СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕКУЩЕГО ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО СРОКА СЛУЖБЫ ИЗОЛЯЦИИ ИЗ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНОГО ПЛАСТИКАТА БОРТОВЫХ АВИАЦИОННЫХ ПРОВОДОВ Российский патент 2021 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к технической диагностике, а именно к способам оперативного контроля текущего технического состояния и прогнозирования остаточного срока службы работоспособного состояния изоляции проводов из поливинилхлоридного пластиката при проведении работ по продлению сроков службы воздушных судов.

Мониторинг текущего состояния и прогнозирование остаточного срока службы проводов бортовой электрической сети необходим для обеспечения безопасности полетов и полного использования ресурсного потенциала воздушного судна. Изоляция бортового провода является элементом электросети, подверженным эксплуатационным и боевым повреждениям, естественному старению, износу.

Известные и широко применяемые «Методические материалы ММ 16.1.203-88/9. Диагностирование технического состояния и прогнозирование остаточного срока службы кабелей с пластмассовой оболочкой» подразумевают для инструментальной оценки текущего технического состояния изоляции бортовых проводов и прогнозирования остаточного срока службы методы, связанные с отбором образцов проводов воздушного судна с последующим восстановлением электропроводки. Применительно к оценке технического состояния изоляции из поливинилхлоридного пластиката методами разрушающего контроля, задачей является определение текущего количества пластификатора в композиции, как критерия сохранения пластичности и, соответственно, работоспособности изоляционного покрытия провода.

Исследование демонтированных образцов изоляции осуществляется методомтермогравиметрии. Диагностический параметр, характеризующий концентрацию пластификатора в пластикате изоляции, рассчитывают как величину относительной потери массы пробы изоляции за время нагрева в процентах в изометрических условиях. Для диагностического параметра определены граничные условия и варианты расчета остаточного ресурса изоляции.

К недостаткам этого способа следует отнести то, что требуется отбор образцов проводов, исследования проводятся в лабораторных условиях, трудоемки, длительны, требуют специального и прецизионного оборудования, выполняются ограниченное число раз в силу невозможности частого отбора образцов проводов, т.е.отсутствует возможность проведениядиагностики изоляции электрического провода неразрушающими методами в реальном времени.

Наиболее близким аналогом к заявленному решению является способ оперативного обнаружения структурной целостности авиационного кабеля посредством ультразвуковой дефектоскопии (патент Китая № 109298072, опубликован 01.02.2019).

Недостатком данного способа является возможность только определение факта разрушения изоляции, когда изоляция уже потеряла целостность, но не позволяет определить текущее техническое состояние.

Технической проблемой патентуемого способа является устранение указанных недостатков, а также повышение точности определения состояния проводов воздушного судна без их разрушения.

Техническим результатом изобретения является обеспечение безопасности эксплуатации воздушного судна за счет оперативного, в реальном времени,определения концентрации пластификатора в пластикате проводов, что позволяет оценить техническое состояние воздушного судна без вывода его из эксплуатации, также за счет осуществления способа достигается повышение точностипрогноза остаточного срока службы при механизме старения, обусловленного десорбцией пластификатора с внешней поверхности изоляции.

Технический результат достигается за счет осуществления способа контроля текущего технического состояния и прогнозирования остаточного срока службы изоляции из поливинилхлоридного пластиката бортовых авиационных проводов, заключающегося:

- в измерении среднего времени прохождения ультразвукового импульса от внешней поверхности изоляции до электропроводящей жилы посредством ультразвукового дефектоскопа с ультразвуковым преобразователем, который устанавливается равномерно по дуге внешней поверхности изоляции случайным образом со всех сторон внешней цилиндрической образующей поверхности изоляции на длине изоляции провода 10 - 15 мм, проводят от 15до 20 измерений величин времени прохождения ультразвукового импульса от поверхности изоляции до жилы в каждой точке установки преобразователя на поверхности изоляции, при этом среднее время tузпласт прохождения ультразвукового импульса в пластикате изоляции от поверхности до жилы определяют по формуле:

tузпласт= tуз/2,

tуз – среднее время прохождения ультразвукового импульса от поверхности изоляции до жилы провода и обратно, т.е. время измеряемое ультразвуковым дефектоскопом.

- расчете скорости прохождения ультразвука исходяизхарактеристикпровода –сечения жилы и начальнойтолщины изоляции, характеристик компонентов пластиката изоляциипо следующей формуле

Суз = Lиз/ tузпласт, (1)

Lиз=((1- ωисх)·Lизисх·(2r+Lизисх)·(ρпластисх)·(ρ^-1пвх+ωρ^-1доф/(1-ω))+r²)^1/2–r, (2)

где Суз – скорость ультразвука при текущей концентрации пластификатора;

Lиз – текущая толщина изоляции при текущей концентрации пластификатора;

ωисх–концентрация пластификатора в проводе при его изготовлении;

Lизисх-толщина изоляции при изготовлении провода;

r – радиус жилы провода;

ρпластисх – плотность нового, исходного пластиката;

ω – текущая концентрация пластификатора;

ρпвх – плотность поливинилхлорида с присадками;

ρдоф – плотность пластификатора.

- в определение концентрации пластификатора в пластикате изоляции по скорости прохождения ультразвука

ω = (Спвх – Lиз/tузпласт)/Kc (3)

где, Спвх – скорость звука при нулевой концентрации пластификатора;

Кс – коэффициент зависимости скорости звука от концентрации пластификатора в пластикате.

- в прогнозировании остаточного срока службы изоляции при механизме старения изоляции определяемым десорбцией пластификатора из пластиката изоляции с ее внешней поверхности с учетом ранее существовавших и предполагаемых условий эксплуатации воздушного судна по зависимости

(4)

где – располагаемый срок службы;

k – константа скорости старения;

ω_пред – предельная низкая концентрация пластификатора.

(5)

где τ_тек– отработанный срок службы на момент оценки технического состояния.

Конечным результатом расчетов является располагаемый срок службы достижения предельной концентрации пластификатора от момента оценки технического состояния. Календарный срок службы определяется суммой текущего на момент оценки технического состояния и расчетного располагаемого сроков службы.

Таким образом, измерением времени прохождения ультразвукового импульса от поверхности изоляции до жилы провода в различных точках цилиндрической образующей поверхности исследуемого провода формируется массив исходных данных. Полученный массив подвергается статистической обработке, с задачей получения оценки среднего значения времени прохождения ультразвукового импульсаи ее доверительных границ. По полученным значениям по вышеприведенным зависимостям с учетом типоразмера провода определяются оценка концентрации пластификатора и ее доверительные границы. По полученным значениям, с учетом отработанного срока службы и заданной минимально необходимой концентрацией работоспособного состояния, рассчитывается остаточный срок службы изоляции.

Заявляемый способ далее рассматривается применительно к авиационным бортовым проводам типа БПВЛ.

Измерение времени прохождения ультразвукового импульса проводится с использованием ультразвукового дефектоскопа УСД-50 производства научно-производственного центра «Кропус» с преобразователем П-112-10-4/2-А-0,4. Дефектоскоп настраивается на измерение времени прохождения импульса согласно инструкции на прибор.

Ультразвуковой преобразователь устанавливается в различных местах поливинилхлоридной изоляции на длине провода 10…15 мм, равномерно, случайным образом по внешней цилиндрической поверхности изоляции. В качестве контактной жидкости между поверхностями преобразователя и изоляцией используется медицинский вазелин либо гель для медицинских ультразвуковых исследований. Проводитсяот 15до 20 измерений величин времени прохождения ультразвукового импульса. Полученный массив используется в дальнейших вычисленияхдля определения текущего состояния и прогнозирования располагаемого срока службы.

Статистическая обработка массива измерений производится с помощью пакета программ обработки данных «Statistika».Массив измерений вводится в таблицу данных и производится расчет среднего значения и нижней границы доверительного интервала. Расчет проводится во вкладке «Анализ», в разделе «Основные статистики и таблицы» с вероятностью 95%. Рассчитанные значение среднего значения и его границ используются для расчета концентрации пластификатора в пластикате изоляции при решении кубического уравнения с коэффициентами при переменной ω

Степень переменной ω Коэффициент при переменной 3 -К²с·t²узпласт 2 К²с·t²узпласт - 2Кс·tузпласт·r - 2Кс·Cпвх·t²узпласт 1 2Кс·tузпласт·r+2Кс·Cпвх·t²узпласт – 2Cпвх·tузпласт·r - C²пвх· t²узпласт + (1-ωисх)·Lизисх·(2r+Lизисх)·ρплисх· ρ^-1доф 0 C²пвх·t²узпласт + 2Cпвх·tузпласт·r - (1-ωисх) ·Lизисх· (2r+Lизисх) · ·(ρплисх)·ρ^-1пвх

Значения величин для определения коэффициентов представлены ниже:

- Кс =1,8133;

- Cпвх=2,589 мм/мкс;

- ωисх= 0,27;

- ρплисх=1,28 кг/м³;

- ρ^-1доф = 1,02 м³/кг;

- ρ^-1пвх = 0,67 м³/кг.

Значения Lизисх для проводов типа БПВЛ

Сечение провода, мм² 0,35 0,5, 0,75, 1,0, 1,5 2,5, 4,0, 6,0 10,0, 16,0 25,0, 35,0 50,0 70,0, 95,0 Толщина изоляции Lизисх, мм 0,5 0,6 0,7 0,9 1 1,1 1,2

Расчет значения радиуса жилы провода r выполняется по величине сечения жилы провода.

Расчет коэффициентов кубического уравнения выполнятся с использованием пакета «Exel».

По полученным коэффициентам кубического уравнения с помощью он-лайн сервисов решается кубическое уравнение. Положительные значения одного из корней уравнений являются оценкой среднего значения и доверительных границ текущей концентрации пластификатора ω_текв пластикате изоляции исследуемого провода на момент оценки технического состояния τ_тек.

Прогнозирование остаточного срока службы производится с учетом уменьшения толщины изоляции при десорбции пластификатора, что вызывает увеличение удельной поверхности десорбции, являющейся отношением площади поверхности изоляции, с которой происходит десорбция к объему пластиката изоляции под ней S/V.

Оценка располагаемого остаточного срока службы вычисляется по следующим зависимостям.

Рассчитывается значение A₀

A₀=(V_плас(ω_тек)/S_из(ω_тек))·(τ_тек^-1·ln(ω_тек/ω_исх)), (6)

где

V_плас(ω_тек)/S_из(ω_тек)= (2(r+L_из(ω_тек)) /(2r·L_из(ω_тек)+ L²_из(ω_тек)))^-1_; (7)

Lиз(ω_тек)=((1-ωисх)·Lизисх·(2r+Lизисх)·(ρплисх)·(ρ^-1пвх+ωρ^-1доф/(1-ω))+r²)^1/2–r; (8)

τ_тек– текущий срокслужбы с начала эксплуатации, лет;

ω_тек– оценки текущей концентрации пластификатора, полученныепо результатам ультразвукового контроля;

Располагаемый срок службы достижения предельной низкой допустимой концентрации пластификатора рассчитывается по зависимости

τ_пред= - (A₀ ·(S_из(ω_пред)/V_плас(ω_пред)))^-1· ln(ω_пред/ω_тек), (9)

где τ_пред– срок службы достижения предельной концентрации пластификатора от момента оценки технического состояния;

ω_пред - предельно низкое значение концентрации пластификатора в пластикате работоспособной изоляции с учетом условий эксплуатации.

Расчет по указанным зависимостям производится с использованием электронных таблиц «Exel».

Конечным результатом расчетов является располагаемый срок службы достижения предельной концентрации пластификатора от момента оценки технического состояния. Календарный срок службы определяется суммой текущего на момент оценки технического состояния и расчетного располагаемого сроков службы.

Приведенные основные положения способа проиллюстрированы на фиг.1.

Далее решение поясняется примером его осуществления.

Результаты выполнения оценки технического состояния и прогнозирования располагаемого срока службы проводов типа БПВЛ самолетаАн-12

Оценка технического состояния проводов типа БПВЛ самолета Ан-12 проводилась с целью установления назначенного срока службы (Приложение 4) и включала в себя следующие процедуры:

- визуально-оптический контроль жгутов и отдельных проводов сети;

- подготовку проводов к инструментальному контролю;

- инструментальный ультразвуковой контроль изоляции;

- оценку концентрации пластификатора в пластикате и расчет располагаемогосрока службы изоляции проводов;

- анализ и обобщение результатов работ, разработку Заключения о дальнейшей эксплуатации проводов на самолете.

Визуально-оптический контроль жгутов и отдельных проводов

сети самолета

Также проводился визуально-оптический контроль жгутов и проводов. При проверке состояния электрожгутов и электропроводов для последующего выполнения инструментального контроля выявлялись жгуты и провода, имеющие видимые следы старения или повреждения изоляции, а именно:

- изменение цвета, порывы, потертости, растрескивание защитных покровов жгутов, оплеток отдельных проводов;

- подвижность хлопчатобумажных оплеток проводов, связанную с уменьшением диаметра пластиката изоляции;

- выдавливание пластика изоляции через хлопчатобумажную оплетку при перегреве повышенными токами;

- характерные микробиологические повреждения;

- загрязнение горюче-смазочными материалами;

- воздействие воды.

Подготовка проводов к инструментальному контролю

Для выполнения последующего инструментального контроля подготавливались отдельные провода в различных зонах самолета, при этом приоритет отдавался проводам, имеющим видимые следы старения или повреждения изоляции.

Сведения о проводах, подвергнутых инструментальному контролю для определения концентрации пластификатора, представлены в таблице П 9.1.

Таблица П9.1 – Провода, подвергнутые инструментальному контролю

№п/п Зона, описание Сечение, мм² Состояние 1 Передний правый зализ центроплана, нервюры № 1-2 95,0 Удовлетворительное 2 Передний лонжерон правой СЧК нервюра № 14 0,5 Оплетка разрушена, потемнение пластиката 3 Задний лонжерон правойСЧКнервюра №14 0,5 Удовлетворительное 4 Задний лонжерон правой половины центроплана, нервюры № 1…2 0,5 Неудовлетворительное, оплетка разрушена 5 Задний лонжерон правой половины центроплана, нервюры № 1…2 1,5 Неудовлетворительное, оплетка разрушена 6 Задний лонжерон левой половины центроплана, нервюры№ 1…2 1,0 Удовлетворительное 7 Передний лонжерон левойполовиныцентроплана,нервюра№ 2 0,5 Удовлетворительное 8 Передний лонжерон левойСЧКнервюра№ 14 0,5 Удовлетворительное 9 Передний лонжерон левой ОЧК нервюра № 15 0,75 Удовлетворительное 10 Задний лонжерон левой ОЧК, нервюры№ 15…16 0,5 Удовлетворительное 11 Отсек РК аккумуляторов 0,5 Удовлетворительное 12 Отсек основных опор шасси, колодка у шпангоута № 28 справа 0,5 Удовлетворительное 13 Отсек передней опоры шасси 0,5 Удовлетворительное 14 Провод обогрева носка левой половины стабилизатора 95,0 Удовлетворительное 15 За приборной доской командира, провод ПА59 0,5 Удовлетворительное 16 Провод «-РО» за средней частью приборной доски 0,5 Удовлетворительное 17 Провод из жгута «СВ-2-3-9 П.24Ш5», шпангоут № 6, слева под мостиком кресла командира 0,35 Удовлетворительное 18 За приборной доской радиста, провод «РСП376» 0,35 Удовлетворительное 19 Экранированный провод обогрева среднего правого стекла кабины пилотов 0,5 Удовлетворительное 20 Подпотолочное пространство кабины сопровождающих, провод «-ТА», шпангоут № 13 по центру 0,5 Удовлетворительное 21 Подпотолочное пространство грузовой кабины шпангоуты № 23…24, провод «ЭЛ166» 25,0 Удовлетворительное 22 Провод «МБ-17» под полом грузовой кабины, шпангоуты № 24…25 4,0 Удовлетворительное 23 Провод «УЛ-58», пульта ДТО, шпангоут № 30 слева 1,0 Удовлетворительное

Провода из отсеков двигателей находятся в крайне неудовлетворительном состоянии, имеют видимые следы старения – разрушение хлопчатобумажной оплетки, изменение цвета изоляции до серого, тактильно ощущаемую потерю пластичности и подлежат замене согласно требованиям выпуска 5553-86 г.

Экспертная оценка, проведенная на этапе подготовке проводов к инструментальному контролю, определила наиболее худшим состояние проводов крыла.

Расчет концентрации пластификатора в пластикате изоляции

На данном этапе осуществляли измерение время прохождения ультразвукового импульса от внешней поверхности изоляции до электропроводящей жилы провода и обратно посредством ультразвукового дефектоскопа с ультразвуковым преобразователем, который устанавливали в различных местах изоляции на длине провода 10-15 мм, равномерно случайным образом со всех сторон внешней цилиндрической образующей поверхности изоляции, и проводили 15 измерений величин времени прохождения ультразвукового импульса.

Результаты измерения времен прохождения ультразвукового импульса, расчета среднего значения времени прохождения импульса, толщин изоляции,скорости ультразвукадоверительных границ, оценок концентрации пластификатора представлены в таблицах П 9.2, П 9.3, П 9.4.

Таблица П 9.2 – Результаты измерения времен прохождения ультразвукового импульса, расчета среднего значения времени прохождения импульса, доверительных границ, толщин изоляции, скорости ультразвука, оценок концентрации пластификатора

№ измерения Время прохождения ультразвукового импульса tуз, мкс Нумерация проводов, согласно табл. П 9.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0,97 0,42 0,37 0,40 0,42 0,44 0,48 0,45 0,49 2 1,04 0,39 0,42 0,42 0,42 0,44 0,52 0,39 0,44 3 1,08 0,37 0,39 0,42 0,52 0,52 0,46 0,37 0,53 4 0,92 0,42 0,34 0,39 0,47 0,44 0,46 0,44 0,37 5 1,01 0,37 0,37 0,37 0,57 0,40 0,44 0,39 0,46 6 0,99 0,39 0,37 0,34 0,52 0,43 0,44 0,45 0,44 7 0,98 0,34 0,44 0,32 0,48 0,39 0,48 0,44 0,47 8 1,09 0,34 0,42 0,37 0,52 0,42 0,50 0,39 0,48 9 1,11 0,37 0,32 0,32 0,48 0,50 0,46 0,37 0,52 10 0,87 0,37 0,32 0,36 0,54 0,52 0,46 0,41 0,44 11 0,92 0,44 0,34 0,37 0,57 0,52 0,52 0,45 0,47 12 0,97 0,42 0,39 0,39 0,45 0,49 0,51 0,40 0,48 13 1,07 0,36 0,37 0,42 0,49 0,47 0,49 0,42 0,52 14 1,04 0,42 0,39 0,42 0,48 0,47 0,57 0,38 0,44 15 1,08 0,42 0,39 0,42 0,52 0,42 0,49 0,40 0,47 Среднее значение, мкс 1,01 0,41 0,41 0,41 0,50 0,46 0,49 0,41 0,47 Верхняя граница доверит.интервала, мкс 1,05 0,43 0,43 0,43 0,52 0,48 0,50 0,43 0,49 Нижняя граница доверит.интервала, мкс 0,97 0,40 0,40 0,40 0,47 0,43 0,47 0,40 0,45 Текущая толщина изоляции, мм 1,08 0,48 0,48 0,48 0,53 0,50 0,53 0,48 0,52 Скорость ультразвука по нижней границе доверит.интервала, м/с 2226 2425 2425 2425 2281 2353 22810 2425 2317 Оценка концентрации пластификатора, % 20 9 9 9 17 13 17 9 15

Таблица П 9.3 – Результаты измерения времен прохождения ультразвукового импульса, расчета среднего значения времени прохождения импульса, доверительных границ, толщин изоляции, скорости ультразвука, оценок концентрации пластификатора

№ измерения Время прохождения ультразвукового импульса tуз, мкс Нумерация проводов, согласно табл. П 9.1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1 0,42 0,48 0,38 0,41 1,00 0,47 0,46 0,38 0,38 0,54 2 0,42 0,47 0,41 0,44 0,96 0,48 0,55 0,4 0,44 0,55 3 0,39 0,48 0,30 0,42 0,98 0,49 0,42 0,30 0,38 0,59 4 0,40 0,50 0,30 0,46 1,04 0,55 0,46 0,30 0,37 0,6 5 0,42 0,54 0,34 0,45 1,04 0,42 0,48 0,34 0,34 0,62 6 0,40 0,51 0,41 0,42 0,91 0,42 0,48 0,41 0,49 0,54 7 0,40 0,47 0,37 0,38 0,94 0,44 0,52 0,37 0,47 0,49 8 0,39 0,52 0,38 0,44 0,95 0,50 0,53 0,38 0,46 0,42 9 0,37 0,49 0,39 0,41 1,00 0,46 0,54 0,40 0,54 0,44 10 0,46 0,41 0,38 0,56 1,00 0,47 0,54 0,38 0,39 0,42 11 0,47 0,48 0,42 0,42 0,98 0,46 0,55 0,42 0,37 0,51 12 0,42 0,49 0,41 0,37 1,08 0,54 0,53 0,39 0,37 0,47 13 0,39 0,53 0,38 0,41 1,10 0,51 0,52 0,38 0,57 0,43 14 0,39 0,47 0,37 0,55 1,00 0,44 0,54 0,36 0,42 0,52 15 0,42 0,52 0,37 0,42 1,02 0,46 0,52 0,36 0,37 0,51 Среднее значение, мкс 0,42 0,49 0,42 0,44 1,00 0,47 0,51 0,37 0,42 0,51 Верхняя граница доверит.интервала, мкс 0,43 0,51 0,43 0,47 1,03 0,50 0,53 0,39 0,46 0,55 Нижняя граница доверит.интервала, мкс 0,41 0,47 0,41 0,41 0,97 0,45 0,49 0,35 0,39 0,47 Текущая толщина изоляции, мм 0,50 0,53 0,50 0,50 1,08 0,52 0,55 0,42 0,44 0,53 Скорость ультразвука по нижней границе доверит.интервала, м/с 2390 2281 2390 2390 2226 2317 2245 2371 2281 2281 Оценка концентрации пластификатора, % 11 17 11 11 20 15 19 12 17 17

Таблица П 9.4 – Результаты измерения времен прохождения ультразвукового импульса, расчета среднего значения времени прохождения импульса, доверительных границ, толщин изоляции, скорости ультразвука, оценок концентрации пластификатора

№ измерения Время прохождения ультразвукового импульса tуз, мкс Нумерация проводов, согласно табл. П 9.1 20 21 22 23 1 0,54 0,87 0,57 0,53 2 0,55 0,86 0,62 0,52 3 0,59 0,88 0,56 0,47 4 0,60 0,86 0,57 0,50 5 0,62 0,84 0,55 0,47 6 0,54 0,91 0,66 0,44 7 0,50 0,94 0,57 0,51 8 0,42 0,95 0,65 0,47 9 0,44 0,87 0,56 0,46 10 0,42 0,78 0,63 0,49 11 0,51 0,98 0,65 0,52 12 0,49 0,91 0,63 0,50 13 0,41 0,78 0,59 0,53 14 0,52 0,86 0,65 0,46 15 0,50 0,88 0,63 0,49 Среднее значение, мкс 0,51 0,88 0,61 0,49 Верхняя граница доверит.интервала, мкс 0,55 0,91 0,63 0,51 Нижняя граница доверит.интервала, мкс 0,47 0,85 0,58 0,48 Текущая толщина изоляции, мм 0,53 0,86 0,64 0,53 Скорость ультразвука по нижней границе доверит.интервала, м/с 2281 2281 2208 2263 Оценка концентрации пластификатора, % 17 17 21 18

Анализ данных таблиц П 9.2, П 9.3, П 9.4 показывает, показывает, что наименьшее значение оценки концентрации пластификатора, определенное по нижним границам доверительных интервалов оценок средних значений времен прохождений ультразвуковых импульсов, составляет 9%, максимальное – 21 %.

Расчет располагаемого срока службы изоляции

Оценка располагаемого остаточного срока службы при механизме старения изоляции, определялась десорбцией пластификатора из пластиката изоляции с ее внешней поверхности с учетом ранее существовавших и предполагаемых условий эксплуатации воздушного судна по зависимости

где – располагаемый срок службы;

k – константа скорости старения;

ω_пред – предельная низкая концентрация пластификатора.

где τ_тек– отработанный срок службы на момент оценки технического состояния.

В результате вычисления в предположении сохранения тех же по величине воздействующих факторов старения и достижения предельно низкой концентрации пластификатора 7%, были получены следующие данные - результаты расчета представлены в таблице П 9.5.

Таблица П 9.5 – Результаты расчета располагаемого срока службы

Нумерация проводов, согласно табл. П9.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Оценка концентрации пластификатора, % 20 9 9 9 17 13 17 9 15 Оценка располагаемого срока службы, лет >20 11 11 11 >20 >20 >20 11 >20 Нумерация проводов, согласно табл. П9.1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Оценка концентрации пластификатора, % 11 17 11 11 20 15 19 12 17 Оценка располагаемого срока службы, лет >20 >20 >20 >20 >20 >20 >20 >20 >20 Нумерация проводов, согласно табл. П9.1 19 20 21 22 23 Оценка концентрации пластификатора, % 17 17 17 21 18 Оценка располагаемого срока службы, лет >20 >20 >20 >20 >20

Анализ таблицы П 9.5 показывает, что, в целом, исследованные провода имеют значительный запас срока службы и при условии сохранения воздействующих факторов старения, минимальный расчетный располагаемый срок службы составляет не менее 11 лет. Провода, имеющие повреждения оплетки сохранили достаточный запас пластификатора в пластикате изоляции.

Расчет скорости прохождения ультразвука выполняется по следующей формуле:

Суз = Lиз/ tузпласт,

Lиз=((1-ωисх)·Lизисх·(2r+Lизисх)·(ρпластисх)·(ρ^-1пвх+ωρ^-1доф/(1-ω))+r²)^1/2–r,

где Суз – скорость ультразвука при текущей концентрации пластификатора;

Lиз – текущая толщина изоляции при текущей концентрации пластификатора;

ωисх–концентрация пластификатора в проводе при его изготовлении;

Lизисх-толщина изоляции при изготовлении провода;

r – радиус жилы провода;

ρпластисх – плотность нового, исходного пластиката;

ω – текущая концентрация пластификатора;

ρпвх – плотность поливинилхлорида с присадками;

ρдоф – плотность пластификатора.

Анализ результатов проведенных работ

Результаты оценки технического состояния проводов БПВЛ бортовой электрической сети самолета-лаборатории Ан-12 позволяет сделать следующие основные выводы:

- состояние бортовых проводов БПВЛ удовлетворительное;

- расчетный запас срока службы бортовых проводов, при сохранении воздействующих факторов старения, составляет не менее 11 лет;

- дополнительных мероприятий для дальнейшей эксплуатации проводов БПВЛ бортовой сети, кроме предусмотренных технической документацией, проводить нет необходимости.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет неразрушаемым способом определять оценки текущего значение концентрации пластификатора в поливинилхлоридном пластикате изоляции авиационных бортовых проводов в реальном времени непосредственно при проведении работ по оценке технического состояния воздушного судна и осуществлять прогнозирование остаточного срока службы изоляции, т.е. осуществлять оперативное техническое диагностирование.

Использование: для контроля текущего технического состояния и прогнозирования остаточного срока службы изоляции из поливинилхлоридного пластиката бортовых авиационных проводов. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют время прохождения ультразвукового импульса от внешней поверхности изоляции до электропроводящей жилы провода и обратно посредством ультразвукового дефектоскопа с ультразвуковым преобразователем, который устанавливается в различных местах изоляции на длине провода 10-15 мм, равномерно случайным образом со всех сторон внешней цилиндрической образующей поверхности изоляции, проводят от 15 до 20 измерений величин времени прохождения ультразвукового импульса, осуществляют расчет скорости прохождения ультразвука по заданной математической формуле и прогнозируют остаточный срок службы изоляции при механизме старения изоляции, определяемый десорбцией пластификатора из пластиката изоляции с ее внешней поверхности с учетом ранее существовавших и предполагаемых условий эксплуатации воздушного судна по заданной математической зависимости. Технический результат: обеспечение возможности оперативного в реальном времени определения концентрации пластификатора в пластикате проводов, а также обеспечение возможности повышения точности прогноза остаточного срока службы проводов. 1 ил., 5 табл.

Способ контроля текущего технического состояния и прогнозирования остаточного срока службы изоляции из поливинилхлоридного пластиката бортовых авиационных проводов, заключающийся в том, что

- измеряют время прохождения ультразвукового импульса от внешней поверхности изоляции до электропроводящей жилы провода и обратно посредством ультразвукового дефектоскопа с ультразвуковым преобразователем, который устанавливается в различных местах изоляции на длине провода 10-15 мм, равномерно случайным образом со всех сторон внешней цилиндрической образующей поверхности изоляции, проводят от 15 до 20 измерений величин времени прохождения ультразвукового импульса,

- осуществляют расчет скорости прохождения ультразвука по следующей формуле:

Суз = Lиз/ tузпласт,

Lиз=((1-ωисх)·Lизисх·(2r+Lизисх)·(ρпластисх)·(ρ^-1пвх+ωρ^-1доф/(1-ω))+r²)^1/2–r,

где tузпласт= tуз/2,

tуз - среднее время прохождения ультразвукового импульса от поверхности изоляции до жилы провода и обратно, т.е. время измеряемое ультразвуковым дефектоскопом;

Суз - скорость ультразвука при текущей концентрации пластификатора;

Lиз - текущая толщина изоляции при текущей концентрации пластификатора;

ωисх - концентрация пластификатора в проводе при его изготовлении;

Lизисх - толщина изоляции при изготовлении провода;

r - радиус жилы провода;

ρпластисх - плотность нового, исходного пластиката;

ω - текущая концентрация пластификатора;

ρпвх - плотность поливинилхлорида с присадками;

ρдоф - плотность пластификатора,

- определяют концентрацию пластификатора в пластикате изоляции по скорости прохождения ультразвука по следующей формуле:

ω = (Спвх – Lиз/tузпласт)/Kc,

где Спвх - скорость звука при нулевой концентрации пластификатора;

Кс - коэффициент зависимости скорости звука от концентрации пластификатора в пластикате,

- прогнозируют остаточный срок службы изоляции при механизме старения изоляции, определяемый десорбцией пластификатора из пластиката изоляции с ее внешней поверхности с учетом ранее существовавших и предполагаемых условий эксплуатации воздушного судна по зависимости

где - располагаемый срок службы;

k - константа скорости старения;

ω_пред - предельная низкая концентрация пластификатора,

где τ_тек - отработанный срок службы на момент оценки технического состояния.