|
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВИЗУАЛЬНО–ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ГАЗОВОЗДУШНОГО ТРАКТА АВИАДВИГАТЕЛЕЙ
Александр Сергеевич Мачихин,
начальник отдела промышленных оптических систем ПА "МЕГА”
Введение
К настоящему времени сложилась устойчивая тенденция эксплуатации авиационной техники по результатам оценки ее технического состояния. Такой подход способствует оптимизации расходов предприятия на ремонт и закупку комплектующих, так как позволяет обнаруживать тенденцию развития дефектов на относительно ранних стадиях, а следовательно, своевременно принимать меры по ее предотвращению или замедлению. В условиях нынешней финансово-экономической и материально-технической ситуации на отечественных предприятиях авиационной отрасли данный подход кажется наиболее оправданным, так как вырабатывающая остатки ресурса техника и отсутствие у эксплуатирующих организаций финансовой возможности закупки новых образцов, как правило, заставляют искать пути продления срока службы имеющейся техники.
Очевидно, что для реализации указанного подхода к эксплуатации авиационной техники необходимым условием является использование передовых средств и методов технической диагностики и неразрушающего контроля.
Визуально-измерительный контроль
Одним из методов, нашедших наиболее широкое распространение, является визуально-измерительный контроль (ВИК), который позволяет оперативно решать задачи наблюдения и бесконтактного измерения дефектов деталей авиационных двигателей (АД), что крайне важно в полевых условиях работы.
Основным инструментом ВИК проточной части газовоздушного тракта (ГВТ) АД в настоящее время является технический эндоскоп - оптический прибор для осмотра труднодоступных полостей. Требование проведения эндоскопии (бороскопии) АД носит не только рекомендательный, но зачастую обязательный характер. Так, например, двигатели GE, Pratt & Witney, SNECMA и многих других производителей подлежат регулярному эндоскопическому контролю в обязательном порядке.
До недавнего времени наиболее популярными оставались оптоволоконные эндоскопы для визуального наблюдения. При этом результат оценки технического состояния ГВТ АД существенно зависит от квалификации оператора-дефектоскописта, что зачастую приводило к субъективному завышению или занижению степени опасности дефекта. В комплекте со специализированными оптическими адаптерами и регистрирующими устройствами (фото- и видеокамерами) оптоволоконные эндоскопы составляли существенную конкуренцию видеоэндоскопическим системам. Это объяснялось их портативностью, простотой использования и сравнительно низкой стоимостью. Однако недостаточная разрешающая способность, наличие большого количества соединительных кабелей, отсутствие возможности измерения размеров дефектной области, отсутствие специализированного программного обеспечения для документирования результатов контроля и другие недостатки делают данный тип приборов неудобным как с точки зрения непосредственного использования, так и с точки зрения обработки результатов контроля.
Последние достижения ведущих мировых производителей досмотровой техники позволяют с уверенностью утверждать, что современные видеоэндоскопы по всем основным техническим и эргономическим параметрам превосходят оптоволоконные аналоги и в ближайшей перспективе придут им на смену при решении большинства авиационных задач, связанных с ВИК.
Портативные видеоэндоскопы jProbe
Основные направления развития видеоэндоскопии в настоящее время связаны с уменьшением массы и габаритов приборов, расширением возможностей передачи, хранения и постобработки изображений и видеозаписей.
Показательным примером неизмерительных видеоэндоскопов среднего класса являются видеоэндоскопы jProbe (Япония). Их отличают компактное и эргономичное конструктивное исполнение, возможность автономной работы на протяжении 10 ч, широкий выбор моделей с зондами диаметром 5…10 мм и длиной 0,45...15 м. Эффективность видеоэндоскопов jProbe при осмотре ГВТ АД подтверждается успешным опытом их применения ОАО "НПО "Сатурн", авиакомпанией "Таймыр" и другими авиационными предприятиями.
Видеоэндоскоп jProbe PX-2005 представляет собой многофункциональный прибор с регулируемой фокусировкой объектива, вольфрамовой оплеткой зонда и другими достоинствами, которыми ранее обладали только видеоэндоскопы топ-класса. Он позволяет осуществлять запись, хранение и обработку информации.
Видеоэндоскоп jProbe VD в настоящее время является самым легким (400 г при длине зонда 1,5 м) прибором такого класса на отечественном рынке, обладая при этом всесторонней артикуляцией зонда и возможностью записи изображений и видео на карту памяти SD.
Измерительные видеоэндоскопы серии XL GO
Бесспорным мировым лидером технической эндоскопии в настоящее время является выпущенный в 2008 г. компанией GE Sensing and Inspection Technologies видеоэндоскоп XL GO. Этот прибор представляет собой программно-аппаратный комплекс для проведения полного цикла работ по ВИК проточной части ГВТ АД: регистрации дефектов, их измерения, подготовки изображений дефектов для отчета. Являясь самым легким (1,7 кг при длине зонда 3 м) измерительным видеоэндоскопом в мире, данный прибор сочетает в себе следующие достоинства:
- автономность работы в течение 4 ч;
- возможность проведения трех типов высокоточных (до 0,01 мм) измерений (стереоскопические, теневые и сравнительные), что позволяет измерять дефекты любой формы и текстуры оптимальным образом;
- отсутствие ламп (заменены светодиодами) и других расходных материалов;
- возможность записи аудиокомментариев;
- широкий выбор сменных объективов;
- высокую климатическую стойкость (диапазон рабочих температур -25...+80°С, допустимая относительная влажность до 95%, ударостойкая и влагонепроницаемая конструкция корпуса и зонда).
Инструментальные видеоэндоскопы Richard Wolf
В настоящее время остро стоит задача не только диагностики, но и проведения работ в труднодоступных местах АД без его разборки, таких как резка, шлифовка, полировка, зачистка лопаток и других элементов АД. Очевидно, что прибор для решения указанных задач должен быть способен доставить инструмент в заданную зону проточной части ГВТ, провести необходимые действия и проконтролировать результаты.
Первой в мире в серийное производство подобные системы запустила компания Richard Wolf GmbH (Германия). Разработанные на базе жестких линзовых эндоскопов системы зачистки лопаток Richard Wolf обеспечивают непрерывное наблюдение за инструментом в ходе выполнения работ и своевременное и высокоточное управление им. Высокое качество изображения, видеосъемка процесса, большой выбор быстросменяемых инструментов и интерактивное изменение режима их работы делают такую систему уникальным инструментом контроля состояния и поддержания работоспособности АД, позволяющим избежать такой дорогостоящей процедуры как внеплановое снятие АД.
Программное обеспечение SRVISION (System in Remote Vision)
В условиях возрастающих требований к скорости и степени автоматизации процесса контроля состояния авиационной техники наряду с вышеописанными приборными средствами на передний план выходят инструменты для обработки и архивирования результатов контроля. Такими инструментами, как правило, являются специализированные программы. Анализ современного программного обеспечения свидетельствует, что универсального продукта, способного осуществлять весь цикл работ от получения информации с оптико-электронных приборов ВИК (видеоэндоскопов, проталкиваемых камер и пр.) до генерации готовых отсчетов, до недавнего времени не существовало.
В 2008 г. компания Mega Technologies GmbH (Германия) первой вышла на отечественный рынок с программным обеспечением, предназначенным для решения указанной задачи. SRVISION - продукт, позволяющий не только облегчить документирование и обработку результатов контроля, но и повысить точность и степень объективности этих процедур.
Для этого предусмотрены функции ведения базы данных осмотров, отслеживания технического состояния узлов и агрегатов АД в процессе эксплуатации, обмена информацией между разработчиками, отраслевыми институтами и эксплуатантами авиационной техники по технологии шифрования ITDS (Industrial Testing Digital Signature), и, как следствие, обеспечена возможность принятия объективного решения о целесообразности дальнейшей эксплуатации АД.
Совместное использование описанных ранее видеоэндоскопов серий jProbe и XL GO и программного обеспечения SRVISION позволяет максимально автоматизировать процесс осмотра и минимизировать временные и материальные затраты при его проведении.
Дополнительные аксессуары
Опыт использования эндоскопического оборудования в условиях реального производства и эксплуатации АД свидетельствует о целесообразности использования множества дополнительных аксессуаров, значительно упрощающих работу с оборудованием и продлевающих срок его службы. До недавнего времени эти аксессуары можно было приобрести только на заводе-производителе за рубежом, что требовало существенных временных и финансовых затрат.
В настоящее время специалисты Промышленной ассоциации "МЕГА" наладили опытное производство всего спектра изделий, необходимых для качественного осуществления технической эндоскопии промышленных объектов, в том числе:
- центраторов серии CS под трубопроводы диаметром 10…300 мм;
- жестких и полужестких направляющих длиной до 2 м;
- защитной оплетки зондов;
- внешнего инструментария для зондов длиной до 3 м;
- систем автономного питания PB-500, PB-1500 для эндоскопических систем;
- систем дистанционной беспроводной передачи "живого" видео SRV-WSVIDEO, необходимых в случае значительного (до 100 м) удаления поста обработки от места исследования;
- источников света для оптоволоконных эндоскопов и многого другого.
Заключение
Видеоэндоскопами в настоящее время располагают многие авиационные предприятия в России и за рубежом: General Electric Aircraft Engines, Rolls Royce Engines, ОАО "НПО "Сатурн", ОАО "НПО ЭНЕРГОМАШ им. академика В.П. Глушко" и другие.
В Российской Федерации использование таких систем в целях эксплуатации и ремонта авиационной техники согласно действующему законодательству возможно после проведения технической экспертизы (оценки эксплуатационных, метрологических и экономических характеристик) соответствующими государственными органами и оформления решения на эксплуатацию в ФСВТ России. В настоящее время ГосНИИ ГА проводит сертификацию видеоэндоскопов серий jProbe и XL GO, а также программного обеспечения SRVISION для применения их в ФСВТ России и внесения в отраслевой реестр.
Литература
1. Клюев В.В., Соснин Ф.Р., Ковалев А.В. Неразрушающий контроль и техническая диагностика: Справочник. Под ред. Клюева В.В. М.: Машиностроение, 2003. 656 с.
2. Чигорко А.Б., Чигорко А.А. Узлы и системы волоконно-оптических эндоскопов. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. 134 с.
3. Бондарев О.Ю., Бармин В.И. Авиационный симпозиум в Мюнхене. // Двигатели. 2004. № 1. С. 16-17.
Промышленная ассоциация "МЕГА":
Россия, Москва, 129343, проезд Серебрякова д. 2, кор. 1, офис 812.
Тел.: (495) 982-5989, 221-0628, 221-0635, 226-2996.
Факс: (495) 748-1360.
E-mail: info@pamega.ru
Internet: http://www.pamega.ru