I. Ispezione visiva
L'ispezione visiva è il metodo di ispezione principale per l'-ispezione in servizio. La maggior parte dei tipi di danni bruciano, contaminano, ammaccano, penetrano, abradono o scheggiano la superficie del composito, rendendo il danno visibile. Una volta rilevato il danno, l'area interessata deve essere esaminata più da vicino utilizzando torce elettriche, lenti di ingrandimento, specchi e specchietti a tubo. Questi strumenti vengono utilizzati per ingrandire i difetti che altrimenti potrebbero non essere facilmente visibili e consentire l'ispezione visiva di aree che non sono immediatamente evidenti. Carenze di resina, eccessi di resina, grinze, strappi dello strato adesivo, scolorimento (dovuto a surriscaldamento, fulmini, ecc.), danni da impatto di qualsiasi causa, corpi estranei, vesciche e distacco sono tutte differenze che possono essere rilevate mediante ispezione visiva. L'ispezione visiva non è in grado di rilevare difetti interni nei compositi come delaminazione (delaminazione), fessurazione della massa e della matrice. Sono necessarie tecniche NDI più sofisticate per rilevare questi tipi di difetti.
II. Test del suono (maschiatura dei metalli)
A volte definita audio, sonora o toccante, questa tecnica utilizza frequenze all'interno della gamma udibile (da 10 Hz a 20 Hz). Nelle mani di personale esperto, il tap test è un metodo sorprendentemente accurato ed è probabilmente la tecnica più comune utilizzata per rilevare la delaminazione e/o il distacco. Il metodo viene eseguito toccando l'area di ispezione con un solido dispositivo circolare o leggero simile a un martello-e ascoltando la risposta della struttura al martello. Come mostrato nella Figura 24, un suono chiaro, acuto e squillante indica una struttura ben-legata, mentre un suono sordo o simile a un tonfo-indica aree di discrepanza.
La velocità del battito deve essere sufficientemente veloce da produrre un numero di suoni sufficiente affinché l'orecchio possa distinguere eventuali differenze timbriche. Il test di maschiatura è efficace per laminati sottili che rinforzano le linee di unione, strati intermedi a nido d'ape con pannelli sottili e persino vicino alla superficie di laminati spessi come i supporti delle pale del rotore. Ancora una volta, insita in questo metodo è la possibilità che variazioni degli elementi interni della struttura possano produrre variazioni di passo che vengono interpretate come difetti, quando in realtà sono previste dalla progettazione. Questa ispezione deve essere eseguita in un luogo quanto più silenzioso possibile e da personale esperto che abbia familiarità con la configurazione interna del componente. Questo metodo non è affidabile per strutture con più di quattro strati. Viene spesso utilizzato per contrassegnare i danni sui pannelli sottili a nido d'ape. Come mostrato nella Figura 24.
Figura 24: Tap test con martello conico
III. Test di tocco automatico
Questo test è molto simile al test del tocco manuale in quanto utilizza un solenoide anziché un martello. Il solenoide produce più impatti in un'unica area. La punta del dispositivo di simulazione è dotata di un trasduttore che registra i segnali di forza e tempo provenienti dal dispositivo di simulazione. La quantità di forza dipende dal dispositivo di simulazione, dall'energia d'impatto e dalle proprietà meccaniche della struttura.
La durata dell'impatto (periodo) non è sensibile all'entità della forza d'impatto; tale durata varia tuttavia con la rigidezza della struttura. Pertanto, per la calibrazione viene utilizzato un segnale proveniente da una regione-esente da difetti e qualsiasi deviazione da questo segnale-esente da difetti indica la presenza di danni.
IV. Ispezione ad ultrasuoni
L'ecografia si è rivelata uno strumento molto utile per rilevare delaminazione interna, vuoti o incongruenze negli assemblaggi compositi che altrimenti non potrebbero essere riconosciuti con metodi visivi o percussivi. Esistono molte tecniche ad ultrasuoni; tuttavia, ciascuna tecnica utilizza l'energia delle onde sonore a frequenze superiori alla gamma udibile. Come mostrato nella FIG. 25, le onde sonore ad alta-frequenza (tipicamente pochi megahertz) vengono introdotte in un componente e possono propagarsi direzionalmente verso la superficie del componente, lungo la superficie del componente o con un angolo predeterminato rispetto alla superficie del componente. Potrebbe essere necessario provare diversi flussi direzionali per orientarsi. Il suono introdotto verrà quindi monitorato quando viene apportata una modifica significativa nel percorso designato attraverso la parte. Le onde ultrasoniche sono di natura simile alle onde luminose. Quando un'onda ultrasonica colpisce un oggetto interrotto, l'onda o l'energia vengono assorbite o riflesse sulla superficie. Dopo che l'energia acustica interrotta o attenuata viene captata, viene ricevuta da un trasduttore e convertita in una visualizzazione su un oscilloscopio o un registratore grafico. Questa visualizzazione consente all'operatore di valutare diverse metriche rispetto alle aree buone note. A scopo comparativo, sono stati stabiliti standard di riferimento che vengono utilizzati per la calibrazione delle apparecchiature a ultrasuoni.
I tecnici della manutenzione devono riconoscere che i concetti qui delineati funzionano bene in ambienti di produzione ripetitivi, ma possono essere più difficili da realizzare in un ambiente di manutenzione in cui un gran numero di componenti compositi diversi sono installati in aeromobili con strutture relativamente complesse. La norma di riferimento deve tenere conto anche dei cambiamenti che si verificano quando i componenti compositi sono esposti all'ambiente di utilizzo per periodi di tempo prolungati o sono oggetto di attività di riparazione o manovre di tipo riparativo. Di seguito verranno discusse le quattro tecniche ecografiche più comuni.
Figura 25: Metodi di ispezione a ultrasuoni
4.1 Ecografia di trasmissione
Nell'ecografia a trasmissione si utilizzano due trasduttori, uno su ciascun lato dell'area da esaminare. Il segnale ultrasonico viene trasmesso da un trasduttore all'altro. Viene quindi utilizzato uno strumento per misurare la perdita di potenza del segnale. Lo strumento esprime la perdita come percentuale o decibel dell'intensità del segnale originale. La perdita di segnale viene confrontata con uno standard di riferimento. Le aree in cui la perdita è maggiore dello standard di riferimento indicano aree difettose.
4.2 Ecografia-ecopulsata
L'ecografia unilaterale-può essere eseguita con la tecnica dell'-ecoimpulso. In questo metodo, una singola unità di ricerca funziona come trasduttore trasmittente e ricevente, eccitata da impulsi ad alta-tensione. Ogni impulso elettrico attiva l'elemento trasduttore. Questo elemento converte l'energia elettrica in energia meccanica sotto forma di ultrasuoni. L'energia acustica entra nella sezione di prova attraverso una punta di contatto in Teflon (Teflon)® o metacrilato. Una forma d'onda viene generata nella sezione di prova e captata dall'elemento trasduttore. Qualsiasi variazione nell'ampiezza del segnale ricevuto, o nel tempo impiegato dall'eco per ritornare al trasduttore, indica la presenza di un difetto. Il test eco a impulsi viene utilizzato per rilevare delaminazione, crepe, porosità, acqua e distacco delle parti incollate. L'eco dell'impulso non ha rilevato distacchi di legame o difetti tra la pelle del sandwich e l'anima a nido d'ape. Come mostrato nella Figura 26.
Figura 26: Apparecchiatura per test di impulso-eco
4.3 Tester di legame ad ultrasuoni
I tester di legame a bassa e alta frequenza vengono utilizzati per l'ispezione ad ultrasuoni di strutture composite. Questi tester di legame utilizzano sonde di ispezione con uno o due trasduttori. Il tester di legame ad alta frequenza viene utilizzato per rilevare delaminazione e vuoti. Non rileva il distacco o la porosità dalla superficie-al-nucleo cellulare. Può rilevare difetti fino a 0,5 pollici di diametro. Questo tester di legame a bassa frequenza utilizza due sensori per rilevare la delaminazione, i vuoti e il distacco del nucleo a nido d'ape. Questo metodo di ispezione non rileva quale lato della parte è danneggiato e non è in grado di rilevare difetti inferiori a 1 pollice. Come mostrato nella Figura 27.
Figura 27: Tester di legame
4.4 Ispezione dell'array a fasi
L'ispezione Phased Array è uno dei più recenti metodi di ispezione a ultrasuoni per rilevare difetti strutturali nei compositi. Funziona secondo lo stesso principio dell'eco-a impulsi, ma utilizza 64 trasduttori contemporaneamente, il che accelera il processo di ispezione. Come mostrato nella Figura 28
Figura 28: Attrezzatura per test Phased Array
V. Metodi di ispezione radiografica
La radiografia, spesso definita raggi X, è un metodo NDI molto utile perché consente essenzialmente di accedere a una vista dell'interno della parte. Questo metodo di ispezione prevede il passaggio dei raggi X attraverso la parte o l'assieme da testare registrando l'assorbimento dei raggi sulla pellicola sensibile ai raggi X. L'esposizione della pellicola, una volta sviluppata, consente all'ispettore di analizzare i cambiamenti nell'opacità dell'esposizione registrati sulla pellicola, creando di fatto una visualizzazione della relazione dei dettagli all'interno del componente. Poiché il metodo registra le variazioni della densità totale attraverso il suo spessore, non è il metodo preferito per rilevare difetti come la delaminazione su un piano perpendicolare alla direzione dei raggi. Tuttavia, è il metodo più efficace per rilevare difetti paralleli alla linea centrale del fascio di raggi X. Anomalie interne come delaminazione negli angoli, nuclei schiacciati, nuclei rotti, acqua nelle celle centrali, vuoti nei giunti adesivi in schiuma e la posizione relativa dei dettagli interni possono essere facilmente visibili mediante pellicola a raggi X. La maggior parte dei compositi sono quasi trasparenti ai raggi X, quindi è necessario utilizzare raggi a bassa energia. Per motivi di sicurezza, non è pratico utilizzarli intorno agli aerei. Gli operatori devono essere sempre protetti con adeguate protezioni in piombo, poiché è possibile il contatto diretto con il tubo a raggi X o con radiazioni diffuse. È essenziale mantenere una distanza minima di sicurezza dalle fonti di raggi X.-
VI. Ispezione della fusione termica
L'ispezione termica comprende tutti i metodi per misurare la variazione di temperatura di una parte sottoposta a prova con un dispositivo di rilevamento termico. Il principio di base dell'ispezione termica consiste nel misurare o misurare la temperatura superficiale mentre il calore fuoriesce, entra o attraversa l'oggetto da testare. Tutte le tecniche di imaging termico si basano sulla differenza di conduttività termica tra aree normali,-prive di difetti e aree difettose. In genere, viene utilizzata una fonte di calore per aumentare la temperatura della parte sottoposta a test quando si osservano gli effetti del riscaldamento superficiale. Poiché le aree senza difetti conducono il calore in modo più efficiente rispetto alle aree con difetti, la quantità di calore assorbito o riflesso indica la qualità del legame. I tipi di difetti che influiscono sulle prestazioni termiche includono incollaggi, fessurazioni, danni da impatto, assottigliamento dei pannelli e ingresso di acqua nei compositi e nelle anime a nido d'ape. Il metodo termico è il metodo più efficace per rilevare compensato sottile o difetti vicino alla superficie.
VII. Radiografia neutronica
La radiografia neutronica è una tecnica di imaging non-distruttiva che visualizza le caratteristiche interne di un campione. Il trasporto dei neutroni attraverso il mezzo dipende dalla sezione trasversale dei neutroni dei nuclei nel mezzo. Il decadimento differenziale dei neutroni attraverso il mezzo può essere misurato, tracciato e quindi visualizzato. L'immagine risultante può essere utilizzata per analizzare le caratteristiche interne del campione. La radiografia con neutroni è una tecnica complementare alla radiografia a raggi X. Entrambe le tecniche visualizzano l'attenuazione attraverso il mezzo. Il vantaggio principale della radiografia con neutroni è la sua capacità di rivelare elementi leggeri come l'idrogeno presente negli agenti corrosivi e nell'acqua.
VIII. Rilevatori di umidità
Un igrometro può essere utilizzato per rilevare l'umidità in una struttura a nido d'ape a sandwich. L'igrometro misura la perdita di potenza RF causata dalla presenza di acqua. I misuratori di umidità sono comunemente usati per rilevare l'umidità nel radome della testa. confronto delle apparecchiature di test NDI, come mostrato nella Fig. 29/30.
Figura 29: Attrezzatura per il test dell'umidità
Figura 30: Confronto delle apparecchiature per il rilevamento dell'NDI