Тепловизоры
Охранные тепловизоры
Медицинские тепловизоры
Ультразвуковые дефектоскопы, толщиномеры
Ультразвуковой анализатор дефектов
Ультразвуковые расходомеры
Прибор для контроля и анализа вибрации проводов линий электропередачи
Измерители физических величин
Гелиевые и галогенные течеискатели
Прибор для определения степени коррозии трубопроводов
Георадар для поиска и идентификации подземных объектов
Системы вибромониторинга, вибродиагностики и управления производственными фондами
Пирометры
Черные тела (АЧТ)
ультрафиолетовый дефектоскоп филин
Электроизмерительные приборы
Прибор для контроля элегазовых выключателей
Корреляционные и акустические течеискатели для подземных коммуникаций
Твердомеры
Трубо-кабелеискатели
Газоанализаторы дымовых газов
Beta Laser Mike
Тепловизоры
Пирометры, линейные сканеры и ИК-камеры
Толщинометрия и дефектоскопия
Ультрафиолетовый дефектоскоп Филин
Электроизмерительные приборы
Корреляционные и акустические течеискатели для подземных коммуникаций
Прибор для определения степени коррозии трубопроводов
Системы вибромониторинга, вибродиагностики и управления производственными фондами
MIKRON (США)
PANAMETRICS-NDT™, США
FUJI TECOM (Япония)
CHAUVIN ARNOUX (Франция)
L. H. Testing Instruments Co., Ltd.
НОВОСТИ КОМПАНИИ
НОВОСТИ NDT
новые пирометры серии MI-N500
Новые тепловизоры от фирмы GUIDE
тепловизоры модели IR913
новые модели одно- и 3- фазных цифровых TRMS ваттметров
????????, ???????????
Печать

  ИЗМЕРЕНИЕ ТОЛЩИНЫ СТЕНОК ПОЛЫХ ЛОПАТОК ТУРБИН


Область применения: Измерение толщины стенок полых лопаток турбин.

Проблема:

Большинство лопаток турбин, использующихся в авиационных двигателях и других подобных системах, являются полыми, что обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости внутри них. Перекосы заготовки для отливки, неправильная обработка или обычный износ поверхности лопаток во время работы могут привести к уменьшению толщины стенок до недопустимого уровня. Механические измерения толщины стенок обычно невозможны без разрушения лопатки. Этого можно избежать, используя ультразвуковые методы контроля.

Оборудование: В зависимости от формы лопатки и измеряемой толщины, можно использовать три типа ультразвуковых измерительных приборов (систем):

  1. Цифровые толщиномеры (например, модели 25DL PLUS) с иммерсионными преобразователями или преобразователями с линией задержки. Отображение эхосигналов на экране толщиномера 25DL PLUS позволяет контролировать степень контакта преобразователя с поверхностью изделия.

  2. Генераторы импульсов/приемники (например, модели 5072PR или 5800PR) с иммерсионными преобразователями или преобразователями с линией задержки и осциллографом. 3. Специальные измерительные системы, состоящие из генератора импульсов/приемника с логическими схемами стробирования и синхронизации и осциллографа. Такие системы используются, в частности, для измерения толщины тонких стенок и в других специальных случаях, когда необходимо использовать высокочастотные преобразователи.

Порядок измерения:

Выбор измерительного прибора для данного типа измерений зависит от требований заказчика и акустических свойств материала, из которого выполнены лопатки. Основные критерии выбора приведены ниже:

  1. Тип преобразователя. Для измерения толщины стенок лопаток турбин используются как преобразователи с линией задержки и иммерсионные преобразователи. В некоторых случаях можно использовать преобразователи с линией задержки, которые обеспечивают хороший контакт с поверхностью лопаток. При использовании иммерсионных преобразователей необходим контроль проникания ультразвука в изделие с помощью функции PC Scope. Однако кривизна вогнутых участков поверхности лопаток может не обеспечивать необходимую степень контакта преобразователя с линией задержки. Чаще всего при радиусе кривизны вогнутых поверхностей до 200 мм можно использовать преобразователи с линией задержки, имеющие диаметр рабочей поверхности 3 мм (M203 и M208). При меньших радиусах кривизны проблему часто позволяют решить преобразователи с контурированными линиями задержки. Такие преобразователи можно в некоторых случаях использовать и при еще меньших радиусах кривизны, однако, при наличии сильно изогнутых поверхностей (в частности, при измерениях со стороны передних ребер лопаток) лучше всего использовать иммерсионные преобразователи. Преобразователь V316-B с частотой 20MHz и открытая локальная иммерсионная ванна B-120 представляют собой самое распространенное сочетание для ручного измерения толщины стенок лопаток иммерсионным способом. В некоторых случаях, когда для измерения толщины участков с вогнутыми поверхностями нельзя использовать обычные преобразователи с линией задержки, можно использовать фокусированные преобразователи с линией задержки V260-SM и V260-RM Sonopen.

  2. Режим измерения. Измерения толщины с использованием преобразователей с линией задержки и иммерсионных преобразователей могут выполняться в режиме 2 (от эхосигнала границы сред до первого донного эхосигнала) или в режиме 3 (между последовательными эхосигналами после эхосигнала границы сред). Режим 3 обеспечивает лучшую разрешающую способность при измерении малых толщин, чем режим 2. Однако использование этого режима возможно только при наличии нескольких донных эхосигналов в точке измерения. При наличии только одного донного эхосигнала (из-за кривизны поверхности или ослабления ультразвука) измерения следует проводить в режиме 2. Работу как в режиме 2, так и в режиме 3 обеспечивает толщиномер модели 25DL PLUS. Оптимальная установка для данного типа измерений должна быть выбрана с помощью опорных образцов, представляющих диапазон измеряемых толщин и реальную форму лопаток.

  3. Диапазон толщин. Минимальная толщина стенок металлических лопаток при использовании преобразователя с линией задержки или иммерсионного преобразователя с частотой 20 МГц составляет приблизительно 0,15 мм (в режиме 3) и 0,5 мм (в режиме 2). Это самая высокая частота, которую может иметь преобразователь, когда он используется с цифровыми толщиномерами производства компании GE Panametrics. Если необходимо измерить меньшую толщину, следует использовать генераторы импульсов/приемники или специальные приборы, обеспечивающие более высокие частоты.

  4. "Мертвые" точки. Полые лопатки турбин иногда имеют внутри дополнительные конструкции (стабилизаторы или ребра прочности), выполненные из других материалов. Эти конструкции обеспечивают определенное направление циркуляции охлаждающей жидкости или придают лопатке дополнительную прочность. Чаще всего в точках, где расположены эти конструкции, донный эхосигнал получить невозможно. Это происходит потому, что они нарушают равномерность внутренней поверхности, необходимую для удовлетворительного отражения ультразвука. Если эти конструкции расположены плотно, более четкие эхосигналы будет обеспечивать фокусированный иммерсионный преобразователь, имеющий малый диаметр ультразвукового луча, чем преобразователь с линией задержки. Кроме этого, сильное сужение стенки лопатки создает значительную непараллельность внутренней и внешней поверхности. Это приводит к искажению эхосигналов и ошибкам при измерении.

Во всех случаях комбинация преобразователь/измерительный прибор должна определяться при помощи образцов реальных изделий, повторяющих форму измеряемого изделия. Это особенно важно из-за широкого разнообразия геометрических конфигураций лопаток турбин.

Рисунок 1

На рисунке 1 изображены эхосигналы от задней кромки вогнутой лопатки турбины толщиной 1 мм, полученные в режиме 3 при использовании преобразователя M208. Достаточно большой радиус кривизны поверхности в точке измерения обеспечивает хороший контакт преобразователя M208 с поверхностью лопатки. Наличие нескольких чистых эхосигналов позволяют проводить измерения в режиме 3.
Рисунок 2

На рисунке 2 изображены эхосигналы от выгнутой поверхности стенки лопатки турбины толщиной 1 мм, полученные также при использовании преобразователя M208. В данном случае наличие внутренних ребер жесткости отчасти ослабляет эхосигнал. При отсутствии нескольких чистых эхосигналов рекомендуется использовать для измерений режим 2.
Рисунок 3

На рисунке 3 изображены эхосигналы от сильно изогнутой выпуклой (с радиусом кривизны 25 мм) толстой (толщиной 2 мм) секции лопатки турбины, полученные при использовании иммерсионного преобразователя V316-BB с частотой 20 МГц, установленного на локальную открытую иммерсионную ванну В-120. В данном случае сильная кривизна выпуклой поверхности затрудняет использование преобразователя с линией задержки. Чтобы убедиться в оптимальном контакте преобразователя с поверхностью изделия при наличии сильно изогнутых поверхностей, для оператора является существенным контроль за формой эхосигналов.

Примечание:

Кроме стандартных иммерсионных преобразователей и преобразователей с линией задержки компания GE Panametrics выпускает три специальных низкопрофильных преобразователя с линией задержки с частотой 20 МГц, которые используются для измерений толщины лопаток турбин в многолопаточных блоках, где пространство между лопатками ограничено и доступ к ним затруднен. Высота преобразователя с линией задержки M2054 с частотой 20 МГц составляет 6,75 мм. Кроме того, он оснащен рукояткой длиной 75 мм. Преобразователь M2055 аналогичен упомянутому выше, но его высота вместе с линией составляет 10 мм. Преобразователь V2034 оснащен 10 мм головкой, установленной на изогнутой рукоятке длиной 300 мм. Чертежи этих преобразователей компания высылает по отдельному запросу.

Компания GE Panametrics может также поставлять комплекты специального оборудования для измерений толщины стенок лопаток турбин, включающие цифровые толщиномеры, генераторы импульсов/приемники и осциллографы различных типов. Для получения более подробной информации обратитесь в “Диагност” - представителю компании GE Panametrics.

Три изображения эхосигналов, приведенные в данной статье, были получены с помощью толщиномера модели 25DL и функции PC Scope. Функция PC Scope позволяет мгновенно отображать реальные ультразвуковые сигналы со строб-импульсами и показаниями толщины непосредственно на экране компьютера. Это очень удобно в сложных случаях контроля или при необходимости очень тщательной установки значений параметров измерения.