Hoe wordt metaalmoeheid gedetecteerd in een vliegtuig?

Er zijn veel ongelukken gebeurd met metaalmoeheid. Hoe weten de ingenieurs, het onderhoudsteam, enz. Of een vliegtuig metaalmoeheid heeft? Wat wordt gedaan om metaalmoeheid te "minimaliseren" of te repareren?

21
Even terzijde: ik werkte vroeger op het gebied van nucleaire veiligheid. We gebruikten een stuk zeer geavanceerde en erg dure software voor het voorspellen van de uitkomst van een echografie test van een stuk leidingwerk. Een aanzienlijk deel van die software komt van Boeing ( niet een softwarebedrijf). Er zijn zeer interessante en enorm geavanceerde methoden beschikbaar en worden voortdurend ontwikkeld binnen de industrie, die niet zichtbaar zijn voor ons passagiers, maar die een enorme bijdrage leveren aan de algehele veiligheid waar we om geven.
toegevoegd de auteur SF., de bron

4 antwoord

Hoe weten de ingenieurs, het onderhoudsteam, enz. of een vliegtuig metaalmoeheid heeft?

Allereerst is het geen "vliegtuig" met vermoeidheid, maar een component.

Met het blote oog is er geen manier om metaalmoeheid te detecteren totdat het te laat begint: je ziet alleen scheuren die zich al vormen en/of zich voortplanten.

Er zijn hulpmiddelen beschikbaar voor vroege detectie, mijn bachelorscriptie ging over een van deze: de foto-elasticiteit van bepaalde materialen wordt gebruikt . Op de nieuwe component wordt een lichte laag van één van dergelijke materialen aangebracht en de foto-elastische eigenschappen en onderzoeken die tijdens de levensduur van de component worden uitgevoerd, vertellen de onderhoudsmensen wat de huidige status van de binnenste lagen van het stuk is.

Een andere methode maakt gebruik van elektrische weerstand, omdat metaalmoeheid, door het metaal te kraken, de weerstand verhoogt.

Afhankelijk van het scenario kunnen ook röntgenfoto's worden gebruikt.

Wat doen ze om metaalmoeheid te "minimaliseren" of te repareren?

Je kunt vermoeidheid niet minimaliseren, zodra het begint in te stellen, is het een onomkeerbaar proces. U kunt het waarschijnlijke catastrofale falen uitstellen door versterkende elementen rond de aangetaste te gebruiken, maar de veiligste manier van handelen is het onderdeel vervangen en het oude recyclen.

22
toegevoegd
Schadetolerantie speelt hierbij ook een belangrijke rol: de meeste scheuren zijn niet per se catastrofaal en fungeren feitelijk als nuttige vermoeidheidsindicatoren (die zorgvuldig moeten worden bekeken!). Afhankelijk van de scheurpositie/lengte/voortplantingssnelheid enz. Worden verschillende acties voorgeschreven.
toegevoegd de auteur Marek Grzenkowicz, de bron
Allereerst is het geen "vliegtuig" dat vermoeidheid heeft, maar een component. - Hoewel dit waar is, valt op dat soms het "onderdeel" in kwestie het hele casco is. Overweeg Aloha Airlines-vlucht 243 , waar wijdverspreide metaalmoeheid in de huid een sleutelfactor was. We kunnen de huid uiteraard beschouwen als een component, of zelfs een verzameling componenten (de individuele vellen aluminium), maar voor praktische doeleinden wordt het hele vliegtuig als een eenheid beïnvloed.
toegevoegd de auteur t3rse, de bron
@ voretaq7 eh, dit is waar ik mijn engineering het beste van mezelf laat maken. Ja, zoals je zegt, beschouw ik de betreffende frames of skinpanelen als componenten, omdat je er, als je al vroeg genoeg bent, nog over kunt nadenken ze te vervangen. Bovendien drijft het het idee dat je elk onderdeel afzonderlijk moet observeren, geen vermoeidheid op de huid is geen garantie voor geen vermoeidheid ergens anders.
toegevoegd de auteur conmulligan, de bron
En, natuurlijk, doen ze stresstests van de afzonderlijke componenten die de fabrikant een indicatie geven over wanneer metaalmoeheid een probleem begint te worden. Ze weten wanneer ze moeten kijken en waar ze moeten kijken, deels op basis van die tests.
toegevoegd de auteur hoyhoy, de bron
Jaren geleden werkte ik voor een vliegtuigfabrikant die begon met het krijgen van vermoeiingsscheuren in componenten die volgens alle gegevens niet zo vroeg hadden moeten voorkomen. Dit was in een testcasco dat ze met belasting fietsten voor alleen zulke onverwachte omstandigheden. Na veel onderzoek kwamen ze erachter dat het te wijten was aan twee componenten die aan elkaar waren geschroefd van verschillende materialen met licht verschillende resonantiefrequenties. Bij bepaalde motorsnelheden zorgde het verschil in vibratie voor een harmonische die veel meer belasting toevoegt dan was verwacht en de vermoeidheid veroorzaakte.
toegevoegd de auteur user14382, de bron

Ingenieurs hebben verschillende manieren om metaalmoeheid in vliegtuigen te detecteren:

  • Visuele inspectie: soms zijn scheuren zichtbaar voor het blote oog of zichtbaar onder vergroting
  • Auditieve inspectie: soms kan een bonzend geluid een aanwijzing zijn dat er een probleem is. Het is geen primaire manier om te controleren op vermoeidheid, maar iets dat bij een scherpzinnige ingenieur kan opletten dat er naar iets moet worden gekeken
  • Ultrageluid: echografie maakt gebruik van zeer hoge geluidstrillingen om materialen af ​​te beelden en kan worden gebruikt om scheuren in materialen te vinden
  • Radiologie: röntgenfoto's en andere vormen van radiografie kunnen worden gebruikt om barsten in het oppervlak te vinden
  • Zichtbare kleurstoffen: fluorescerende kleurstoffen in indringende oliën vertonen scheuren die de oppervlakte bereiken
  • Magnetische poeders: deze werken alleen op delen op ijzerbasis die zeldzaam zijn in een vliegtuig, maar worden gebruikt

Hier is een goed artikel dat ingaat op enkele details over niet-destructieve vermoeidheidstesten.

11
toegevoegd
In aanvulling op dat artikel Hoofdstuk 8 van de FAA Aviation maintenance Technician's Handbook (AMT) zou wel eens getiteld kunnen zijn: "Meer dan iemand ooit wilde weten over het inspecteren op vermoeidheid/schade"; de goede dingen beginnen rond pagina 8-18 (Niet-destructieve inspectie/testen).
toegevoegd de auteur t3rse, de bron
IMO, dit is een veel beter antwoord dan de geaccepteerde versie.
toegevoegd de auteur Terry Lorber, de bron

Sommige metaalmoeheid kan visueel worden gezien als een zichtbare scheur of als een verzameling van kleine scheurtjes die het metaal een 'ijzige' blik kunnen geven, maar de meeste wordt gedaan via niet-visuele niet-destructieve testtechnieken zoals radiografie (in feite röntgenonderzoek) of Ultrasoon testen om microfracturen te zoeken voordat ze de probleemfase bereiken. Visuele controles zijn niet nodig voor platformkritieke schade, want tegen de tijd dat u het ziet is het ver in de mislukte zone. Daarom worden NDT-technieken gebruikt om een ​​dreigende storing te detecteren lang voordat dit een probleem veroorzaakt.

Er zijn andere technieken zoals Dye Penetrant-tests waarbij een kleurstof in een dragervloeistof in het oppervlak wordt geverfd en vervolgens wordt weggeveegd. De vloeistof is licht genoeg om door te dringen en in fijne spleten te 'slikken' en scheuren te markeren die onzichtbaar zijn voor het oog. De kleurstof is vaak fluorescerend.

Wat betreft wat kan worden gedaan hangt het erg af van de omvang en locatie van het kraken. Uitgebreide schade en/of schade aan kritieke gebieden zal worden hersteld door vervanging, kleine beschadigingen kunnen worden uitgehaald en gelast. De beste methode om vermoeidheid te minimaliseren om het te voorkomen en dus zullen de meeste fabrikanten vermoeiende gegevens van enquêtes terugsturen naar de ontwerpsecties die het zwakke punt zullen ontwerpen als er een bestaat. Gegevens uit het echte leven overtroeven zelfs de meest uitgebreide FEA-voorspellingen.

3
toegevoegd

De piloot luistert en meldt de technici dat het vliegtuig vreemde geluiden afgeeft.

En nu serieus: voor elk vliegtuigtype zijn er kaarten waarvan onderdelen na bepaalde vluchturen, starttelling of -tijd moeten worden vervangen of geïnspecteerd. Samen met de vereiste kwaliteitscontrole bij productie en onderhoud moet het zoveel mogelijk metaalmoeheidincidenten voorkomen.

En voor de rest - @AndyW noemde al technieken die werden gebruikt tijdens de inspecties

1
toegevoegd
De totale start/landingscycli kunnen aanzienlijk zijn voor sommige vermoeidheidsscenario's ... en.wikipedia.org/wiki/Aloha_Airlines_Flight_243
toegevoegd de auteur Toran Billups, de bron