NDI ved KDS. Ultralydkontroll av Karbonkompositt materialer

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "NDI ved KDS. Ultralydkontroll av Karbonkompositt materialer"

Thorbjørn Jørgensen
7 år siden
Visninger:

1 Ultralydkontroll av Karbonkompositt materialer

2 KDA s s historie med NDT påp karbonfiberkomposittiske materialer startet I Det var en flatbed scanner som hadde mulighet til å scanne med vann-jet (squirter method), reflektor plate, TOF (immersjon) og vanlig automatisk A-scan. A Scan konvolutt var 4700 X 1700mm. Årsaken til at påp den tiden ble innkjøpt en flatbed scanner var alle delene var flate, eller relativt flate. På deler med litt kurvatur ble det brukt en follower som er en vogn som ligger påp delen og følgerf konturen med lydhodet I fast bestemt avstand til overflaten påp komponenten. Denne maskinen har hatt en stor oppgradering hvor software/hardware, are, motorer, skinner og hjul til broen ble byttet. Støyen fra denne maskinen ble da redusert med 16 db. I 2003 ble det gått g til anskaffelse av en mindre flatbed scanner.. Denne maskinen kunne det samme som den gamle, bortsett fra vann-jet. Scan konvolutt er 3000 X 1160mm. I februar 2009 ble det ferdigstilt installasjon av en multiakse-maskin. maskin. Dette er en 10-akset (2 X 5) maskin med scan konvolutt påp 5000 X 3500 X 1000 mm.

3 Utstyret vi bruker er altså 3 automatiske scannere og 2 manuelle apparater. De 2 manuelle apparatene vi bruker er Krautkramer USM 25 DAC. Lydhodene som oftest er i bruk hos oss er: 1 MHz og 2,25 MHz ( 10 og 15 mm) ufokuserte lydhoder til bruk ved d gjennomstrålingsmetoden (through-transmission) transmission) honeycombkontroll. 1 MHz hjullydhoder (Roller probes). 5 MHz (10 mm) ufokuserte til bruk ved gjennomstrålingsmetoden (through-transmission) transmission) av laminat paneler. Under gjennomstrålingsmetoden inngår r også refleksjonsplatekontroll. 5 MHz (6 mm) med forsats til manuelle kontroller, og manuell vurdering av feil MHz (10 mm) for kontroll av vingeskin og styreflater til missiler. siler. Vi har også mulighet til å bruke lydhoder for air-coupled C-scan, C eller Air-scan som vi kaller det. Det er lydhoder med en frekvens påp 400 KHz (0,4MHz), hvor mottaker har en ekstra forsterker.

4 Metoder vi har brukt/bruker: Manual A-scan A (Alle komponenter) Automated C-scan C (Puls ekko) Follower automated PE C-scanC (De fleste komponentene med kurvatur) Time-of of-flight flight C-scan (BAe) Roller probes C-scan ( Tørrkontroll ved bruk av hjullydhoder solar cell paneler til satellitter) Air-coupled C-scan C Through Transmission (solar cell paneler til satellitter) - X-ray ble utført påp limte kjerneskjøter av NSI. Gjennomstrålingsmetoden - Through Transmission (alle honeycomb deler + + +) Reflektor plate C-scanC (glass refleksjon, Dobbel TT)

5 Typer Kontroller vi gjør: Normal puls ekko (skin laminater) Gjennomstrålingsmetoden Through Transmission (alle sandwich parter) Refleksjonsmetoden (Double Through Transmission) Limte flater Carbon mot Carbon. Limte flater Carbon mot metall.

6 Typiske material feil vi finner hos oss: Delamineringer Porer/porøsitet Disbonding Gjenglemt plast/papir Fingertupper fra hansker Linjaler Andre fremmedlegemer Det er heldigvis utrolig lite feil vi finner påp grunn av dyktige folk. Men, - vi merker når n r det er nye mennesker i lay-up

7 Programmer vi har deltatt med ultralyd kontroll er: KDA Penguin MK2/MOD7 Fold wing KDA NSM (Naval Strike Missile) KDA Internal research on canards/wings for missiles CASA/BAe Envisat satellite Eurocopter NH90 Cockpit floor BAe Rudder & Flaperons Dutch Space: Solar cell sandwich panels Planck Goce Galileo JSF Diverse deler til skrog.

8 Bildet under viser hvordan fabric karbonfiber (vev) kan fremkomme påp skjermbildet ved bruk av høy h y frekvens og vann som koblingsmiddel.

9 Bildet under viser hvordan fabric karbonfiber (vev) kan fremkomme påp skjermbildet ved bruk av lavere frekvens og vann som koblingsmiddel.

10 Manual A-scan: A Bildet viser en titan EB-sveis. NDI ved KDS

11 Time-of of-flight flight C-scan. TOF C-scan C ble utført på p rudder & flaperon til Eurofighter. Ved evaluering av scannene kunne vi her lese direkte ut dybden feilene lå. l. Målingene M var nøye n ned til 0,1 mm. Figuren under viser en akseptert komponent.

12 Time-of of-flightflight C-scan. Figuren under viser en komponent med typiske delamineringer og porer. p Sirklene markerer hvor indikasjonene ligger. Alle indikasjoner ble b manuelt A-scannet A og evaluert etter prosjektets spesifikasjoner. I dette tilfellet ble først f komponenten tilbakevist i UT, sås reparert og senere godkjent.

13 Hvor panelene var tykke og stive virket hjullydhoder helt fint. På tynnere paneler med skin tykkelser ned mot 0,2 mm sås vi at hjullydhodene lagde en bølge foran seg. Dette ødela skinene og vi produserte delamineringer og Disbondinger.. Vi var også redd for at dette ville skade/ødelegge delegge selve honeycombene. På dette tidspunktet bestemte vi oss for å gå for ett berøringsfritt ringsfritt system. Vann-jet (water jet through transmission) var utelukket da det lett kunne k komme vann inn i honeycomb cellene via små hull I celleveggene. Det ville bli et problem å få dette ut igjen, og når n panelet er ute i verdensrommet ville vannet noe av vannet fryse, og noe fordampe for sås å legge seg rundt komponenten.. Air-coupled C-scan C (solcelle paneler for satellitter). Disse panelene var sandwich paneler med aluminium honeycomb, i ulike u tykkelser. Skinene var fra 0.2mm til 5mm tykke. I vår v r kontroll brukte vi et analogt utstyr. Lydhodene var påp 400 KHz, med ekstra forsterker i mottakeren. MIDAS hjalp oss med å lage et kretskort for å omgjøre analoge signaler til digitale, og dermed kunne Air-coupled utstyret brukes i de maskinene vi allerede hadde. Vi fikk k da veldig bra C-scan bilder. De følgende f bilder viser resultatet av forskjellige komponenter scannet med Air- coupled C-scan. C

14 Eksempel påp et referansepanel for air-coupled C-scan. NDI ved KDS

Reflektor plate C-scan C (glass reflection, Double TT ): Komponenten blir plassert påp en plan flate (glass, rustfritt stål l etc.) ca. 10 mm fra reflektoren.

15 Reflektor plate C-scan C (glass reflection, Double TT ): Komponenten blir plassert påp en plan flate (glass, rustfritt stål l etc.) ca. 10 mm fra reflektoren. Lydhodet blir oftest satt ca. 40 mm fra reflektor platen. Denne avstanden kommer selvfølgelig lgelig an påp komponentens form og utseende. Scan speed er normalt satt til ca. c 920 mm/sec.

16 Begrensinger Materialtykkelser. Materialkombinasjoner. Vinkellydhoder er ubrukelige i dette materialet Røntgen kan kun brukes til å påvise porøsitet i tykke laminater, og ved kjerneskjøter og eventuelt ødelagte honeycomb kjerner

Like dokumenter

NDT av komposittmateriale i Luftforsvaret (LF)

NDT av komposittmateriale i Luftforsvaret (LF) NDT Konferansen Svalbard 31 August 2009 Arild Lindkjenn FLO/S/Luftkapasiteter Forfatter Prosjektittel 31.08.2009 1 31.08.2009 1 Innhold Komposittmateriale