Лопасти турбин
Измерение толщины стенки пустотелых металлических лопастей турбин представляет превосходную область применения УЗ методов контроля. Лопасти турбин, используемых в авиационных двигателях и других высокоэффективных и ответственных системах, часто имеют внутренние полости для обеспечения циркуляции охлаждающей среды. Перекос литейного стержня во время отливки, погрешности механообработки или обычный поверхностный износ лопасти в течение эксплуатации могут стать причиной выхода толщины стенки за нижний допустимый предел. Механические измерения толщины стенки, как правило, невозможны без разрушения лопасти. Между тем, с грамотно подобранными УЗ приборами подобные измерения могут быть выполнены быстро и точно.
Оборудование:
В зависимости от геометрии лопасти турбины и ее толщины стенки Olympus (Panametrics) предлагает несколько моделей ультразвуковых измерительных приборов и систем. Измерения на выпуклой поверхности лопасти обычно могут быть удовлетворительно проведены приборами серии 38 с использованием контактных ПЭП M116. На вогнутых поверхностях или на резко искривленных выпуклых поверхностях измерения толщины стенки должны проводиться этими приборами с ПЭП с линией задержки или с иммерсионными ПЭП для обеспечения необходимого акустического контакта и концентрации УЗ энергии посредством фокусировки. Линия задержки диаметром 3 мм обычно обеспечивает надежный акустический контакт на вогнутых поверхностях с радиусом вплоть до 100 мм.
Применение контурных линий задержки в некоторых случаях дает возможность провести измерение на поверхностях, имеющих еще меньший радиус закругления, но для измерений на очень резко изогнутых поверхностях (в особенности это имеет отношение к передней кромке лопасти) обычно наилучшие результаты дает применение иммерсионных ПЭП. В частности УЗ толщиномер модели 27MG является идеальным средством для цифровых измерений толщины стенки лопастей турбин. Он может работать с контактными ПЭП, с ПЭП с линией задержки, с иммерсионными ПЭП, чтобы решать множество проблем, связанных с измерением толщины стенки лопастей турбин.
Фирмой Olympus (Panametrics) разработаны некоторые специальные ПЭП для контроля толщины стенки многолопастных турбинных сборок в условиях трудного доступа по причине очень ограниченного пространства между лопастями.
M2054 представляет собой ПЭП с линией задержки на частоту 20 МГц с высотой корпуса всего лишь 6.8 мм. M2055 имеет высоту корпуса 0,40 дюйма 10 мм. Оба ПЭП имеют рукоятку в 75 мм и корпус на шарнире. По причине большого разнообразия конструкций турбин, различного местоположения ребер жесткости и лопастей, ограниченного пространства между ними, наличия поверхностей с большой кривизной и т.д., окончательный выбор ПЭП и толщиномера определяется предварительными исследованиями реальных конкретных образцов.
Восковые литейные модели
В литейном производстве способом литья по выплавляемым моделям восковая модель погружается в шликер (специальная керамическая суспензия), а затем выжигается для создания литьевой формы. В этом процессе точные размеры восковой модели чрезвычайно важны. Если одна из сторон восковой модели недосягаема, то УЗ метод в этом случае единственно приемлемый для измерения ее толщины. Восковые модели литых турбинных лопастей являются хорошими и полезными имитаторами готового изделия: толщина модели представляет собой основной параметр в производстве турбинных лопастей в соответствии с техническими требованиями.
Применение УЗ методов позволяет выполнить измерения толщины воска без его разрушения. Некоторые восковые модели формируются вокруг керамического сердечника. Это важное обстоятельство, поскольку звук, отраженный от границы раздела воск-керамика ведет себя иначе, чем звук, отраженный от границы воск-воздух. Хотя в обоих случаях измерения могут быть проведены, но они требуют различных настроек. Как правило, для верного выбора измерительной аппаратуры Olympus (Panametrics) необходимы образцы контролируемого объекта.
Оборудование:
УЗ толщиномеры Olympus (Panametrics) серии 38 с контактными ПЭП на 20MГц или 10MГц способны произвести измерение толщины большинства разновидностей восковых моделей. Если производится контроль толщины воска, нанесенного поверх керамического сердечника, то точность измерения зависит от того, насколько качественно соединение воска и сердечника и имеются ли нарушения этого соединения. Для измерения толщины воска, нанесенного на керамический сердечник, требуются специальные настойки толщиномера (при отражении от границы раздела происходит инверсия полярности отраженного импульса), эти настройки могут стать причиной уменьшения точности измерения, если будет частично или полностью нарушена связь воскового покрытия с керамикой. Для измерения толщины по вогнутым поверхностям, особенно с маленьким радиусом скругления, Olympus (Panametrics) рекомендует использовать толщиномер с ПЭП М208, имеющим специальную мягкую линию задержки. Контроль толщины некоторых изделий с особо сложной геометрией может потребовать использования этого толщиномера с фокусирующим ПЭП или с локальной иммерсионной ванной.
