Pruebas de defectos: una etapa clave de la preparación

Mar 09, 2024

Cada aspa del ventilador debe inspeccionarse para detectar defectos internos antes de aprobar su instalación.

Los motores a reacción modernos mejoran la eficiencia de los aviones entre un 10 y un 20 % gracias a materiales avanzados y un mecanizado preciso. El ventilador en la parte delantera del motor aspira grandes cantidades de aire para comprimirlo, quemarlo y expandirlo a través del núcleo del motor. La mayor parte del aire del ventilador pasa por el conducto secundario (fuera del núcleo), lo que aumenta el empuje del motor.

El ventilador de rotación rápida comprende palas compuestas de carbono que dan como resultado motores más livianos y eficientes, lo que permite a las aerolíneas ahorrar combustible al perder peso.

Las palas compuestas de fibra de carbono se fabrican con fibras de carbono tratadas térmicamente y resina epoxi especializada. La estratificación precisa de fibras permite una mejor resistencia al impacto. Además, se utiliza una forma única de compuesto de fibra de vidrio en el borde de salida para desviar la tensión del impacto de la pala.

Las aspas del ventilador deben probarse rigurosamente antes de aprobar su instalación. Los fabricantes de aspas de ventilador utilizan equipos y maquinaria de última generación para inspeccionar cada aspa en busca de defectos.

Los ensayos no destructivos (END) se refieren a un amplio grupo de técnicas de análisis utilizadas para evaluar las propiedades de un material, componente o sistema sin dañarlo ni alterarlo. Las pruebas ultrasónicas, radiográficas y de penetrantes son algunos de los ejemplos más comunes de END utilizados en las aspas de los ventiladores.

Las pruebas ultrasónicas (UT) se basan en la propagación de ondas ultrasónicas dentro de las aspas del ventilador. Se transmiten ondas de pulso ultrasónico cortas (de 0,1 a 50 MHz de frecuencia) al interior de la pala para detectar defectos internos de los materiales. Se miden varias cantidades, incluida la profundidad y el espesor, para controlar las inconsistencias del material.

Si bien algunos defectos pueden heredarse de los materiales originales, otros pueden surgir durante el proceso de fabricación. Cabe destacar que la UT produce las resoluciones más altas cuando se realiza en metales (incluidas las aleaciones). Sin embargo, la técnica se puede utilizar en hormigón, madera y compuestos.

Fabricantes como General Electric utilizan estas técnicas para identificar cualquier anomalía en los materiales compuestos utilizados en las aspas de los ventiladores. En base a los resultados se podrán mejorar los futuros materiales y el proceso de fabricación para obtener un mayor rendimiento. Por ejemplo, GE ha podido aumentar el rendimiento de las aspas del ventilador del motor GE90 del 30 % en los primeros días de fabricación al 97 %.

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La técnica de radiografía utiliza radiación ionizante para inspeccionar materiales y componentes que tienen el potencial de fallar en estructuras de ingeniería. La radiografía industrial utiliza rayos X, rayos gamma o neutrones que son capturados por detectores especializados para ver la forma interna de las aspas del ventilador.

Además de soldar y fundir, también se utiliza en la inspección de piezas compuestas. Los fabricantes de aspas de ventilador utilizan esta técnica común para la caracterización de superficies o para identificar defectos inherentes a la superficie. Según GE,

Los trabajadores inspeccionaron cada hoja con rayos X, ultrasonido, láser y otras herramientas en busca de defectos.

La inspección por penetrantes (PI) se utiliza normalmente para comprobar defectos de rotura de superficies en materiales no porosos, incluidos los compuestos. El método implica la presurización de la cavidad interior de la pala con gas nitrógeno. Las grietas finas u otras grietas provocan la pérdida de presión en la cavidad, detectada por el sensor integrado en la raíz para detectar cambios de presión.

Pl también se utiliza para detectar grietas y fugas en la superficie debido a la fundición, la forja y la soldadura. Cabe señalar que se puede utilizar un método de inspección similar durante el mantenimiento operativo del motor.

¿Qué piensa sobre los diferentes tipos de pruebas de defectos para las aspas de los ventiladores? Cuentanos en la sección de comentarios.

Escritor: Omar es un entusiasta de la aviación y tiene un doctorado. en Ingeniería Aeroespacial. Con numerosos años de experiencia técnica y de investigación en su haber, Omar aspira a centrarse en prácticas de aviación basadas en la investigación. Además del trabajo, a Omar le apasiona viajar, visitar sitios de aviación y observar aviones. Con sede en Vancouver, Canadá