Неразрушающий контроль крупногабаритных композитных изделий

Неразрушающий контроль (НК) большинства крупногабаритных композитных изделий сложной формы является ответственной технологической операцией и требует сложного автоматизированного оборудования. Одним из наиболее перспективных и эффективных методов НК таких изделий является метод активной термографии.

Компания ООО «Локус» занимается исследованиями в области активного теплового контроля и разработала систему автоматизированного неразрушающего контроля «Локотерм» для бесконтактного поиска внутренних и поверхностных дефектов в изделиях из слоистых угле- и стеклопластиков, в том числе в крупногабаритных телах вращения.

Система «Локотерм» предназначена для контроля изделий криволинейной формы типа «цилиндр» и «усеченный конус» диаметром до 2500 мм с высоким допуском к овальности. Благодаря использованию сверхчувствительной инфракрасной камеры (тепловизора), система позволяет выявлять дефекты размером от 3 мм в различных композитных структурах.

Контроль изделий производится при автоматизированном взаимном перемещении блока активной термографии (термографа) и специального дополнительного нагревателя относительно контролируемого изделия. Таким образом, данная система позволяет реализовывать как одностороннюю термографию, так и двустороннюю, что потенциально увеличивает предельную глубину контроля до 10 мм. Блок термографа системы «Локотерм» разработан компанией ООО «Локус».

В основе системы лежит реализация метода активной термографии, при котором, объект контроля нагревается галогенными лампами, а изменение температуры поверхности изделия регистрируется инфракрасной камерой. Выявленные дефекты отображаются на тепловых изображениях детали – термограммах, как более тёмные или более светлые области. Таким образом, критерием дефектности изделия является однородность зарегистрированного теплового поля на поверхности объекта контроля (ОК).

В системе «Локотерм» используются современные средства автоматизации, позволяющие эффективно сканировать большие детали. Кроме оперативности контроля, автоматизация процесса НК увеличивает достоверность и повторяемость контроля.

Для отслеживания текущего положения поверхности криволинейного ОК относительно термографа и автоматического поддержания их заданной взаимной конфигурации в ходе сканирования, в системе «Локотерм» заложена система слежения за поверхностью ОК на основе лазерных дальномеров.

В систему встроено, уникальное программное обеспечение Ассесор-Термо, разработанное в ООО «Локус» и содержащее наиболее эффективные алгоритмы обработки термограмм, которые улучшают выявляемость дефектов на снимках.

Пример отображения в ПО "Асессор-Термо"   

Пример выявления дефектов на термограммах

После автоматической обработки изображений, пользователю системы доступны инструменты анализа полученных изображений и формирования протокола результатов контроля по установленной заказчиком форме. Также пользователю доступна функция автоматического поиска дефектов на термограммах, позволяющая упростить и ускорить процесс анализа термограмм.

Система «Локотерм» может быть адаптирована к контролю изделий из композиционных материалов различных форм и размеров. С помощью системы «Локотерм» возможно выявление таких дефектов, как:

• непроклеи;
• расслоения;
• полости;
• отслоения обшивки;
• инородные включения;
• поры;
• другие дефекты композитных структур.

Пользователи системы получат важные преимущества для выявления дефектов в композитных материалах:

• повышение оперативности контроля;
• контроль изделий со сложной геометрией;
• использование бесконтактного метода, не требующего использования контактной жидкости;
• низкие требования к шероховатости поверхности объекта контроля.

Модульная архитектура системы «Локотерм» позволяет использовать термограф отдельно от системы автоматизированного сканирования в качестве мобильного прибора НК. Термограф «Локотерм» может применяться для оценки остаточного ресурса композитных изделий в эксплуатации, а также для лабораторных целей.

 

Ведущий инженер - разработчик ООО «ЛОКУС» к.т.н. Котовщиков И.О.