碳纤维管超声检测的3种方式,精确定位缺陷
碳纤维管可以通过拉挤工艺或热压罐工艺加工而成,不管是何种工艺制成,厂家都需要对碳纤维管的性能进行有效的把控,否则良品率过多,提高生产成本,对于厂家发展和品牌有所影响。如果把控碳纤维管的性能稳定性?那需要通过科学合理的方式进行检测,找到问题后,才能优化生产环节,提高良品率。
碳纤维管会出现那些瑕疵和缺陷?
碳纤维管在实际使用中经常会出现的问题包括但不限于空隙大、杂质多、纤维卷曲、富脂、贫脂、分层、裂纹、松散、纤维体积百分比超差、纤维/基体界面结合不充分、铺层搭接过多、气泡较多、脱粘等,出现这些问题,说明碳纤维厂家的制作环节出了问题,或者碳纤维管应用的场景并不适合。
面对以上这些可能出现的瑕疵或缺陷,可以采用超声检测的方式,精确定位缺陷位置,帮助厂家技术人员复盘和总结,优化生产流程,提高生产工艺和精细度,从生产角度避免出现这些问题。
碳纤维管超声检测的3种方式介绍
1、超声脉冲反射法:该方式是广泛用于材料探伤的常用方法,也是最早用于复合材料无损评价的方法之一。它主要是利用材料本身或缺陷的声学性能对超声波传播的影响,来检测材料内部和表面的缺陷,如气泡、分层、裂纹、脱粘。
由于缺陷的存在,超声波信号在缺陷处被反射(或散射),造成超声反射信号的出现,缺陷波在信号发射波与反射波之间出现的,根据超声反射信号幅度,检测材料内部缺陷。这种方法能够检测出符合材料中的裂纹、脱粘、空隙、分层等缺陷。但是通常的超声脉冲反射法对材料进行无损检测时,存在检测盲区,检测盲区的大小由探伤系统发射的超声脉冲宽度决定,减小超声脉冲宽度是减少检测盲区的最有效方法。
2、超声脉冲透射法:超声脉冲透射法与超声脉冲反射法基本相同。由于超声波在缺陷处被反射或散射,造成超声穿透信号的能量衰减。而后根据超声穿透信号幅度检测材料的内部缺陷。这种方法对复合材料中贫胶疏松等缺陷有良好的检测效果。
超声脉冲反射法和超声脉冲透射法是目前应用最广泛的复合材料无损检测方法。这两种方法对分层、裂纹、疏松、树脂集聚、纤维集聚等复合材料的主要宏观缺陷有较高的检测灵敏度和可靠性。
3、超声脉冲水浸法:由于管材表面曲率较大,实验室所有低频率探头直径最小的为25mm,直接接触法耦合极差,回波较低,杂波多,无法确定缺陷,因此不能使用直接接触法检测工件;通过实验,得知透射法能有效检测出分层等平行于表面的面积型缺陷,但是透射法只能检测端口部分位置,对于管材内部由于探头无法深入内部,故不能检测,所以不适用透射法。可以采用水浸法检测,这样就能有效解决耦合较差的问题,且探头直径大对检测结果无影响。
以上的3种超声检测方式并不是相互矛盾的,可以单一使用,也能协同使用,互相补漏才能更好的找到问题的病灶。对于生产经验丰富的碳纤维厂家来说,如何提高碳纤维管的性能,想必已经是每个技术人员烂熟于心的准则了。希望我国的碳纤维产业在未来10-20年内,能够再上一层楼,真正的赶上日美等国。
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