3 zerstörungsfreie Prüfmethoden für eine Flugzeugsicherheit auf höchstem Niveau

By Philip Graham - 11 September, 2018

Flugzeuge befördern täglich Tausende von Menschen und so ist es nicht überraschend, dass die Flugzeugsicherheit eine hohe Priorität darstellt. Prüfgeräte für die zerstörungsfreie Prüfung bieten Prüfern die Sicherheit, Stellen an Flugzeugen oder Helikoptern zu überprüfen, die sonst nur schwierig oder unmöglich zu prüfen wären, ohne dafür Komponenten oder Strukturen entfernen zu müssen, was möglicherweise zu weiteren Schäden führt oder die Lebensdauer des Flugzeugs verringert.

Im Folgenden werden drei zerstörungsfreie Prüfmethoden und die indirekte Sichtprüfung beschrieben, mit denen Prüfer die Sicherheit von Flugzeugen gewährleisten können.

1. Fehlererkennung

Viele Flugzeugkomponenten sind anfällig für Ermüdungsrisse, Spannungsrisskorrosion, Korrosion und Erosion während der Lebensdauer. Und nur ein kleiner unerkannter Defekt im Laufe der Zeit kann zu Fehlversagen führen. Jedoch ist nicht jede Stelle eines Flugzeugs oder Helikopters zugänglich, um mit dem bloßen Auge überprüft werden zu können. Dies macht Videoskope zu einem wichtigen Gerät.

Videoskope verfügen über ein langes, enges Einführungsteil, mit dem an schwer zugänglichen Stellen, wie in einem Triebwerk, nach Fehlern geschaut werden kann. Die Qualität von Bildern und Videos ist wichtig. Moderne Geräte zur indirekten Sichtprüfung, wie das IPLEX NX Videoskop, enthalten eine HD-Bildgebungstechnologie und eine helle Laserdiodenbeleuchtung für eine leichtere Erkennung von Fehlern. Wird ein Fehler gefunden, kann er mit der Stereomessfunktion für Dokumentationszwecke oder im Rahmen einer regelmäßigen Überwachung gemessen werden.

Prüfung eines Triebwerks mit einem Videoskop

Einige Fehler können jedoch nicht mit dem bloßen Auge erkannt werden. Defekte, wie Risse und Korrosion, können bei Last- und Belastungsanschlagpunkten, wie zwischen Nietlöchern und Aluminiumschichten, auftreten und sie können durch obere Schichten verdeckt werden. Die Wirbelstrom-Array-Technologie wird zur Erkennung dieser Risse und Korrosion unter der Oberfläche eingesetzt, indem ein magnetisches Feld in die zu prüfende Struktur eindringt. Diese Defekte unterbrechen die Amplitude und das Muster der Wirbelströme, wodurch auf die möglichen Defekte aufmerksam gemacht wird.

Prüfung eines Flugzeugs mit Wirbelstrom-Array

2. Identifikation von Bindungsdefekten in Verbundwerkstoffen

Verbundwerkstoffe werden zunehmend für die Konstruktion von Flugzeugen eingesetzt. Manche bestehen zu mehr als 50 % aus Verbundwerkstoffen. Obwohl sie sich sehr für die Herstellung von Flugzeugen eignen, da sie leicht und stark sind, müssen sie dennoch auf Fehler und Diskontinuitäten überprüft werden. Je nach Art des Teils aus Verbundwerkstoff können Blitzeinschläge und andere Schläge zu verschiedenen Schäden führen. Darunter fallen häufig Haftverlust und Delamination, die beide eine Materialtrennung einschließen. Beide Fehler verringern die Integrität der Komponenten.

Haftverlust entsteht wenn die Klebeschicht zwischen der klebenden Haut an der Innenseite und der Komponente aus Verbundwerkstoff bricht. Diese Haftverluste schwächen den Verbundwerkstoff und die gesamte Integrität der Struktur. Es ist möglich Haftverlust, durch den verursachten Schaden, visuell zu erkennen, aber er kann visuell auch unerkennbar bleiben. Ähnlich tritt Delamination auf, wenn Schichtverbundwerkstoffe sich trennen und mit dem bloßen Auge nicht sichtbar sind. Um dieses Problem zu lösen, können Ultraschallprüfungen und Bindungsprüfungen anstelle der weniger zuverlässigen Sichtprüfung eingesetzt werden.

Schallwellen werden für die Prüfung auf Klebediskontinuitäten verwendet. Zum Beispiel sendet das Prüfgerät BondMaster 600 über einen Prüfkopf niederfrequente Impulsenergie. Bei vorhandener Diskontinuität (wie Haftverlust oder Delamination) bemerkt der Prüfkopf eine Veränderung in der Komponente aus Verbundwerkstoff. Diese kann dann außer Betrieb gesetzt oder repariert und wieder eingebaut werden. Bei nicht vorhandener Diskontinuität laufen die Schallwellen weiter durch die Komponente und breiten sich darin aus.

Prüfung auf Haftverlust in Verbundwerkstoff

3. Dickenmessung und Korrosionserkennung

Jede Komponente eines Flugzeugs muss für einen sicheren Betrieb über eine spezifische Dicke verfügen. Zum Beispiel müssen Flugzeugwindschutzscheiben dick genug sein, um Rissbildung oder Zersplitterung zu vermeiden. Normalerweise bestehen Flugzeugwindschutzscheiben aus zwei relativ dicken Schichten Hartkunststoff und dazwischen aus einer dünneren Schicht Weichmaterial. Falls das Fenster zerkratzt wird, können die Kratzer durch Polieren entfernt werden. Doch es ist wichtig, dass das Fenster eine sichere Dicke beibehält.

Die Dicke der Metallteile von Flugzeugen ist gleichermaßen wichtig. Dickenabnahme durch Korrosion kann möglicherweise zu Schäden am Flugzeugrumpf und schneller Druckabnahme im Flugzeug führen. Flugzeuge sind Feuchtigkeit und extremen Temperaturunterschieden ausgesetzt und dies kann während seiner Lebensdauer zu Korrosion führen, die dann zu Dickenabnahme der Oberflächen führt, was möglicherweise zu starkem Lochfraß und Zerstörung des Metalls führen kann.

Die gleiche Ultraschall-Technologie zur Prüfung auf Bindungsdefekte kann auch zur Dickenmessung eingesetzt werden. Unser Ultraschalldickenmesser 38DL PLUS mit einer Software zur Messung mehrerer Schichten misst mittels Ultraschall einzelne Schichten und die gesamte Dicke von Windschutzscheiben, um eine richtige Dicke zu gewährleisten. Ebenso kann das Gerät für die Prüfung auf Delamination in Verbundwerkstoffen eingesetzt werden.