Fehlerprüfung: Eine Schlüsselphase der Vorprüfung

Mar 09, 2024

Jeder Lüfterflügel muss auf interne Mängel überprüft werden, bevor er für den Einbau freigegeben wird.

Moderne Düsentriebwerke verbessern die Effizienz von Flugzeugen dank fortschrittlicher Materialien und präziser Bearbeitung um 10–20 %. Der Lüfter an der Vorderseite des Motors saugt große Mengen Luft zur Komprimierung, Verbrennung und Expansion durch den Motorkern. Der Großteil der Luft des Lüfters wird durch den Sekundärkanal (außerhalb des Kerns) umgeleitet, was den Triebwerksschub erhöht.

Der schnell rotierende Lüfter besteht aus Carbon-Verbundblättern, die zu leichteren und effizienteren Triebwerken führen und es den Fluggesellschaften ermöglichen, durch Gewichtsreduzierung Treibstoff zu sparen.

Kohlefaser-Verbundblätter werden aus wärmebehandelten Kohlefasern und speziellem Epoxidharz hergestellt. Die präzise Schichtung der Fasern ermöglicht eine verbesserte Schlagfestigkeit. Darüber hinaus wird an der Hinterkante eine einzigartige Form eines Glasfaserverbundwerkstoffs verwendet, um die Aufprallbelastung des Rotorblatts abzuleiten.

Lüfterflügel müssen gründlich getestet werden, bevor sie für den Einbau zugelassen werden. Hersteller von Lüfterblättern nutzen modernste Geräte und Maschinen, um jedes Blatt auf Mängel zu prüfen.

Unter zerstörungsfreier Prüfung (NDT) versteht man eine breite Gruppe von Analysetechniken, mit denen die Eigenschaften eines Materials, einer Komponente oder eines Systems bewertet werden, ohne es zu beschädigen oder zu verändern. Ultraschall-, Röntgen- und Eindringprüfungen sind einige der häufigsten Beispiele für zerstörungsfreie Prüfungen, die bei Lüfterflügeln eingesetzt werden.

Die Ultraschallprüfung (UT) basiert auf der Ausbreitung von Ultraschallwellen innerhalb der Lüfterflügel. Kurze Ultraschallimpulswellen (mit einer Frequenz von 0,1 bis 50 MHz) werden in die Klinge gesendet, um interne Materialfehler zu erkennen. Zur Überwachung von Materialinkonsistenzen werden verschiedene Größen, einschließlich Tiefe und Dicke, gemessen.

Während einige Mängel von den Ausgangsmaterialien geerbt werden können, können andere während des Herstellungsprozesses entstehen. Bemerkenswert ist, dass die Ultraschalluntersuchung die höchsten Auflösungen liefert, wenn sie an Metallen (einschließlich Legierungen) durchgeführt wird. Die Technik kann jedoch auf Beton, Holz und Verbundwerkstoffen angewendet werden.

Hersteller wie General Electric verwenden solche Techniken, um etwaige Anomalien in den Verbundwerkstoffen zu identifizieren, die für Lüfterflügel verwendet werden. Basierend auf den Ergebnissen können zukünftige Materialien und der Herstellungsprozess verbessert werden, um eine höhere Ausbeute zu erzielen. GE konnte beispielsweise die Ausbeute an Lüfterblättern des GE90-Triebwerks von 30 % in den ersten Tagen der Herstellung auf 97 % steigern.

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Bei der Radiographietechnik wird ionisierende Strahlung zur Untersuchung von Materialien und Komponenten verwendet, bei denen das Potenzial besteht, technische Strukturen zu versagen. Bei der industriellen Radiographie werden Röntgenstrahlen, Gammastrahlen oder Neutronen verwendet, die von speziellen Detektoren eingefangen werden, um die innere Form der Lüfterflügel zu betrachten.

Neben Schweißen und Gießen wird es auch bei der Prüfung von Verbundwerkstoffen eingesetzt. Hersteller von Lüfterblättern verwenden diese gängige Technik zur Oberflächencharakterisierung oder zur Identifizierung inhärenter Oberflächenfehler. Laut GE,

Die Arbeiter untersuchten jede einzelne Klinge mit Röntgenstrahlen, Ultraschall, Laser und anderen Werkzeugen auf Mängel.

Die Eindringprüfung (PI) wird typischerweise zur Prüfung von Oberflächenfehlern in nicht porösen Materialien, einschließlich Verbundwerkstoffen, verwendet. Bei diesem Verfahren wird der Innenhohlraum der Schaufel mit Stickstoffgas unter Druck gesetzt. Haarrisse oder andere Risse führen zu einem Druckverlust im Hohlraum, der vom in der Wurzel eingebauten Sensor zur Erkennung von Druckänderungen erkannt wird.

Pl wird auch zur Erkennung von Oberflächenrissen und Undichtigkeiten aufgrund von Guss-, Schmiede- und Schweißarbeiten verwendet. Es ist bemerkenswert, dass eine ähnliche Inspektionsmethode während der betrieblichen Wartung des Motors verwendet werden kann.

Was halten Sie von den verschiedenen Arten der Defektprüfung von Lüfterflügeln? Teilen Sie es uns im Kommentarbereich mit.

Autor – Omar ist ein Luftfahrt-Enthusiast und hat einen Doktortitel. in Luft- und Raumfahrttechnik. Omar verfügt über zahlreiche Jahre Erfahrung in Technik und Forschung und möchte sich auf forschungsbasierte Luftfahrtpraktiken konzentrieren. Neben der Arbeit liebt Omar das Reisen, den Besuch von Luftfahrtstandorten und das Beobachten von Flugzeugen. Sitz in Vancouver, Kanada