Одной из мер предупреждения появления дефектов деталей и узлов газовоздушного тракта является применение неразрушающих методов контроля. Наиболее распространенным из них считается визуально-оптический контроль через специальные смотровые или технологические лючки на корпусе двигателя с помощью специальных оптических приборов - эндоскопов.

Главными задачами при визуально-оптическом контроле являются:

  • обнаружение дефекта и сравнение его размеров с допустимыми нормами;
  • передача изображений дефекта, при необходимости, на предприятие-разработчик и предприятие-изготовитель двигателя для анализа и принятия решения о дальнейшей эксплуатации газотурбинной установки (ГТУ).

Для решения перечисленных задач предприятиями, эксплуатирующими газотурбинные двигатели, широко используются жесткие линзовые и гибкие волоконно-оптические эндоскопы. Однако данное оборудование позволяет решать только задачи осмотров труднодоступных мест. И хотя качество изображения при наблюдении в окуляр в таких приборах достаточно высокое, все же оно не лишено серьезных недостатков.

Во-первых, отсутствует возможность точного определения размеров дефекта. Результат оценки в значительной степени зависит от квалификации контролера. При этом возможно как субъективное завышение, так и занижение степени опасности дефекта.

Во-вторых, при длительном контроле серьезно утомляются глаза и повышается риск пропуска дефектов.

В-третьих, время передачи фото- или видеоизображений дефектов для анализа может исчисляться несколькими днями.

Безусловно, применение цифровых фото-видеокамер и современных средств коммуникаций в десятки раз сократило время обработки изображений дефектов, принятия решений по дальнейшей эксплуатации газотурбинных установок, позволило создать электронную базу дефектов, следить за их развитием в процессе эксплуатации. В тоже время качество изображений по сравнению с пленочными фотокамерами не улучшилось. Недостатки освещенности, ограниченное поле зрения, потеря цветности, муаровые полосы, связанные с наложением сотовой структуры оптоволокна на ПЗС-матрицу камеры, «смазанность» снимков - все это в значительной мере лишает изображение дефекта необходимой информативности.

Для проведения визуально-оптического контроля узлов и деталей авиационных двигателей уже многие годы используют видео-эндоскопические системы, лишенные недостатков волоконно-оптических приборов. За последние 15 лет сменилось 5-6 поколений таких систем.

Принципиальное отличие видеоэндоскопов от всех других систем заключается в том, что изображение контролируемого объекта формируется с помощью высокочувствительной ПЗС-матрицы, расположенной в погружаемом конце эндоскопа.

Использование видеосигнала открывает широкие возможности контроля:

  1. Наблюдение изображений на цветном жидкокристаллическом мониторе высокого разрешения;
  2. Запись сигнала как на видеомагнитофон, так и на стандартные компьютерные носители информации с одновременной записью звуковых комментариев;
  3. Простое и достаточно точное (с разрешением до 0,1 мм) определение размеров дефектов;
  4. Обработка изображений с использованием специального программного обеспечения;
  5. Цифровое увеличение изображений, в том числе в реальном времени;
  6. Сравнение текущего изображения с полученным ранее архивным снимком, при помощи системы «разделения» экрана.

С целью повышения качества визуально-оптического контроля при обслуживании газотурбинных установок нашим конструкторским бюро в 2005 году приобретены две видео-эндоскопические системы IPLEX II производства фирмы «OLYMPUS» с цифровой регистрацией фото- и видео-изображений.

Двухлетний опыт применения этих систем выявил следующие преимущества:

  • при непосредственном контроле наблюдение стало более комфортным, изображение - панорамным;
  • освещенность места контроля стала равномерной, регулируемой в широких пределах. Появилась возможность компенсировать блики от полированных поверхностей;
  • высокое качество изображения и наличие сменных адаптеров бокового обзора позволяет отказаться от применения жестких линзовых эндоскопов и использовать один гибкий видео-эндоскоп для всех видов визуально-оптического контроля ГТУ;
  • качество записи соответствует требованиям современных видео-камер;
  • резко снизилась утомляемость глаз при контроле, а значит уменьшился риск пропуска дефектов;
  • появилась возможность одновременного проведения контроля несколькими специалистами;
  • цифровая запись увеличила оперативность передачи необходимых данных для анализа и принятия решения по эксплуатации ГТУ.

Сравнение результатов визуально-оптического осмотра нижних полок соплового аппарата
1 ступени, выполненного при помощи специального оптического оборудования:

а) гибкого волоконного
эндоскопа OLIMPUS F8C5-20
(диаметр 8 мм)
и цифровой фотокамеры
OLIMPUS C 4040

 

б) гибкого волоконного
эндоскопа OLIMPUS F8C5-20
(диаметр 8 мм)
и цифровой фотокамеры
OLIMPUS С 7070

 

в) видеоэндоскопа IPLEX II
(диаметр зонда 6 мм)

В настоящее время с целью получения возможности определения размеров дефектов планируется провести модернизацию существующих систем IPLEX II. В перспективе - приобретение видео-эндоскопических систем последнего поколения IPLEX FX, которые имеют качественно новую, светодиодную подсветку вместо волоконно-оптической, значительно меньшие габариты (вес всего 4,5 кг с аккумулятором) и возможность работы от аккумулятора в течение 2,5 часов.

Игорь БУШУЕВ,
начальник бригады РСК отдела неразрушающих методов контроля ОАО «Авиадвигатель»

 

Мнение

Николай КОКШАРОВ,
первый заместитель генерального директора - Генерального конструктора,
начальник ОКБ ОАО «Авиадвигатель»

«Применение современных видео-эндоскопических систем нового поколения значительно сократило время проведения регламентных работ, повысив достоверность проводимого контроля и позволяя оперативно решать вопросы диагностики технического состояния газотурбинных установок с неизменно высоким качеством».