Орбитальная сварка — это широко распространенный процесс, используемый в авиационно-космической, ядерной, фармацевтической, полупроводниковой и пищевой промышленности для изготовления высококачественных соединений топливопроводов, тормозных магистралей, гидравлических магистралей и других применений.
Орбитальная сварка — это широко распространенный процесс, используемый в авиационно-космической, ядерной, фармацевтической, полупроводниковой и пищевой промышленности для изготовления высококачественных соединений топливопроводов, тормозных магистралей, гидравлических магистралей и других применений.
Целостность этих сварных швов имеет решающее значение; небольшой дефект может вызвать утечку и создать серьезную проблему безопасности. Для обеспечения надежности ракет и самолетов используется неразрушающий контроль для обеспечения качества соединения и предотвращения разрушения сварных швов. В настоящее время капиллярная дефектоскопия и рентгеновский контроль являются наиболее распространенными методами проведения этого неразрушающего контроля. Однако для одного сварного шва может потребоваться до одного часа. С сотнями орбитальных сварных швов в самолете этот контроль может занять много времени и ресурсов. Рентген также может быть сложно развернуть из-за требований к зоне безопасности и ограниченного пространства вокруг трубок. Всё это продемонстрировало необходимость разработки альтернативного метода неразрушающего контроля, который соответствовал бы характеристикам обнаружения, требуемым для орбитальных сварных швов, и при этом значительно сокращал время контроля. Чтобы решить многочисленные проблемы, команда Eddyfi Technologies с гордостью представляет новое и более экономически выгодное решение, основанное на массиве вихревых токов.
Контроль орбитальных сварных швов занимает много времени и требует более эффективного метода неразрушающего контроля.
Проблематика
Орбитальная сварка была разработана в 1960-х годах для предотвращения утечек из гидравлических и топливных систем. Эти трубы обычно имеют небольшой диаметр и располагаются в местах с ограниченным доступом, что делает ручную сварку сложной и ненадежной.
Вместо этого орбитальная сварка представляет собой автоматический процесс, в ходе которого производится высококачественная сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа, или TIG, и в настоящее время она широко используется в самолетах и ракетах. Но даже при строго контролируемом процессе сварки в соединении все еще могут присутствовать такие дефекты, как небольшие трещины и пористость. Со временем эти дефекты могут распространяться и приводить к утечке топлива, что ставит под угрозу безопасность коммерческих самолетов и может привести к отказу двигательной установки ракет.
Текущие процедуры включают в себя капиллярный контроль в сочетании с рентгеновским, что обеспечивает хорошие характеристики и надежность обнаружения.Сама по себе контроль орбитальных сварных швов сопряжен с рядом проблем.
Малый размер: многие топливопроводы имеют диаметр всего 6 миллиметров (0,25 дюйма) с очень тонкими стенками менее 1 миллиметра (0,04 дюйма).
Труднодоступность: орбитальные сварные швы также могут быть труднодоступными или располагаться в ограниченном пространстве. Наконец, даже небольшие дефекты, такие как пористость, могут нарушить целостность сварных швов и должны быть обнаружены на ранней стадии.
Решение
Чтобы решить эту проблему, Eddyfi Technologies сотрудничала с несколькими аэрокосмическими компаниями, чтобы разработать индивидуальный вихретоковый датчик, специально предназначенный для контроля орбитальных сварных швов.
Датчик состоит из механического зажима, который крепится к трубке. Внутри преобразователя массив небольших катушечных датчиков с высоким разрешением обеспечивает надлежащее покрытие сварного шва при максимальном разрешении. Энкодер встроен в датчик, чтобы облегчить позиционирование по окружности и измерение длины дефектов. Зонд предназначен для ручного вращения вокруг орбитального сварного шва круговыми движениями. Это гарантирует хороший контакт между датчиками и поверхностью, позволяя контролировать всю окружность за один проход.
Такая конструкция делает проверку воспроизводимой, независимой от оператора, и намного быстрее, чем контроль того же сварного шва с помощью капиллярного контроля и рентгенографии. Весь процесс контроля с помощью вихретоковой установки занимает всего несколько минут. Размер преобразователя также был сведен к минимуму, чтобы обеспечить его успешное развертывание в ограниченном пространстве.
Индивидуальный вихретоковый матричный датчик, который зажимается вокруг орбитального сварного шва, был разработан для контроля с высоким разрешением
На первом изображении ниже показана индикация C-скана поперечной трещины длиной 2 миллиметра (0,080 дюйма) и глубиной 0,2 миллиметра (0,008 дюйма). На втором рисунке показано указание кластера пористости. Шлюз обнаружения с настроенным порогом помогает выявить дефекты без необходимости ручного анализа данных.
Маленькая трещина
Кластер пористости
Результаты показывают высокое отношение сигнал-шум (SNR), что обеспечивает надежное обнаружение даже для небольших скоплений пор. Используя программное обеспечение для сбора и анализа данных Eddyfi Magnifi®, дефекты могут быть автоматически помечены на основе регулируемого порога сигнала. Усовершенствованные инструменты анализа данных, такие как фильтры, могут помочь снизить уровень шума, еще больше улучшив SNR.
Преимущества
Разработанное решение позволяет надежно обнаруживать небольшие внутренние и внешние трещины и поры всего за несколько минут
Система вихретоковой матрицы, разработанная командой Eddyfi Technologies, позволяет проверять и анализировать данные орбитального сварного шва в течение нескольких минут. Доказано, что он способен обнаруживать небольшие внутренние и внешние трещины, а также скопления пор. Индивидуальная механическая конструкция обеспечивает быструю и воспроизводимую проверку. Благодаря программному обеспечению Magnifi данные легко визуализируются и записываются, а оператор по выявлению дефектов становится независимым.
По сравнению с визуальным контролем и рентгенографией решение Eddyfi Technologies для вихретоковой матрицы экономит время и деньги, сокращая в десять раз время, необходимое для проведения контроля орбитальных сварных швов.
