فحص المواد المركبة على الطائرة

يتم فحص هياكل الطائرات المصنوعة من المواد المركبة من خلال عمليات الفحص بالموجات فوق الصوتية والانبعاثات الصوتية والفحوصات الشعاعية على النحو الموصى به من قبل الشركة المصنعة للطائرة، بالإضافة إلى طرق فحص أخرى مثل فحص النقر والتصوير الحراري.

فحص المواد المركبة

المواد المركبة هي مواد مصنوعة من مادتين أو أكثر لإنشاء مادة جديدة لها خصائص مختلفة عن خصائصها وتكون أفضل مثل: الوزن الأخف للهيكل حتى يقلل من استخدام وقود الطائرات بقوة وصلابة أكبر أو مقاومة كهربائية أtضل، أيضاً مدى توصيلها للحرارة، لذلك من الضروري معرفة كيفية التعامل وصيانتها>

يكون فحص المواد المركبة من خلال التفكيك أي (فصل الطبقات المختلفة) لها، وإزالتها من اللب؛ وذلك لإثبات وجود الرطوبة او التآكل، وإن أبسط طريقة مستخدمة في اختبار الهياكل المركبة هي اختبار النقر، كما قد تم تطوير طرق أحدث، مثل التصوير الحراري، لفحص الهياكل المركبة على الطائرة.

أولًا: اختبار النقر أو اختبار الرنين

يستخدم اختبار النقر، الذي يشار إليه أيضًا باسم اختبار الرنين أو اختبار الوزن والعملة، على نطاق واسع كتقييم سريع لأي سطح يمكن الوصول إليه للكشف عن وجود التفكيك بين جزيئاته أو إذا تم إزالة جزء منه، حيث يتكون إجراء الاختبار من نقر السطح بمطرقة خفيفة الوزن (أقصى وزن 2 أونصة)، أو عملة معدنية، أو أي جهاز مناسب آخر.

تتم مقارنة الاستجابة الصوتية أي “الرنين” وذلك من خلال المقارنة مع منطقة جيدة معروفة ويشير الرد إذا كان السطح لقطعة الطائرة المراد فحصها “مشوه” أو “مستوي” بمعرفة إذا كان هناك ما هو مثير للقلق، ويقتصر اختبار النقر هذا على اكتشاف العيوب في الهياكل الرقيقة نسبيًا، التي يقل سمكها عن 0.080، حيث يجب إجراء الاختبار على كلا الجانبين، لأن اختبار النقر على جانب واحد لن يؤدي لكشف العيب على الجانب الآخر.

ثانيًا: التصوير الحراري

التصوير الحراري هو تقنية (NDI) تُستخدم غالبًا مع الهياكل المركبة الرقيقة التي تستخدم الطاقة الحرارية الكهرومغناطيسية المشعة للكشف عن العيوب، حيث أن مصادر الحرارة الأكثر شيوعًا هي المصابيح الحرارية أو الأغطية المشعة، ويتكون المبدأ الأساسي للفحص الحراري من قياس درجة حرارة السطح أو رسم خرائط لها عندما تتدفق الحرارة من أو إلى أو من خلال أداة اختبار.

وتعتمد جميع تقنيات التصوير الحراري على فروق في التوصيل الحراري بين المناطق العادية الخالية من العيوب، وتلك التي بها عيب عادة، يتم استخدام مصدر حرارة لرفع درجة حرارة المادة التي يتم فحصها مع ملاحظة تأثيرات تسخين السطح.

نظرًا لأن المناطق الخالية من العيوب تنقل الحرارة بشكل أكثر كفاءة من المناطق التي بها عيوب، فإن كمية الحرارة التي يتم امتصاصها أو انعكاسها تشير إلى جودة الرابطة، ويشتمل نوع العيوب التي تؤثر على الخصائص الحرارية على التخلخل والشقوق والتلف الناتج عن الاصطدام وترقيق الألواح ودخول الماء إلى المواد المركبة، وهذه الطريقة الحرارية هي الأكثر فعالية للهياكل الرقيقة أو للعيوب القريبة من السطح.

تقنية الفحص الحراري

تستخدم تقنية الفحص الحراري الأكثر استخدامًا نظام استشعار الأشعة تحت الحمراء (IR) لقياس توزيع درجة الحرارة، كما يمكن أن يوفر هذا النوع من الفحص مسحًا ضوئيًا سريعًا من جانب واحد وبدون تلامس للأسطح أو المكونات أو التجميعات، ويمكن أن يكون مصدر الحرارة بسيطًا مثل مصباح حراري طالما يتم تطبيق الطاقة الحرارية المناسبة على سطح الفحص.

ويكون ارتفاع درجة الحرارة المستحث هو بضع درجات ويتبدد بسرعة بعد إزالة مصدر الحرارة، كما تسجل كاميرا الأشعة تحت الحمراء أنماط هذه الأشعة، وتتم معالجة بيانات درجة الحرارة الناتجة لتوفير المزيد من المعلومات عن حالة قطعة الطائرة ويقوم عامل التشغيل بتحليل الشاشة، وتحديد ما إذا كان قد تم العثور على عيب في قطع الطائرة التي يتم فحصها، ونظرًا لأن التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء هو قياس إشعاعي، فيمكن إجراؤه دون اتصال جسدي.

اعتمادًا على الدقة المكانية لكاميرا الأشعة تحت الحمراء وحجم الضرر المتوقع، يمكن أن تكون كل صورة ذات مساحة كبيرة نسبيًا علاوة على ذلك، نظرًا لأن المواد المركبة لا تشع حرارة تقريبًا مثل الألومنيوم ولها انبعاث أعلى، يمكن أن يوفر التصوير الحراري تعريفًا أفضل للضرر باستخدام مصادر حرارة أصغر، حيث يعد فهم الترتيب الهيكلي أمرًا ضروريًا لضمان عدم الخلط بين البنية التحتية والعيوب أو الأضرار.

ملاحظة:“NDI” اختصار لـ”nondestructive inspection”.

ملاحظة:“IR” اختصار لـ”Infrared“.

الهياكل المركبة في الطائرات

الهياكل المركبة ليست موصلة للكهرباء بطبيعتها، حيث أن بعض الطائرات وبسبب سرعتها المنخفضة نسبيًا ونوع استخدامها، لا تتأثر بالمشاكل الكهربائية، لذلك يتعين على الشركات المصنعة للطائرات الأخرى، مثل الطائرات عالية السرعة وعالية الأداء، استخدام طرق مختلفة لدمج الألومنيوم أو النحاس في هياكلها لجعلها موصلة للكهرباء.

يتم دمج الألومنيوم أو النحاس مع مواد أخرى، حيث يستخدم الألمنيوم مع الألياف الزجاجية والكيفلار، بينما يستخدم النحاس مع ألياف الكربون داخل الطبقات إما كشبكة سلكية رفيعة أو رقائق أو رذاذ وعند إصلاح الأجزاء التالفة من الهيكل، يجب توخي الحذر لضمان استعادة الموصلية.

ليس من الضروري فقط دمج المادة الموصلة في الإصلاح، ولكن يجب الحفاظ على استمرارية المسار الكهربائي من المادة الموصلة الأصلية إلى الموصل البديل والعودة إلى الأصل، كما يمكن التحقق من الموصلية الكهربائية باستخدام جهاز قياس المقاومة الأومتر، كما يجب اتباع تعليمات الشركة المصنعة المحددة بعناية.

كيف يتم فحص اللحامات على قطع الطائرات

تقتصر عملية فحص اللحامات على الحكم على جودة اللحامات المكتملة بالوسائل المرئية، وعلى الرغم من أن مظهر اللحام المكتمل ليس مؤشرًا إيجابيًا على الجودة، إلا أنه يوفر فكرة جيدة عن العناية المستخدمة في صنعه، اللحام المفصلي المصمم بشكل صحيح أقوى من المعدن الأساسي الذي ينضم إليه.

إن اللحام الجيد يكون موحدًا في العرض، وتكون التموجات متساوية ومغطاة جيدًا في المعدن الأساسي، ولا تظهر أي حروق بسبب ارتفاع درجة الحرارة ويتميز اللحام باختراق جيد وخالٍ من فقاعات الغاز أو المسامية أو الشوائب، ولكن قد لا تكون حواف اللحام في خط مستقيم، لكن اللحام جيد لأن الاختراق ممتاز.

أمثلة على اللحامات الضعيفة

• اللحام بسرعة كبيرة، كان سبب لظهور التموجات الطويلة والمدببة، وإذا كان اللحام مقطوعًا، فمن المحتمل أن يكشف عن فقاعات الغاز والمسامية وشوائب.

• اختراق غير لائق للصفائح أي أن المعدن المنصهر لا يندمج بصورة جيدة مع السطح للصفيحة الباردة يبدو خشنًا وغير منتظم.

• حواف غير منتظمة وتباين كبير.

وفي نهاية ذلك فإنه يمكن تعريف الاختراق على أنه مدى عمق الانصهار في اللحام لقطع الطائرة، والاندماج الشامل هو أهم خاصية تساهم في اللحام، كما يتأثر الاختراق بسماكة المادة المراد ربطها وحجم قضيب الحشو وكيفية إضافته، وفي اللحام التناكبي أي لحام رأس لرأس، يجب أن يكون الاختراق 100 بالمائة من سمك المعدن الأساسي، أما في اللحام المقطعي تكون متطلبات الاختراق من 25 إلى 50 بالمائة من سمك المعدن الأساسي.