Стекловолокно –
Пористая
структура Foam®
Алюминиевые соты
Углепластик Nomex ®
Углеволокна - Rohacell®
Типы обнаруживаемых дефектов
Эксплуатационные
дефекты:
 Расслоения
 Трещины
 Вмятины
 Удары
Дефекты в процессе
производства:
 Нарушение сцепления
(«непроклей», разрыв связей)
 Расслоения
Трещины
Складки, волны
Непровар
Ударные повреждения
(вмятины, выпуклости)
 Включения:
o Влаги
o Воздуха
o Фольги
Применения
C-130
C-130
 Инспектирование носового обтекателя
Бомбардье CFRP/ GRP
(углепластик / стеклопластик)
 Обнаружение расслоений
 Сопоставление результатов с данными
3D CAD
C-130
Расслоения
• Обнаружение расслоений
• Объединение и сопоставление результатов
с импортированными данными 3D-CAD
C-130
 Полное «сшивание» результатов
 100% документирование
Неразрушающий контроль на
«Торнадо» («Tornado»)
изображение в
реальном времени
 Шерографическое инспектирование корпуса «Торнадо»
 Экономящий время, метод полного эксплуатационного
контроля, необходим в обслуживании самолётов для
обнаружения вмятин и оценки ударных повреждений
результат
инспектирования
Композитный материал
Обнаружение искусственно
заложенных дефектов (расслоений)
сотовой структуры и обшивки
Дефекты
3D обзор дефектов
Едва заметные ударные повреждения
 Едва заметные ударные повреждения на стрингерной панели
 Инспектирование ударных повреждений
 Оценка повреждений соседней области
Едва заметные ударные повреждения
C
B
A
Расширенная зона повреждения,
превосходящая видимую область
Airbus в Тулузе (Toulouse)
« Выполнение технического
обоснования Шерографии для проверки
сэндвич-структур после сборки»
фото предоставлено компанией
Airbus в Тулузе
Обнаружены дефекты потери связи в
структуре самого заполнителя
ISISmobile 3000 на толстой сэндвич-структуре в
компании Airbus в Тулузе (Toulouse)
Airbus в Тулузе (Toulouse)
Расслоение
Местоположение
расцепленных
сотовой структуры
(соединений)
Фото предоставлено компанией
Airbus в Тулузе
Расслоение
Airbus в Бремене / Airbus Bremen
Сенсорная головка
Sector 2
Sector 3
Поле обзора
(FOV)
Sector 1
Расслоения на
обратной стороне
фото предоставлено
компанией Airbus в
Бремене
Sector 4
Крышка авиационного двигателя
Применение: авиационный двигатель
Крышка
авиационного
двигателя
Расслоение, которое
было подтверждено
методом простукивания
Расслоение, которое
внешняя сторона
не было обнаружено
методом простукивания
внутренняя сторона
• Один осмотр -> 4 результата
• Термическое нагружение
Найдено
простукиванием
• Поле обзора: 360 x 270 мм
Тестирование обрезиненных валов и
резинокордных материалов
• Выявление аномалий между резиной и металлом
• Толщина плотного резинового слоя до 30 мм
Тестирование обрезиненных валов и
резинокордных материалов
• Найдены аномалии изделия на его концах и в середине
• Потеря клеевого сцепления между резиной и металлом
Инспектирование двери холодильника
• инспекция двери холодильника
• Тестирование искусственно заложенных дефектов
• Подготовка к обнаружению надлежащей процедуры
инъекции материала изоляции
•Испытания проведены в стационарной камере
Инспектирование двери холодильника
•Локализация исскуственно заложенных дефектов
• Верхний слой материала - сталь
Сильные критичные дефекты
Структура / или аномалия в сочетании со
структурой
Алюминиевая сотовая структура
Ударное повреждение
(сферой диаметром 32 мм на глубину 7 мм)
Расслоение: Верхний слой Заполнитель
(диаметром 25 мм и глубиной 25 мм)
Расслоение: Заполнитель Нижний слой
(диаметром 30 мм и глубиной 12 мм)
Обнаружение искусственно заложенных дефектов
на обратной стороне с ISISmobile 3100
Алюминиевая сотовая структура
• Вакуумное возбуждение (∆ 40 мБар)
1
1
3
2
Не масштабированный
3
Масштабированный
1: Ударный дефект
2: Расслоение: Верхний слой - Заполнитель
3: Расслоение: Заполнитель – Нижний слой
Расслоения на интерцепторе
• Полное сканирование интерцептора
• Обнаружение дефектов на
композитном материале
• Сравнение метода Шерографии и
Ультразвукового метода
Расслоения на интерцепторе
Inclusion of results
• Автоматический импорт
результатов в отчёт и CAD-данные
• Сравнение времени сканирования:
(ПОЛНОСТЬЮ отсканированного интерцептора)
УЗК:
около 1 часа
Шерография: около 5 минут
предоставлено Airbus Bremen, Mr. Scherling
Сотовидный профиль крыла
• Сотовидный профиль крыла из углепластика
• Два дефекта, которые будут найдены, имитируют расслоения верхнего слоя
• Обнаружение дефекта с вакуумным возбуждением
Сотовидный профиль крыла
Информация о размерах:
доступно для каждого дефекта в метрической или дюйм. системе
• Высота / Ширина [мм / дюймы]
• Диаметр [мм / дюймы]
• Площадь [мм² / дюймы²]
• Координаты дефектов [мм / дюймы]
• Найдены два дефекта
• Проведён замер их геометрических
параметров
Неразрушающий контроль на крыле
беспилотника (радиоуправляемого ЛА)
• НК на крыле радиоуправляемого ЛА
• Шерография позволяет проводить самую
быструю процедуру инспектирования
• обнаружение дефектов с термическим
возбуждением (нагружением объекта)
НК крыла радиоуправляемого ЛА
• Обнаружены две зоны расслоений
• Объект не имеет внешних видимых
изъянов
• Быстрая локализация дефектов
Монолитный углепластик
• Монолитный пластик из углеволокон
• 30 слоёв
• 6 искусственно заложенных дефектов
• Применялось тепловое возбуждение образца
Монолитный углепластик
Height = 20.5 mm
Width = 20.5 mm
Area = 420.25 mm²
Coordinates = [97.8 mm; -11.3 mm]
• Все 6 дефектов были найдены менее чем за 20 секунд
• Обзор отклонений для лучшей визуализации дефектов
• Процедура точного замера дефектных зон
• Линейные измерительные срезы для сравнения дефектов по амплитуде
Стрингерные расслоения –
реальные дефекты
Стрингерные расслоения – видимые различия в жёсткости
Расслоения
Стрингерные расслоения –
реальные дефекты
Расслоение стрингера (сотовидной структуры)
Различные слои
Едва заметное ударное повреждение
• Едва заметная область ударного
повреждения
• Неразрушающий контроль для
оценки повреждения
• Метрическое определение области
повреждения
• Сотовидная структура материала
Едва заметное ударное повреждение
• Обнаружены ударные повреждения
• Сшивание двух дефектных областей
• Метрическое определение зоны
поражения
Участок ударов на
сэндвич-панели
Расслоения в заполнителе Nomex
Искусственно заложенные дефекты в структуре Nomex-заполнителя
Различные размеры сот
(ячеистой структуры)
Углепластик - Nomex ®
Тестирование композитного баллона
•Композитный сосуд
высокого давления
• Модель резервуара с
эластичной крышкой
• Тип 3, 6,8 l
• Испытание образца на
удар в соответсвии с
EN12245:2002 (D)
• Нагружен внутренним давлением
• Сенсор в барокамере
Тестирование композитного баллона
Ударные
Метрический
повреждения
анализ
15.3
18.7
• Дефекты обнаружены на всей области ударного
повреждения
• Параметр изменения давления для обнаружения
дефектов - 0,5 Бар
• Анализ показывает метрические данные дефекта
• Результат может быть передан на конструкцию
Тестирование диска сцепления
• Диск сцепления мотоцикла
• Выявление расслоений
• Серийное производство:
Необходим быстрый метод
• Позволяет проводить
производственный контроль
• Возможность проверки других
композиционных муфт
Тестирование диска сцепления
Частичное
расслоение
20%,
внутренняя
грань
Частичное
расслоение 30%,
внутренняя грань
Сигнал среза
Анализ среза
Изображение
Изображение
по-кругу
дефектов
(случайное
сечение)
дефектов
Повреждение
участка 70%
Повреждение
участка на 80%
GKN Aerospace – НК складок
Складки
сечение
волнообразность
A-A’
A
образование
складок
A’
томограмма
фото предоставлено
томограмма
шерограмма
GKN AEROSPACE GmbH
Airbus Мадрид – Трещины и водяные
включения
• Инспектирование фрагмента профиля крыла
• Обнаружение расслоений из-за водных включений и трещин
Airbus Мадрид – Трещины и водяные
включения
Повреждения из-за
водяных включений
Амплитудные сравнения трещины
Обнаружена
трещина
Системы
Systems
Модификация мобильных систем ISIS
ISIS 1100
ISIS 3100
ISIS 3010
Вакуумная головка –
Два инспекционных размера
ISISmobile 3100 & 3010
Инспектируемая
область:
Инспектируемая
область:
сопоставима с
форматом A4
сопоставима с
форматом A3
Нагрев & Вакуум
ISIS 3100
ISIS 3010
Тип головки определяет тип системы
Только Нагрев
Автоматизация
fully contactless with thermal loading
• Роботизированные решения
• Стационарные установки (x,y,z –
трёхосевое перемещения сенсора)
100 %-я
Автоматизация
Успешная кооперация с индустрией…
… для постоянного совершенствования
продукции Штайнбихлер
ISISmobile
3000
в работе
у Airbus
в Тулузе
и Гамбурге
ISISmobile
3000
in operation
at Airbus
Hamburg
Наши известные поручители
Резюме
• Бесконтактный анализ всей зоны
• Очень быстрая инспекция
• Идеален для оперативного теста
композитных материалов
• Возможность проведения полного
автоматического теста
• 100 %-ый контроль процесса
• Проверенная и эффективная
технология
• Привязка результата к CAD-модели
Спасибо за Ваше Внимание!
Ваши вопросы?