Sources Sought for Development of NDE Methods for Aircraft Rotating Assemblies

The US Federal Aviation Administration (FAA) is calling for industry input on inspection techniques to better protect against uncontained engine failures.

This project supports the development of improved nondestructive evaluation (NDE) techniques for critical rotating components of aircraft turbine engines.

These rotating components store tremendous amounts of rotational and inertial energy and pose a serious safety threat when fractured components release high-velocity disk fragments capable of penetrating the aircraft fuselage. As the
aviation industry moves toward incorporation of damage tolerance concepts in the design and maintenance of propulsion systems, more challenging fatigue crack resistance and inspection requirements emerge. A number of specific advances in NDE capability, reproducibility, and reliability are needed to support future critical rotating components that many not necessarily conform to traditional design.

A 5-year NDE Technology Development Plan has been developed by FAA and will be used to identify specific research and development tasks. The Plan is divided by application into 5 categories:

1. NDE Method Development
2. NDE of Materials
3. NDE of As-Manufactured Parts
4. NDE of In-Service Parts
5. POD of NDE Methods

Each of these categories is focused on addressing both near-term and long-range NDE technology needs.

NDE Method Development addresses advancing
the development of ultrasonic and eddy current methods for application on both as-manufactured and in-service components. In addition, it addresses the need to develop automatic defect recognition tools to minimize operator impact
on inspection reproducibility and reliability.

NDE of Materials centers on evaluation of properties such as residual stress, bond joint strength, and residual fatigue life of nickel and titanium rotor alloys.

NDE of As-Manufactured Parts concentrates on follow-on programs to the current FAA effort on NDE of manufacturing anomalies, including refinement of promising inspection
methods or process monitoring to minimize generation of manufacturing process anomalies.

NDE of In-Service Parts is aimed at development of new or modified surface defect inspection techniques to replace or augment the current fluorescent penetrant inspection (FPI).

The POD of NDE Methods looks at developing analytical models and solutions for quantifying the POD of the growing number of inspection methods that produce images rather than simple
numerical results.

The purpose of this BAA is to solicit interest in the form of research proposal briefs from the NDE community. These 2 page briefs should offer practical and achievable solutions to the inspection-related challenges posed by the next
generation of jet engines. These challenges include but are not limited to these
following areas identified in the FAA 5-yr Plan:

a. A Sonic IR task that continues to develop the NDE process in preparation
for production implementation.

b. New NDE techniques capable of evaluating the bond joint strength and mechanical integrity of advanced engine rotating components such as BLISKs
and Dual-Alloy Disks.

c. Fast, low-cost, large area inspection methods to detect surface anomalies in in-service critical rotating components. Proposed methods should be more cost effective than current eddy current methods with the capability to detect
30 X 15 mil crack size anomalies with a 90/50 probability of detection.

d. Development of computer generated data analysis algorithms that automatically evaluate amplitude and signal-to-noise rejections without operator intervention. Development of this capability for inspections such as UT of forgings, EC image analysis, Sonic IR image evaluation, and FPI image analysis. A series of programs is envisioned, each aimed at developing computer driven auto defect recognition for one of the previously mentioned
NDE methods.

e. New sensors for monitoring a complex machining process, such as broaching, to minimize the possibility of producing a manufacturing induced
anomaly in the finish machined component.

f. Development of NDE techniques capable of quantifying the residual stress profile in a shot-peened Nickel component to depths of 0.015" or more.

g. Develop new and innovative approaches to POD data analysis techniques and curve generation from image producing NDE methods. h. Develop a NDE
method capable of identifying Titanium material susceptible to dwell time fatigue.

(Theo www.ndt.org)

Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) đang kêu gọi đầu vào công nghiệp cho các kỹ thuật kiểm tra để bảo vệ tốt hơn chống lại những sai lỗi của động cơ không vỏ bọc.

Dự án này nhằm hỗ trợ phát triển nâng cao các kỹ thuật đánh giá không phá hủy (NDE) cho các thành phần quay quan trọng của các động cơ tuabin máy bay. Các thành phần quay này có một lượng lớn năng lượng quay và năng lượng quán tính và đặt ra mối đe dọa an toàn nghiêm trọng một khi các thành phần này bị gãy trong khi đang quay với tốc độ rất cao có thể va đập vào thân máy bay.

Khi ngành công nghiệp hàng không đang đi theo xu hướng kết hợp cả khái niệm dung sai phá hủy trong thiết kế và việc bảo trì các hệ thống động cơ thì thách thức chống lại hiện tượng nứt mỏi và yêu cầu kiểm tra lại càng lớn.

Một số các ưu điểm đặc biệt trong khả năng NDE như khả năng tái sản xuất và độ tin cậy là cần thiết để hỗ trợ các thành phần quay quan trọng trong tương lai mà không cần phù hợp với các thiết kế truyền thống.

Kế hoạch 5 năm phát triển công nghệ NDE được FAA đưa ra và sẽ được sử dụng để xác định các nhiệm vụ nghiên cứu và phát triển cụ thể. Kế hoạch này được chia thành 5 lĩnh vực:
1. NDE Method Development
2. NDE of Materials
3. NDE of As-Manufactured Parts
4. NDE of In-Service Parts
5. POD of NDE Methods

Mỗi lĩnh vực này được tập trung vào giải quyết cả các nhu cầu công nghệ trong ngắn hạn và dài hạn.

Lĩnh vực phát triển phương pháp NDE tập trung vào việc phát triển phương pháp siêu âm và dòng điện xoáy cho các ứng dụng với các đối tượng đang sản xuất và trong quá trình sử dụng. Ngoài ra, nó cũng đề cập đến nhu cầu phát triển các công cụ phát hiện khuyết tật tự động nhằm giảm thiểu tác động của người vận hành đến độ tái lập và độ tin cậy của phép kiểm tra.

NDE vật liệu tập trung đánh giá tính chất cũng như ứng suất dư, độ bền mối liên kết và tuổi thọ mỏi của các thành phần quay làm bằng hợp kim niken và titan.

NDE các thành phần trong quá trình sản xuất tập trung vào các chương trình theo dõi để các nỗ lực hiện nay của FAA trong lĩnh vực sản xuất, bao gồm sàng lọc các phương pháp kiểm tra triển vọng hoặc kiểm soát quá trình để giảm thiểu các sai lỗi trong quá trình sản xuất

(Đang dịch dở, các bác chờ chút nhé!)