Неразрушающий контроль авиационной техники

НЕРАЗРУШАЮЩИЙ 
КОНТРОЛЬ 
АВИАЦИОННОЙ 
ТЕХНИКИ

Е.В. МАРТЫНЕНКО

2-е издание, переработанное и дополненное

Москва
ИНФРА-М
2020

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано в качестве учебного пособия 
для учебных заведений, реализующих программу 
среднего профессионального образования по специальности 
25.02.01 «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей»

УДК 629.7(075.32)
ББК 39.5я723
 
М29

Мартыненко Е.В.
М29  
Неразрушающий контроль авиационной техники : учебное пособие / 
Е.В. Мартыненко. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : ИНФРА-М, 
2020. — 148 с. — (Среднее профессиональное образование). — DOI 
10.12737/textbook_591aeb6011dc23.69735516.

ISBN 978-5-16-012759-0 (print)
ISBN 978-5-16-103403-3 (online)
Учебное пособие содержит информацию о назначении, физической 
сущности и области применения методов неразрушающего контроля, их 
преимуществах и недостатках. Приводятся краткие исторические сведения 
о методах неразрушающего контроля. Большое внимание уделено современным средствам неразрушающего контроля отечественного и зарубежного производства.
Учебное пособие составлено в соответствии с программой междисциплинарного курса МДК 01.01.03 «Техническая эксплуатация летательных 
аппаратов и двигателей» и предназначено для обучающихся по одноименной специальности 25.02.01 отделений среднего профессионального образования. Также может быть использовано слушателями курсов повышения 
квалификации для инженерно-технического персонала.

УДК 629.7(075.32)
ББК 39.5я723

Р е ц е н з е н т ы:
Перепелкин В.П., начальник лаборатории диагностики и неразрушающего контроля АТК ЗАО «Авиакомпания “Ангара”»;
Полонский А.П., кандидат технических наук, доцент кафедры самолетостроения и эксплуатации авиационной техники Иркутского института авиамашиностроения и транспорта ИРНИТУ

ISBN 978-5-16-012759-0 (print)
ISBN 978-5-16-103403-3 (online)

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

© Мартыненко Е.В., 2017

Подписано в печать 17.01.2020.
Формат 6090/16. Печать цифровая. Бумага офсетная.
Гарнитура Newton. Усл. печ. л. 9,25. Доп. тираж 110 экз. Заказ  № 00000

ТК 647981-1087654-190517

ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1.
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86.     Факс: (495) 280-36-29.
E-mail: books@infra-m.ru                 http: //www.infra-m.ru

Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

Введение

Развитие современных летательных аппаратов характеризуется 
постоянным совершенствованием: увеличением скорости, дальности и высоты полета. Повышение этих характеристик привело 
к заметному усложнению конструкции воздушных судов (ВС) и их 
оборудования. Непременным условием надежной работы такой 
сложной техники являются своевременная и правильная подготовка 
к полетам, а также грамотная эксплуатация и ремонт. Техническое 
состояние авиационной техники (АТ) напрямую связано с безопасностью ее эксплуатации. Надежность работы АТ во многом зависит 
от умения персонала определить ее состояние.
Основным условием обеспечения безопасности полетов является безотказная работа в воздухе всей материальной части: двигателей, планера, бортовых систем и оборудования.
Решение задачи контроля состояния АТ связано с развитием 
прогрессивных методов ее эксплуатации, которые заключаются 
в рациональном сочетании различных стратегий: по наработке, 
по техническому состоянию, с контролем уровня надежности, 
до отказа. Эксплуатация АТ по состоянию обязательно предусматривает наличие развитых систем диагностирования и контроля. 
Контроль уровня надежности АТ также требует достоверной информации об отказах и неисправностях, эксплуатация до отказа 
может осуществляться только при бесспорном выявлении отказа 
системой контроля.
Целью настоящего учебного пособия является изложение сущности и области применения существующих методов неразрушающего контроля технического состояния изделий АТ.
Материал пособия соответствует вопросам, изучаемым в процессе освоения раздела «Техническая диагностика и методы неразрушающего контроля авиатехники» междисциплинарного курса 
МДК.01.01.03 «Техническая эксплуатация летательных аппаратов 
и двигателей» учащимися отделений среднего профессионального 
образования.
Процесс освоения названного раздела междисциплинарного 
курса направлен на формирование у обучающихся следующих компетенций:
 
• общие (ОК):
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий 
в профессиональной деятельности;
 
• профессиональные (ПК):
ПК 1.1. Поддерживать и сохранять летную годность летательных 
аппаратов базового типа, их двигателей и функциональных систем 
на этапе технической эксплуатации.
ПК 1.2. Обеспечивать техническую эксплуатацию летательных 
аппаратов базового типа, их двигателей и функциональных систем.
ПК 1.4. Проводить комплекс планово-предупредительных работ 
по обеспечению исправности, работоспособности и готовности 
летательных аппаратов базового типа и их двигателей к использованию по назначению.
ПК 2.3. Осуществлять контроль качества выполняемых работ 
при технической эксплуатации, обслуживании и ремонте летательных аппаратов базового типа, их двигателей и функциональных 
систем.
ПК 2.5. Соблюдать технику безопасности и требования охраны 
труда на производственном участке.
Оценка технического состояния АТ производится на основе 
терминов и определений ГОСТ 27.002–89. При всем многообразии 
деталей, агрегатов и узлов авиационных конструкций в течение 
всего периода эксплуатации общим для них является то, что все 
они должны находиться в определенном состоянии и иметь определенные свойства.
Техническое состояние — совокупность подверженных изменению в процессе эксплуатации свойств объекта, характеризуемая признаками, установленными технической документацией 
на объект.
Исправное состояние — состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.
Неисправное состояние — состояние объекта, при котором он 
не соответствует хотя бы одному из требований, установленных 
нормативно-технической и (или) конструкторской документацией.
Работоспособное состояние — состояние объекта, при котором 
значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует требованиям нормативнотехнической и (или) конструкторской документации.
Неработоспособное состояние — состояние объекта, при котором 
значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность 
выполнять заданные функции, не соответствует требованиям, установленным нормативно-технической и (или) конструкторской документацией.

Переход из исправного и работоспособного состояния в не исправное или неработоспособное может произойти при наступлении событий, именуемых отказом, повреждением или при появлении дефектов.
Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Признаки отказа устанавливаются нормативно-технической документацией на объект.
Повреждение — событие, заключающееся в нарушении исправности объекта или его составных частей (агрегатов, узлов, деталей) 
вследствие внешних воздействий, превышающих уровни, установленные в нормативно-технической документации. Повреждение может быть незначительным, при котором работоспособность не нарушается. Значительное повреждение может привести 
к отказу. Причинами отказов могут быть дефекты, допущенные 
при конструировании, производстве, ремонте, нарушении норм 
и правил эксплуатации, а также естественные процессы изнашивания и старения.
Дефект — отдельное несоответствие продукции установленным 
требованиям. Неисправное изделие может иметь один или несколько дефектов. Несвоевременное обнаружение и устранение 
дефектов вызывает отказ.
Появление отказов и неисправностей — закономерная картина объективных процессов старения. Поэтому к авиационным 
конструкциям предъявляют довольно жесткие требования в части 
сохранения показателей безотказности. Эти требования обусловливают введение ресурсных ограничений всех элементов планера, 
двигателя и функциональных систем ВС.
Для обеспечения ресурсов конструкции проектируются и изготавливаются с некоторыми запасами прочности и износостойкости, 
обеспечивающими функционирование в условиях воздействия 
широкого спектра нагрузок, процессов старения. Тем не менее, 
возможны случаи отказов авиационных конструкций при работе, 
вызываемые различными причинами. Предупреждение отказов, 
 выявление их причин — главные задачи процессов диагностирования и неразрушающего контроля.
В современных условиях эксплуатации АТ возрастает роль методов неразрушающего контроля, позволяющих надежно и объективно фиксировать состояние элементов конструкции для выявления всевозможных дефектов.
Особенно остро встает задача качественного выполнения работ 
по неразрушающему контролю технического состояния АТ в современных условиях, с которыми нельзя не считаться при обес

печении летной годности гражданских ВС и авиационных двигателей. В гражданской авиации России вместо одного «Аэрофлота» 
образовано большое количество юридически самостоятельных 
организаций и авиакомпаний, определенную часть парка которых 
составляют стареющие ВС, фактические ресурсы и сроки службы 
которых превышают значения, заданные в технических заданиях, 
а производственно-техническая база организаций требует реорганизации. Другую часть парка ВС составляют самолеты нового 
поколения, в первую очередь, зарубежного производства, техническое обслуживание которых осуществляется по техническому состоянию, и поддержание их летной годности требует современного 
подхода.
Комплекс работ по неразрушающему контролю и диагностике 
является одним из определяющих компонентов системы поддержания летной годности ВС, а следовательно, основным элементом 
комплекса мероприятий по обеспечению безопасности полетов ВС.

Глава 1. 
ДЕФЕКТЫ ДЕТАЛЕЙ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ И ИХ ПРИЧИНЫ

Дефект является начальной стадией каждой неисправности. 
Бездефектных деталей не существует. Любая деталь, изготовленная 
самым тщательным образом, в определенных условиях может приобрести дефект и даже быть «заряженной» им. Поэтому обнаружение 
дефектов в самом начале их развития, контроль качества деталей 
и узлов АТ, подвергающихся в работе значительным нагрузкам, — 
одна из основных задач в процессе ремонта и эксплуатации АТ.
Правильное использование классификации дефектов позволяет 
заранее выявить характер и месторасположение дефектов, метод 
и возможность устранения, количество потребных трудозатрат, 
материалов, запчастей и времени, а также ориентировочную стоимость устранения дефектов.
С целью выбора метода и средства контроля, с учетом особенностей объектов, их назначения, условий использования дефекты 
подразделяют на явные и скрытые. Явным считается дефект, для 
которого в нормативной документации предусмотрены методы 
и средства контроля. Скрытым — дефект, для выявления которого 
в нормативной документации правила, методы и средства контроля 
не предусмотрены.
Все явные и скрытые дефекты деталей можно классифицировать 
по следующим признакам:
1. По величине:
1) дефекты атомного строения, т.е. зоны искажений атомной 
решетки. Именно такие искажения приводят к низкой прочности 
металлов и сплавов, особенно в условиях высоких температур 
и эксплуатационных внешних воздействий. Некоторые методы 
контроля позволяют оценить тонкую структуру материала путем замера удельного электросопротивления и обнаружить такие дефекты 
на стадиях, предшествующих разрушению;
2) нарушение сплошности материала субмикроскопического и микроскопического порядка. К данной группе относят субмикроскопические трещины (< 0,2 мкм), которые развиваются по границам 
блоков кристаллов в результате приложения напряжений. При появлении таких трещин изменяются электрические и магнитные характеристики металлов. Из субмикроскопических развиваются ми

кроскопические трещины ( 0,2 мкм). Такие трещины образуются 
на поверхности и в глубине деталей, как в процессе изготовления, 
так и при эксплуатации под воздействием внешнего нагружения. 
Эти трещины даже при незначительной глубине снижают прочность деталей;
3) макроскопические дефекты — различного рода нарушения 
сплошности и однородности материала, часто видимые невооруженным глазом. Именно эти дефекты резко снижают прочность 
детали и приводят к ее разрушению при эксплуатации. Однако 
даже такого рода дефекты не всегда удается обнаружить из-за их 
скрытого расположения [9].
2. По причине возникновения:
1) естественные дефекты (дефекты старения) и их появление 
связаны с процессами изнашивания. К ним относятся все виды 
механического износа, кроме дефектного, коррозия, разрушение 
защитных покрытий, старение и разрушение резиновых и пластмассовых изделий;
2) конструктивные дефекты являются следствием несовершенства конструкции, которое обусловливается возможными ошибками в расчетах на прочность деталей, неправильным выбором 
материала и формы детали, неверно указанными допусками, неправильно выбранной технологией механической и термической 
обработки, а главным образом тем, что в процессе проектирования 
и расчета невозможно полностью учесть все разнообразные факторы, которые действуют на детали в условиях эксплуатации. Примером могут служить концентраторы напряжений, резкие перепады напряжений, применение материалов с низкой коррозионной 
стойкостью в местах действия агрессивных сред. Конструктивные 
дефекты проявляют себя в основном в начальный период эксплуатации и довольно быстро устраняются путем доработок;
3) технологические или производственные дефекты возникают 
вследствие нарушения технологии изготовления или ремонта, 
а также из-за несовершенства самой технологии. Например, могут 
быть нарушены режимы термической обработки деталей, режимы 
гальванопокрытий, неточности монтажа (несоосности, перекосы, 
несоблюдение зазоров), дефекты материалов (шлаковые включения, закаты). Все это может вызвать преждевременный износ, 
разрушение покрытий и пр. Технологические дефекты, как и конструктивные, могут проявляться в начальный период эксплуатации;
4) эксплуатационные дефекты связаны с нарушением правил 
эксплуатации и обслуживания АТ как летным, так и техническим 
составом. Основными нарушениями, допускаемыми летным со

ставом, являются: превышение установленных режимов работы 
двигателей, агрегатов и систем; превышение допустимых перегрузок в полете, при посадке; нарушение правил руления, торможения, разворотов. К нарушениям технического состава относят: 
несоблюдение сроков выполнения технического обслуживания 
(ТО), нарушение правил заправки и зарядки систем горюче-смазочными материалами, спецжидкостями и газами, нарушение правил 
удаления обледенения, мойки, небрежное обращение с инструментами, наземным оборудованием и т.п. Все это может вызвать недопустимые деформации, разрушение деталей и мест их крепления, 
ухудшить условия работы систем и двигателей, коррозию, быстрое 
разрушение защитных покрытий. Также причиной таких дефектов 
может быть нарушение правил хранения АТ и транспортировки [3].
3. По внешним признакам.
При оценке технического состояния конкретной конструкции 
исполнитель видит внешние признаки дефектов, по которым их 
можно подразделить на следующие группы:
1) механические повреждения в виде царапин, рисок, забоин, 
вмятин, потертостей могут возникнуть как в процессе эксплуатации, так и от конструктивных несовершенств или нарушений 
технологии изготовления. Например, на обшивке могут возникнуть 
повреждения от касания лестниц и стремянок. При малых зазорах 
могут образоваться потертости трубопроводов и других элементов 
конструкции. От попадания посторонних предметов возникают забоины на обшивке, элементах шасси. Механические повреждения 
определяются визуально и при помощи специального измерительного инструмента;
2) остаточные деформации образуются в том случае, когда действующие напряжения превышают значение предела текучести 
материала. На обшивке, например, может образоваться гофр, 
на трубопроводах — овализация или гофр, на крепежных деталях — 
вытяжка резьбы. Остаточная деформация всегда искажает первоначальную форму конструктивного элемента, и ее легко обнаружить 
с помощью измерений, сравнивая их с данными чертежа;
3) трещины могут появиться вследствие статической перегрузки 
или усталости, в результате грубых нарушений технологии сборки 
или изготовления. Обнаруживают трещины визуально и с помощью 
различных методов неразрушающего контроля;
4) нарушение заданных геометрических параметров является следствием процессов изнашивания при трении. При изменении геометрических размеров контактирующих деталей возникают люфты. 

Количественная оценка таких дефектов производится специальным 
или стандартным измерительным инструментом;
5) старение неметаллических материалов и покрытий проявляется в виде поверхностной сетки мелких трещин, иногда выкрашивания, отслоения покрытий, потери цвета, формы материала. Обнаруживаются подобные дефекты визуально-оптическим методом 
и сравнением с эталонами;
6) коррозия обнаруживается по скоплению продуктов коррозии, 
по образовавшимся раковинам, точечным углублениям. Глубину 
повреждений от коррозии оценивают с помощью измерительного 
инструмента или с использованием методов неразрушающего 
контроля;
7) эрозия — динамическое воздействие скоростного потока жидкости или газа на обтекаемую поверхность. В результате механического воздействия (особенно при наличии абразивных частиц), 
физико-химических процессов поверхностные слои подвергаются 
изнашиванию;
8) кавитационная эрозия — разрушение материала каналов, 
по которым протекает с определенной скоростью жидкость в гидрогазовых системах [7].
4. По браковочным признакам (по возможности устранения).
Задача дефектации — не только обнаружить дефект, но и оценить его количественно: определить его глубину, площадь, линейные размеры. На каждый дефект техническими условиями 
устанавливается браковочный признак, т.е. недопустимые размеры 
повреждения.
Браковочный признак устанавливается для каждого узла, деталей или всей конструкции в целом. Перечисленные по внешним 
признакам дефекты имеют свои браковочные признаки: допу стимые глубину и площадь повреждений, а также износ. В некоторых случаях, когда невозможно описать браковочный признак, 
изготавливают эталоны.
По браковочным признакам дефекты разделяют на три группы: 
не требующие ремонта, устранимые при ремонте, неустранимые. 
К первой группе относят дефекты, не влияющие на надежность 
и долговечность конструкции, устранение которых в связи с этим 
нецелесообразно, например неглубокие риски, царапины, поверхностные потертости. Ко второй группе — дефекты, которые при 
ремонте можно устранить зачисткой, заваркой, правкой, возобновлением покрытия, подкраской и др. К третьей группе относятся 
дефекты, которые при ремонте не могут быть устранены. В этом