RU2787562C1 - Способ ультразвукового неразрушающего контроля качества стеклопластиков после пропитки кремнийорганическими смолами - Google Patents
Способ ультразвукового неразрушающего контроля качества стеклопластиков после пропитки кремнийорганическими смолами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2787562C1 RU2787562C1 RU2022108877A RU2022108877A RU2787562C1 RU 2787562 C1 RU2787562 C1 RU 2787562C1 RU 2022108877 A RU2022108877 A RU 2022108877A RU 2022108877 A RU2022108877 A RU 2022108877A RU 2787562 C1 RU2787562 C1 RU 2787562C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impregnation
- quality control
- ultrasonic
- fiberglass
- ultrasonic waves
- Prior art date
Links
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 18
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000001066 destructive Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000001902 propagating Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000009658 destructive testing Methods 0.000 description 2
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 2
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Использование: для ультразвукового неразрушающего контроля качества стеклопластиков после пропитки кремнийорганическими смолами. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют излучение импульсов ультразвуковых колебаний излучателем, прием импульсов, прошедших в изделии, приемником, измерение скорости распространения продольных ультразвуковых волн на частоте от 1 до 20 МГц, распространяющихся по нормали к плоскости армирования стеклопластика, при этом измерение скорости ультразвуковых волн осуществляют после отверждения связующего и повторно после пропитки кремнийорганической смолой и ее полимеризации, с последующим контролем качества пропитки стеклопластика кремнийорганической смолой по величине изменения скорости ультразвуковых волн. Технический результат: повышение достоверности ультразвукового неразрушающего контроля качества пропитки кремнийорганическими смолами стеклопластиковых изделий после их формовки и отверждения связующего. 2 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для оценки качества пропитки кремнийорганическими смолами стеклопластиковых изделий после формовки и отверждения связующего.
Изобретение предназначено для применения в области авиационной и ракетной техники, а также может быть использовано в других отраслях промышленности, использующих изделия из стеклопластиков.
В процессе производства стеклопластиковых изделий, обладающих стойкостью к интенсивному нагреву, после их формования и отверждения связующего проводят пропитку изделий кремний органической смолой, что позволяет увеличить термостойкость и физико-механические характеристик стеклопластика (патент РФ № 2266928, опубликовано 27.12.2005). В случае неравномерной или недостаточной пропитки изделий кремнийорганической смолой термостойкость снижается, что уменьшает их эксплуатационные характеристики. Исходя из этого существует необходимость проведения неразрушающего контроля качества пропитки стеклопластиковых изделий (после формования и отверждения связующего) кремнийорганическими смолами.
Известен способ контроля качества пропитки неметаллического материала (авторское свидетельство № 267997, опубликовано 02.04.1970, бюл. № 13) путем определения величины привеса, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности непрерывного бесконтактного контроля качества пропитки в процессе производства, величину привеса определяют по изменению частот генератора, располагаемого над движущимся пропитанным материалом, под которым закрепляют металлический лист, отражающий радиоволны и создающий на входе приемника режим стоячей волны. Основными недостатками способа являются низкая чувствительность при контроле качества пропитки разнотолщинных изделий, а также невозможность применения для контроля качества пропитки сложнопрофильных изделий.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ ультразвукового неразрушающего контроля качества изделий из стеклопластиков (патент РФ №2760512, опубл. 25.11.2021), включающий излучение импульсов ультразвуковых колебаний излучателем, прием импульсов, прошедших в изделии, приемником, измерение скорости распространения продольных ультразвуковых волн, распространяющихся по нормали к плоскости армирования стеклопластика с шагом от 5 до 100 мм вдоль выбранного направления сканирования на частоте от 1 до 20 МГц с помощью одного пьезоэлектрического преобразователя или двух пьезоэлектрических преобразователей, соосно расположенных с противоположных сторон стенки контролируемого изделия, после чего осуществляют построение распределения скорости продольных ультразвуковых волн вдоль направления сканирования - ультразвуковой профиль изделия, проводят анализ ультразвукового профиля и вычисляют приращение скорости продольных ультразвуковых волн вдоль направления сканирования, после чего определяют величину максимального приращения скорости продольных ультразвуковых волн и проводят оценку качества изделия путем сравнения величины максимального приращения скорости продольных ультразвуковых волн с заданным пороговым значением. Недостатком способа является невозможность его применения для контроля качества пропитки стеклопластикового изделия кремний органической смолой по причине недостаточного количества измерений.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности высокоответственных сложнопрофильных стеклопластиковых изделий за счет ультразвукового неразрушающего контроля качества пропитки кремнийорганическими смолами стеклопластиковых изделий после их формовки и отверждения связующего.
Технический результат обеспечивается тем, что предложен способ ультразвукового неразрушающего контроля качества стеклопластиков после пропитки кремнийорганическими смолами, включающий излучение импульсов ультразвуковых колебаний излучателем, прием импульсов, прошедших в изделии, приемником, измерение скорости распространения продольных ультразвуковых волн на частоте от 1 до 20 МГц, распространяющихся по нормали к плоскости армирования стеклопластика, отличающийся тем, что измерение скорости ультразвуковых волн осуществляют после отверждения связующего и повторно после пропитки кремнийорганической смолой и ее полимеризации, с последующим контролем качества пропитки стеклопластика кремнийорганической смолой по величине изменения скорости ультразвуковых волн.
Физическая сущность метода заключается в наличии взаимосвязи между скоростью распространения акустических колебаний и физико-механическими параметрами стеклопластиков, в частности плотности и пористости, которые изменяются после пропитки изделий кремнийорганическими смолами.
Пример 1. В сложнопрофильных изделиях, изготовленных из стеклопластика на основе фенолформальдегидного связующего, армированного стеклотканью ТС 8/3-К-ТО, были измерены скорости ультразвуковых волн, распространяющихся в направлении нормали к плоскости армирования стеклопластика. Скорости ультразвуковых волн измерялись после формования изделий и отверждения связующего, а также после пропитки изделий высокотермостойкой кремнийорганической смолой (МФСС-8). Распределения скоростей ультразвуковых волн в изделии до и после пропитки МФСС 8 представлены на фиг.1, откуда видно, что после пропитки скорость ультразвуковых волн увеличилась во всех контролируемых точках в среднем на одну величину (260 м/с). Это говорит о высоком качестве и равномерной пропитке изделий кремнийорганической смолой, что подтверждается проведенными теплопрочностными испытаниями изделий и разрушающим контролем на образцах, изготовленных из пропитанных изделий.
Пример 2. В сложнопрофильных изделиях, изготовленных из стеклопластика на основе фенолформальдегидного связующего, армированного стеклотканью ТС 8/3-К, были измерены скорости ультразвуковых волн, распространяющихся в направлении нормали к плоскости армирования стеклопластика. Скорости ультразвуковых волн измерялись после формования изделий и отверждения связующего, а также после пропитки изделий высокотермостойкой кремнийорганической смолой (ТМФТ). Распределения скоростей ультразвуковых волн в изделии до и после пропитки ТМФТ представлены на фиг.2, откуда видно, что после пропитки и полимеризации скорость ультразвуковых волн увеличилась во всех контролируемых точках в среднем на одну величину (287 м/с). Это говорит о высоком качестве и равномерной пропитке изделий кремнийорганической смолой, что подтверждается проведенными теплопрочностными испытаниями изделий и разрушающим контролем на образцах, изготовленных из пропитанных изделий.
Достигаемый технический результат заключается в повышение надежности высокоответственных сложнопрофильных стеклопластиковых изделий за счет обеспечения ультразвукового неразрушающего контроля качества пропитки кремнийорганическими смолами стеклопластиковых изделий после их формовки и отверждения связующего. Преимущества предлагаемого способа:
- высокая точность контроля, за счет определения качества пропитки непосредственно в контролируемом изделии;
- возможность контроля качества пропитки сложнопрофильных разнотолщинных изделий;
- возможность локального контроля качества пропитки.
Claims (1)
- Способ ультразвукового неразрушающего контроля качества стеклопластиков после пропитки кремнийорганическими смолами, включающий излучение импульсов ультразвуковых колебаний излучателем, прием импульсов, прошедших в изделии, приемником, измерение скорости распространения продольных ультразвуковых волн на частоте от 1 до 20 МГц, распространяющихся по нормали к плоскости армирования стеклопластика, отличающийся тем, что измерение скорости ультразвуковых волн осуществляют после отверждения связующего и повторно после пропитки кремнийорганической смолой и ее полимеризации, с последующим контролем качества пропитки стеклопластика кремнийорганической смолой по величине изменения скорости ультразвуковых волн.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2787562C1 true RU2787562C1 (ru) | 2023-01-10 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5929349A (en) * | 1997-08-22 | 1999-07-27 | Shell Oil Company | Inspection tool for measuring wall thickness of underground storage tanks |
| RU2196982C2 (ru) * | 2001-01-09 | 2003-01-20 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Способ определения физико-механических характеристик и состава полимерных композиционных материалов в конструкциях ультразвуковым методом |
| RU2231753C1 (ru) * | 2003-02-25 | 2004-06-27 | ЗАО "НИИИН МНПО "Спектр" | Способ измерения толщины изделия с помощью ультразвуковых импульсов |
| RU2718645C1 (ru) * | 2019-09-10 | 2020-04-10 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Способ оценки устойчивости тонкостенных стеклопластиковых оболочек |
| RU2760512C1 (ru) * | 2021-05-11 | 2021-11-25 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Способ ультразвукового неразрушающего контроля качества изделий из стеклопластиков |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5929349A (en) * | 1997-08-22 | 1999-07-27 | Shell Oil Company | Inspection tool for measuring wall thickness of underground storage tanks |
| RU2196982C2 (ru) * | 2001-01-09 | 2003-01-20 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Способ определения физико-механических характеристик и состава полимерных композиционных материалов в конструкциях ультразвуковым методом |
| RU2231753C1 (ru) * | 2003-02-25 | 2004-06-27 | ЗАО "НИИИН МНПО "Спектр" | Способ измерения толщины изделия с помощью ультразвуковых импульсов |
| RU2718645C1 (ru) * | 2019-09-10 | 2020-04-10 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Способ оценки устойчивости тонкостенных стеклопластиковых оболочек |
| RU2760512C1 (ru) * | 2021-05-11 | 2021-11-25 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Способ ультразвукового неразрушающего контроля качества изделий из стеклопластиков |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Vary | The acousto-ultrasonic approach | |
| Stone et al. | Ultrasonic attenuation as a measure of void content in carbon-fibre reinforced plastics | |
| Bulletti et al. | An integrated acousto/ultrasonic structural health monitoring system for composite pressure vessels | |
| US20120280414A1 (en) | In-Process Monitoring for Composite Parts Quality Control Using Piezoelectric Wafer Active Sensors (PWAS) Technologies | |
| Aggelis et al. | Monitoring of resin curing and hardening by ultrasound | |
| Chen et al. | Fiber-optic and ultrasonic measurements for in-situ cure monitoring of graphite/epoxy composites | |
| Potapov et al. | Methods for nondestructive testing and diagnostics of durability of articles made of polymer composite materials | |
| Sun et al. | Monitoring early age properties of cementitious material using ultrasonic guided waves in embedded rebar | |
| RU2787562C1 (ru) | Способ ультразвукового неразрушающего контроля качества стеклопластиков после пропитки кремнийорганическими смолами | |
| Lee et al. | Sensor application of fibre ultrasonic waveguide | |
| JP2010169494A (ja) | 圧縮強度測定方法及びその方法を用いた圧縮強度測定装置 | |
| RU2461820C1 (ru) | Способ определения прочностных характеристик полимерных композиционных материалов | |
| Jezzine et al. | Hybrid ray-FDTD model for the simulation of the ultrasonic inspection of CFRP parts | |
| RU2661455C1 (ru) | Способ определения вязкоупругих свойств жидких и твёрдых сред и устройство для его реализации | |
| Gélébart et al. | Air coupled Lamb waves evaluation of the long-term thermo-oxidative ageing of carbon-epoxy plates | |
| Ben et al. | Ultrasonic based method for damage identification in composite materials | |
| RU2196982C2 (ru) | Способ определения физико-механических характеристик и состава полимерных композиционных материалов в конструкциях ультразвуковым методом | |
| RU2788337C1 (ru) | Способ контроля глубины дефектов типа "складка" в изделиях из стеклопластиковых материалов ультразвуковым методом | |
| RU2274856C1 (ru) | Способ определения степени полимеризации композиционных материалов | |
| RU2814126C1 (ru) | Способ определения глубины складок в изделиях из стеклопластиковых материалов с помощью ультразвуковых волн | |
| Haugwitz et al. | Lamb wave reflection and transmission in bent steel sheets at low frequency | |
| Ghodhbani et al. | Real-time polymerization monitoring of a thermosetting resin around its glassy transition temperature | |
| Dominguez-Macaya et al. | In-process ultrasonics inspection method for ultraviolet (UV) out of die curing pultrusion process | |
| Toyama et al. | Effects of tensile strain and transverse cracks on Lamb-wave velocity in cross-ply FRP laminates | |
| RU2688877C1 (ru) | Способ определения прочностных характеристик полимерных композиционных материалов |