Kiểm tra vỏ máy bay với đầu dò Phased Array quét ngang (Phased Array Lateral)

Ứng dụng

Kiểm tra thân vỏ trên máy bay cấu tạo bằng hợp kim nhôm để tìm các vết xước sâu và các vết nứt bắt nguồn từ các lỗ đính tán (ghép nối các lớp vỏ).

Background

Ưu điểm của quét ngang là có thể tập trung chùm tia theo hướng cạnh. Khi chùm tia được hội tụ theo hướng cạnh, việc kiểm tra sẽ dễ dàng phân biệt giữa tín hiệu phản xạ đến từ hình dáng kết cấu (chẳng hạn như lỗ đinh tán) và phản xạ từ các vết nứt. Việc sử dụng các hình ảnh S-Scan giúp việc phân tích trở nên đơn giản hơn. Khi lái chùm tia theo hướng ngang, góc xiên của chùm tia thay đổi trong khi góc khúc xạ vẫn cố định. Cấu hình đầu dò và nêm này rất hữu ích cho một số ứng dụng như kiểm tra lớp skin bên dưới quanh vị trí đinh tán trên thân máy bay. Các khuyết tật điển hình được phát hiện là các vết nứt ăn với lỗ đinh tán hay các vết khắc/xước sâu. Kỹ thuật này có ưu điểm khi gặp các vết nứt lệch góc; nói cách khác, khi định hướng vết nứt không vuông góc với hướng chùm tia.

Hình ảnh này chưa có thuộc tính alt; tên tệp của nó là OmniScan_Lateral-Array-Probe1.jpg
Thiết bị siêu âm Phased array với đầu dò gắn trên nêm Lateral (nằm ngang)

Thiết bị sử dụng

• OmniScan MX2 hay OmniScan X3 cấu hình 16:128 or 32:128
• Hỗ trợ cấu hình đa Group để phát hiện các vết nứt dọc theo hàng đinh tán bên dưới. Có hai cấu hình cài đặt sử dụng như sau:

  1. Cấu hình chùm tia bao gồm một lần quét tuyến tính bên với độ lệch 0 độ và một lần quét tuyến tính với độ lệch từ -15 độ đến 15 độ. Những nhóm quét này được tạo ra sử dụng 16 biến tử nằm ở trung tâm của đầu dò.
Lateral linear scan (đường đỏ); lateral skewing scan (đường xanh)
Hình ảnh lỗ với vết nứt (lớp nhôm dày 1 mm)
Hình ảnh hiển thị trên OmniScan cho thấy vết nứt được phát hiện ở cấu hình 1. Lateral linear scan (trái); lateral skewing scan (phải)
  1. Cấu hình thứ hai bao gồm ba lần quét tuyến tính bên được đặt ở các góc xiên khác nhau như thể hiện trong hình bên dưới. Trong ví dụ này, vết nứt được phát hiện tốt hơn khi quét ở 15 độ. Ví dụ này cho thấy rõ tầm quan trọng của góc xiên khi phát hiện các vết nứt có hướng xiên.
Cấu hình quét xiên (đường đỏ)
Hình ảnh hiển thị cho thấy vết nứt được phát hiện sử dụng cấu hình thứ 2.
-15 độ (trái); 0 độ (giữa); +15 độ (phải)

Kiểm tra mặt dưới cánh máy báy

Kiểm tra bề mặt dưới của cánh máy bay được sử dụng để phát hiện các vết nứt nằm ở dưới cùng và trên cùng của lớp thân vỏ trên cánh ngoài của máy bay. Các vết nứt này có thể nằm xung quanh hoặc cách xa các đinh tán.

Trong quá trình kiểm tra này, chỉ sử dụng một lần quét tuyến tính ngang với độ lệch 0 độ và góc khúc xạ sóng cắt 45 độ.

Kiểm tra lớp thân vỏ trên cánh ngoài của máy bay.
Hình ảnh cho thấy khuyết tật far-side near-side notch phát hiện được sử dụng cấu hình này.

Kết luận

Các cấu hình quét bên cho thấy độ nhạy cao khi tìm các vết nứt quanh lỗ đinh tán. Có thể phát hiện ra các vết nứt nhỏ đến 1 mm với tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu rất tốt. Bằng cách sử dụng chế độ phát tia góc xiên, việc phát hiện các vết nứt xiên được đảm bảo khá tốt. Đầu dò và cấu hình nêm này có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác và nhưng cần được đánh giá chi tiết trong quá trình phát triển kỹ thuật kiểm tra.