Геннадий Шелихов

Юрий Глазков


В сентябре 2002 года потерпел катастрофу вертолет. Он упал с высоты 300 м на дачный участок. В ходе расследования было установлено, что в полете произошло разрушение рычага поворота лопасти несущего винта. Это привело к возникновению самопроизвольных маховых движений лопасти, удару лопастью по хвостовой балке, разрушению лопастей и хвостовой балки. Разрушение рычага произошло по усталостному механизму. Очагом разрушения послужила поверхностная трещина протяженностью 3 мм, глубиной 1 мм, образовавшаяся в процессе изготовления рычага на этапе термомеханической или термической обработки. Рядом с изломом была выявлена еще одна трещина такого же происхождения протяженностью 12 мм. Наличие этих трещин, не обнаруженных из-за отсутствия неразрушающего дефектоскопического контроля или его некачественного выполнения, привело к потере людей и техники.
Неразрушающий дефектоскопический контроль представляет собой комплекс методов и средств, основанных на использовании различных физических явлений и принципов, с помощью которых обеспечивается обнаружение скрытых опасных дефектов сплошности (трещин различного происхождения, волосовин, расслоений, непроклеев, коррозионных поражений и т.п.) материала деталей и узлов авиационной техники без нарушения пригодности этих деталей и узлов к использованию по назначению. Накопленный в авиации опыт свидетельствует, что грамотное применение методов и средств контроля позволяет во многих случаях предотвратить разрушения конструкций воздушных судов благодаря своевременному выявлению потенциально опасных дефектов. Это способствует поддержанию авиационной техники в исправном состоянии и безопасности полетов, дает возможность на основе объективной инструментальной оценки технического состояния принимать обоснованные решения по продлению ресурса и срока службы длительно эксплуатируемых воздушных судов.
Среди дефектов материала деталей и узлов большую опасность представляют трещины усталости. Они возникают на деталях, испытывающих в работе многократные знакопеременные нагрузки. Эти трещины появляются вследствие снижения долговечности материала деталей в результате периодических воздействий сжимающих и растягивающих механических напряжений. Чаще всего они развиваются поперек оси деталей, перпендикулярно действующим нагрузкам. Источниками их возникновения могут быть конструктивные недостатки, например наличие концентраторов напряжений, резких переходов в сечении деталей. Трещины могут возникать в местах, в которых допущено несоблюдение требований чертежа при изготовлении или ремонте, например существенное уменьшение радиусов галтелей. Развитие трещин усталости могут инициировать дефекты металлургического происхождения в материале деталей (волосовины, шлаковые включения, флокены и др.) или дефекты, возникающие при различных способах обработки деталей (шлифовочные, ковочные, закалочные, сварочные трещины, трещины в гальванических покрытиях, подрезы, глубокие риски и т. д.).
Опасность трещин усталости обусловлена тем, что, возникнув, они постепенно развиваются и углубляются в деталь, пока ослабление сечения не приведет к завершающему хрупкому разрушению детали. Так, например, причиной усталостного разрушения стальной оси передней стойки шасси (рис. 1) явились знакопеременные нагрузки при взлете и посадке самолета. Трещина возникла по впадине резьбы оси, постепенно развивалась, а затем произошел долом — полное разрушение оси.
Методы неразрушающего контроля позволяют выявлять разнообразные дефекты материала деталей и узлов, в том числе в начальной стадии их развития. Для обнаружения дефектов при изготовлении, эксплуатации и ремонте авиационной техники применяют различные физические методы контроля: магнитопорошковый, капиллярные (цветной и люминесцентный), акустический импедансный, вихретоковый, рентгенографический. В связи с различием физических принципов, положенных в их основу, эти методы контроля отличаются по техническим возможностям.