Дефекты сплошности материала деталей авиационной техники

Основной целью применения МНК в эксплуата­ции является выявление (а иногда и измерение) несплошности материала. Несплошности (неметаллические включения, субмик­ротрещины и др.) обычно содержит любой материал. Однако не всякая несплошность является дефектом, по которому следует деталь браковать или регулярно следить за его развитием до кри­тических размеров, продолжая эксплуатацию детали.

Согласно ГОСТ 17102—71 дефектом называется каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией. Дефекты классифицируют по ряду признаков: по степени локализации, по расположению относи­тельно поверхности детали, по стадии возникновения, ориенти­ровке относительно действующих напряжений, степени опасности и т. д.

По степени локализации несплошности бывают местные и рас­пределенные по всему объему детали или по его значительной части.

По расположению относительно поверхности несплошности раз­деляют на поверхностные, подповерхностные (т. е. расположенные у поверхности в слое толщиной до 1 мм) и внутренние.

По стадии возникновения несплошности бывают производст­венно-технологические и эксплуатационные. уПриближенная клас­сификация по этому признаку, а также по ,виду несплошносте^ приведена в табл. 1.

По ориентировке относительно действующих напряжений де­фекты делят на поперечные и продольные.

По степени опасности согласно ГОСТ 17102—71 дефекты с целью выбора методов и средств контроля относят к критическим, значительным и малозначительным. При этом учитывают харак­тер и размеры дефектов, место их расположения на детали, чув­ствительность материала к концентратору напряжений, особенно­сти конструкции и назначение детали, характер нагружения де­тали (статическое, повторностатическое, динамическое), темпера­туру, коррозионную агрессивность среды и т. д.

К критическим относят дефекты, при наличии которых дальней­шее использование детали недопустимо по соображениям безо­пасности полета или практически невозможно. Это трещины лю­бых размеров, расположенные в местах, являющихся и при отсут­ствии несплошности концентраторами напряжений (по галтелям, в резьбе и в узлах колебаний детали), а также поперек действую­щих напряжений в стойках шасси, дисках и лопатках роторов га­зовых турбин и компрессоров, в лопастях и валах воздушных винтов, балках крыла в местах стыковки с фюзеляжем, сквозные трещины в топливных баках и т. д.

К значительным относят дефекты, которые существенно влияют на использование детали по назначению и (или) на ее долговеч­ность, но не являются критическими. Сюда относятся очаги корро­зии в баллонах кислородной и противопожарной систем и в тру­бопроводах, трещины в лопатках роторов турбин и компрессоров, идущие вдоль действующих напряжений, заковы в кронштейнах, тягах, рычагах, качалках систем управления, лонжеронах, шпан­гоутах, в авиационных колесах и т. д.

К малозначительным относят дефекты, которые не оказывают существенного влияния на использование детали по назначению и (или) на ее долговечность, например плены, небольшие неуста­лостные трещины в лопатках спрямляющих и сопловых аппара­тов, трещины в тормозных дисках, очаги коррозии и небольшие трещины в обшивке, неметаллические включения в малонапря­женных местах кронштейнов, качалок и т. д.

Степень опасности дефектов, нормы на браковку для каждой нагруженной детали устанавливает генеральный (главный) кон­структор.

При определении степени опасности несплошности с целью выбора методов, средств и приемов контроля участки детали (или деталь полностью) относят к группам по напряженности. Напри­мер, выделяют две группы напряженности.

К первой группе можно отнести детали, в которых действую­щие при работе напряжения равномерно распределены. Это пру­жины, клапаны, поршневые пальцы, лопатки сопловых и спрям­ляющих аппаратов, тяги, прямолинейные участки трубопроводов и т. д. В этой группе одинаковые несплошности, расположенные в разных местах, оказывают практически одинаковое влияние НВ прочность детали. Такие детали проверяют МНК по всей поверх­ности или по всему объему.

Ко второй группе можно отнести детали, при работе которых напряжения концентрируются в локальных зонах в связи с кон-

структивной формой или характером нагрузок. Это лопатки рото­ров авиационных двигателей, валы и втулки с резьбой, шлицами и фланцами, зубчатые колеса, болты, лонжероны, балки, некото-

рые детали шасси. Для них степень опасности каждой несплошно — сти определяется близостью ее к концентратору напряжений.

Рис. 1.5. Эксплуатационные дефекты в рабочих лопатках комп­рессора: я — очаги язвенной коррозии {выявлены методом цветной дефектоскопии); б — усталостные трещины (выявлены магпитопорошковым методом); в — из­лом лона і км, очпгом разрушения которой явились усталостные трещины, пропущенные при ремонте (указаны стрелками)

Влияние одинаковых несплошностей на разных участках различно. Для этих деталей при назначении технологии контроля устанав­ливают зоны повышенного внимания.

Дефекты различного происхождения по-разному влияют на прочность детали каждой группы. Так, например, волосовина дли­ной 3—8 мм, глубиной 0,05—0,3 мм при ее расположении перпен-

дикулярно (или близко к этому) к максимальным растягивающим напряжениям в деталях второй группы не допускается, так как снижает предел выносливости в отдельных случаях до 50%. Нали­чие шлифовочных трещин глубиной 0,1—0,2 мм снижает предел выносливости стали 18ХНВА в 3 раза, твердой шарикоподшипни­ковой стали — в 5—10 раз.

Усталостные трещины на деталях второй группы являются критическими дефектами.’На рис. 1.2—1.6 приведены, а в гл. 3—6 описаны некоторые производственные и эксплуатационные, де­фекты, обнаруженные в деталях авиационной техники МНК. Не — выявленные критические и значительные дефекты могут явиться причиной разрушения деталей в эксплуатации.