Контроль сварных швов ЖРД методом акустической эмиссии Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1

УДК 629.7

КОНТРОЛЬ СВАРНЫХ ШВОВ ЖРД МЕТОДОМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ

Д. Р. Тележенко, А. А. Окладников, А. М. Бегишев Научный руководитель - В. Ю. Журавлев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: [email protected]

Представлен сравнительный анализ метода акустической эмиссии и рентген-контроля сварных швов в ЖРД.

Ключевые слова: сварной шов, метод испытаний, акустическая эмиссия, рентген контроль.

CONTROL OF WELDING SEWINGS OF LOADS BY METHOD OF ACOUSTIC EMISSION

D. R. Telezhenko, A. A. Okladnikov, A. M. Begishev Scientific Supervisor - V. Yu. Zhuravlyov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

A comparative analysis of the method of acoustic emission and X-ray inspection of welded joints in liquid rocket engines is presented.

Keywords: weld seam, test method, acoustic emission, X-ray control.

Обеспечение надежности ракетно-космической техники зависит от всех этапов жизненного цикла изделия и его комплектующих. Одним из важнейших элементов системы выступает контроль качества технологического процесса. Контроль качества сварных швов позволяет выявлять скрытые дефекты с целью их устранения. Применяется сварная конструкция только после тщательного контроля.

Существующие способы контроля сварных швов позволяют выявлять практически все дефекты, встречающиеся в практике сварки [1]. Одним из наиболее широко традиционно применяемых методов контроля считается рентгеноскопия. При просвечивании швов рентгеновскими лучами обнаруживают внутренние дефекты - трещины, непровары, поры, шлаковые включения. Этим способом проверяют швы ответственных изделий. Рентгеновские лучи, не видимые человеческим глазом, способны проникать через толщу металла, действуя на светочувствительную фотопленку, приложенную к шву с обратной стороны. В тех местах шва, где имеется дефект, поглощение лучей металлом будет меньше, и они окажут более сильное воздействие на чувствительную к лучам эмульсию пленки. Этот метод достаточно надежен, но слишком трудоемок, так как для проведения проверки качества сварки необходимо просвечивать небольшие участки швов.

Анализ современных научно-технических источников в машиностроительной области показывает возможность замены или совмещения традиционных методов контроля с более эффективными методами. Метод акустической эмиссии позволяет проводить диагностику участков большей площади или изделия целиком. Свойство интегральности метода акустической эмиссии обеспечивает контроль всего объекта с использованием одного или нескольких преобразователей контроля, неподвижно установленных на поверхности объекта (см. рисунок). Также метод

Секция «Двигателии энергетические установки летательньш и космических аппаратов»

акустической эмиссии во многих случаях обладает максимальным значением отношения эффективность/ стоимость [2]. В этом методе используются колебания в слышимом диапазоне частотой от 10 Гц до 20 кГц. Метод позволяет определить наличие больших трещин или расслоений. Чистый, звенящий звук характерен для хорошо связанной, твердой структуры. Глухой, быстро затухающий звук является признаком расслоения или наличием протяженных участков пустот (малые поры не могут детектироваться звуковыми методами) [3].

При наличии несвязанных (расслоившихся) участков частота сигнала падает и волна может вообще затухнуть. В то же время в материале без дефектов практически не происходит изменения частоты. Чувствительность метода весьма высока. Он позволяет выявить в рабочих условиях приращение трещины порядка долей миллиметра, что значительно превышает чувствительность других методов. Положение и ориентация объекта не влияют на выявляемость дефектов.

Схема акустико-эмиссионного контроля:

1 - обработчик сигнала; 2 - датчик; 3 - нагруженный элемент конструкции

В сравнении с рентген-контролем метод акустической эмиссии позволяет проводить проверку сварных швов более качественно и за более короткий срок. Также данный метод не требует крупногабаритного оборудования и операции прозвучивания могут выполняться на автоматизированной аппаратуре, что облегчает проверку и увеличивает эффективность контроля.

Особый эффект может быть достигнут при комбинированном использовании рентгеноскопии и метода акустической эмиссии. Комбинированный метод заключается в первоначальном исследовании всего изделия методом акустической эмиссии для выявления и локализации зон с наличием потенциально опасных дефектов. Затем возможно локальное применение рентгеноскопии на предварительно выявленных участках. Рентгеноскопия может быть заменена методом ультразвуковой диагностики, как более технологичным.

Библиографические ссылки

1. Титенков С. В., Журавлев В. Ю., Запорожский А. С. Методы неразрушающего контроля герметичности пневмогидравлических систем // Решетневские чтения : материалы XVIII Между -нар. науч. конф. В 3 ч. Ч. 1. Красноярск, 2014. С. 160-161.

2. Бойко В. С., Гарбер Р. И., Косевич А. М. Обратимая пластичность кристаллов. М. : Наука, 1991. 280 с.

3. Подураев В. Н., Барзов А. А., Горелов В. А. Технологическая диагностика резания методом акустической эмиссии. М. : Машиностроение, 1988. 56 с.

© Тележенко Д. Р., Окладников А. А., Бегишев А. М., 2017