Vật liệu tổng hợp 101

Vật liệu tổng hợp, còn được gọi là vật liệu tổng hợp polyme gia cường bằng sợi (FRP), được làm từ hỗn hợp dạng ma trận polyme được gia cố bằng sợi tự nhiên hay nhân tạo (như sợi thủy tinh, carbon hoặc aramid) hoặc vật liệu gia cường khác. Ma trận bảo vệ các sợi khỏi tác hại của môi trường bên ngoài và dãn tải giữa các sợi. Trong khi đó, các sợi cung cấp sức bền và độ cứng để củng cố ma trận — giúp vật liệu chống lại các vết nứt và gãy.

CHẤT XƠ

Cung cấp sức bền và độ cứng (sợi thủy tinh, carbon, aramid, bazan, sợi tự nhiên).

MATRIX

Bảo vệ và chuyển tải giữa các sợi (polyester, epoxy, vinyl ester…)

COMPOSITE

Vật liệu tạo rả có các thuộc tính vượt trội so với các thành phần đơn lẻ

Vật liệu tổng hợp đã xâm nhập vào cuộc sống hàng ngày của chúng ta: trong ô tô chúng ta lái, gậy chơi gôn mà chúng ta đánh, các đường ống dẫn nước thải và còn nhiều ví dụ nữa. Một số lĩnh vực như tên lửa và hàng không vũ trụ có thể không hoạt động nếu không có vật liệu composite. Vật liệu tổng hợp mang lại nhiều lợi ích như sức bền, trọng lượng nhẹ, chống ăn mòn, linh hoạt và độ bền theo thiết kế.

Các kết cấu trong công nghiệp điện gió và ngành công nghiệp hàng không thường được sản xuất từ vật liệu composite do các ưu điểm trọng lượng thấp và giảm tiêu thụ nhiên liệu, cũng như hiệu suất động cơ tốt hơn. Vật liệu composite thường bao gồm các sợi cứng, chắc trong một ma trận kết dính. Chúng thường bao gồm các loại như gia cường bằng sợi carbon (CFRP), gia cường sợi thủy tinh (GRFP), lõi tổ ong và tấm carbon.

Các khuyết tật của vật liệu tổng hợp có thể hình thành trong quá trình sản xuất và hoạt động:

  • Khuyết tật liên kết.
  • Bong tách.
  • Khuyết tật sợi cũng như khuyết tật vị trí sợi.
  • Nứt giữa các Ply
  • Rỗng xốp hoặc khoảng trống trong vật liệu.

Ngoài các khuyết tật trong quá trình sản xuất, các khuyết tật của vật liệu composite còn do các quá trình thoái hóa khác nhau, bao gồm:

  • Mất kết dính
  • Xoắn hoặc đứt gãy các sợi
  • Tách lớp
  • Lỗi giữa sợi gia cường và chất kết dính.
  • Hơi ẩm xâm nhập

Kiểm tra thường xuyên vật liệu composite giúp đảm bảo FFS cho các tài sản quan trọng. Vật liệu composite có thể tạo thành các chi tiết hình học phức tạp hơn so với các vật liệu tương đương bằng kim loại, làm giảm số lượng các thành phần cần thiết cùng với nhu cầu về sử dụng ốc và đinh tán vốn là điểm yếu của thiết kế. Mặc dù có ưu điểm rõ ràng, nhưng sản xuất vật liệu composite cũng mang lại những thách thức đối với việc đánh giá tính toàn vẹn hay sai số về độ cong bề mặt và độ dày của các thành phần phức tạp.

Non-destructive testing (NDT) được sử dụng để kiểm tra các khuyết tật trong quá trình sản xuất và trong quá trình sử dụng của CFRP, CGRP, vật liệu cấu trúc lõi tổ ong và các tấm cacbon. Kiểm tra siêu âm (UT) có thể phát hiện và xác định đặc điểm của các khuyết tật nhỏ bằng cách kiểm tra vật liệu ở chế độ xung dội hoặc truyền qua. Với các cấu trúc lớn, việc sử dụng kiểm tra vật liệu composite cần một giải pháp hiệu quả hơn. Kỹ thuật PAUT sử dụng một đầu dò duy nhất với nhiều biến tử để định hướng, tập trung và quét các chùm tia trên chi tiết composite cần kiểm tra.

Các thiết bị như OmniScan X3 and OmniScan SX là thiết bị PAUT cơ động có hỗ trợ mã hóa 2 trục, thiết bị có thể sử dụng các bộ quét bánh xe như RollerFORM để quét nhanh các tấm vật liệu lớn. Các thiết bị này có thể lập bản đồ các chi tiết vật liệu composite chỉ cần lăn đầu dò trên bề mặt với rất ít chất tiếp âm.

Các Giải pháp kiểm tra vật liệu Composite

Phương pháp siêu âm là một trong các phương pháp chính và phát triển mạnh trong kiểm tra không phá hủy. Với các ứng dụng kiểm tra Composite, các phương pháp đa dạng dựa cùng trên nguyên lý siêu âm cơ bản bao gồm: Phát-thu (RF, xung lực, dạng quét), MIA (phân tích trở kháng cơ học) và Cộng hưởng âm. Ngoài ra các thiết bị và kỹ thuật sử dụng để kiểm tra composite có thể liệt kê gồm:

  • Siêu âm Phased Array (PAUT) và siêu âm tự động: Phát hiện khuyết tật
  • Siêu âm truyền thống (UT): Đo chiều dày
  • Kiểm tra bong tách (Bond testing)
  • Kiểm tra phát xạ âm (AET): Phát hiện và theo dõi các hư hỏng khi đang hoạt động.

Ultrasound Phased Array

Tăng cường năng suất kiểm tra ở tốc độ cao

  • Thích hợp cho các vật liệu composite dạng fiberglass, carbon fiber composites, và các cấu trúc honeycomb
  • Kiểm tra nhanh giúp tăng năng suất và kiểm tra tấm lớn, với số lượng nhiều. Hay sử dụng trong các nhà máy sản xuất vật liệu composite.
  • Tiết kiệm thời gian, cho phép kiểm tra các cấu kiện với kích thước khác nhau.

Thông tin tham khảo thêm

Siêu âm Phased Array sử dụng trong tìm kiếm bong tách vật liệu composte
YouTube player

Công nghệ hội tụ thích ứng nhất quán (CAF) khi kiểm tra composite cho phép truyền chùm âm vuông góc với các bề mặt phức tạp. Một mẫu có dạng hình học thay đổi liên tục (bề mặt phẳng, lõm hoặc lồi) có thể được điều khiển hoàn toàn bằng cách sử dụng một đầu dò siêu âm Phased array 1D duy nhất. Quá trình xử lý hội tụ chùm âm thích ứng theo thời gian thực được sử dụng khi kiểm tra các chi tiết cho máy bay, tàu thuyền và cấu trúc tổng hợp trên tháp gió.

Focus PX Được thiết kế cho các ứng dụng công nghiệp, mang lại hiệu suất vô song trong một thiết bị nhỏ gọn. Thiết bị có cấu hình mạnh với tốc độ cần thiết cho các giải pháp PAUT tích hợp yêu cầu cao, được tùy biến, là công cụ rất phù hợp cho các ứng dụng phát hiện khuyết tật tổng hợp.

Thiết bị siêu âm đo chiều dày sử dụng trong tìm kiếm bong tách vật liệu composte

Siêu âm truyền thống

Đo lường chính xác chiều dày của gần như mọi loại vật liệu

  • Đơn giản, dễ sử dụng
  • Đo chính xác chiều dày của vật liệu mỏng hay vật liệu nhiều lớp như sợi carbon.
  • Áp dụng cho thép, nhựa, composite, thủy tinh…
  • Tối ưu hóa cho quy trình QC process với độ tin cậy, bền chắc và dễ sử dụng

Thông tin tham khảo thêm

Thiết bị kiểm tra chuyên dụng BondMaster 600 kết hợp cả năm phương pháp kiểm tra cơ bản, giúp đáp ứng yêu cầu trong các ứng dụng kiểm tra hàng không, chế tạo vật liệu composite, bảo dưỡng cấu trúc cho hầu hết các loại vật liệu composite hiện có.

Kiểm tra bong tách trên nhiều loại vật liệu hỗn hợp

  • Giải pháp tin cậy cho kiểm tra vật liệu composite có cấu trúc tổ ong
  • Đơn giản hóa kiểm tra tách lớp composite và các cấu trúc kết dính giữa thép-tới-thép
  • Dễ dàng, nhanh chóng với độ phân giải tuyệt vời

Thông tin tham khảo thêm

 
Sử dung thiết bị BondMaster trong đánh giá khuyết tật vật liệu Composite

Kiểm tra phát xạ âm

Kiểm tra phát xạ âm thanh có thể sử dụng để xác định tình trạng bể chứa composite. Quy trình đã được các cơ quan như ASME (phần V, điều 11) và ASTM (E-1067) thông qua.

Phương pháp kiểm tra AE rất nhạy cảm với những hư hỏng điển hình xảy ra trong bể chứa khi đang hoạt động và chịu áp suất. Thử nghiệm AE cũng có thể được sử dụng để kiểm tra các bồn chứa mới và kiểm tra hư hỏng do vận chuyển hoặc lắp đặt, kiểm tra rỏ rỉ.

Kiểm tra bong tách trên nhiều loại vật liệu hỗn hợp

  • Kiểm tra đơn giản, thường hoàn thành trong một ngày, giảm thiểu gián đoạn hoạt động. Các tiêu chí đánh giá được thiết lập rõ ràng.
  • Cung cấp thông tin về phản ứng của bồn chứa đối với tải dịch vụ. Phát hiện ảnh hưởng của lỗi và hư hỏng xảy ra trong quá trình sử dụng.
  • Đưa ra thước đo về mức độ nghiêm trọng của các hư hại theo cường độ phát xạ âm thanh

Thông tin về kỹ thuật kiểm tra AET bồn chứa gia cường sợi thủy tinh.

Related Posts

Kiểm tra siêu âm Phased Array các cấu kiện CFRP có bán kính cong sử dụng đầu dò Radii

Tóm tắt Phased Array (PA) là một kỹ thuật siêu âm được sử dụng rộng rãi khi kiểm tra các bộ phận...

Kiểm tra bồn chứa nhựa gia cố bằng sợi thủy tinh với kỹ thuật phát xạ âm

Các lựa chọn cho kỹ thuật NDT kiểm tra các bồn bể composite thường không có nhiều. Kiểm tra trực quan thường...

Equipment used in testing wind turbine blades

Structure of wind turbine blades The properties of wind turbine materials often have a great influence on...

Detecting delamination in fiberglass materials

Applications Detecting delamination in fiberglass structures, tanks, pipelines, boat hulls, electric propellers...

Testing glass fiber reinforced plastic (FRP) composites at the limit of ultrasound

Meeting customer needs always drives innovation. This is proven in the...

Kiss-bond bond testing in composite materials

Introduction The demand for stronger, lighter structures in the aerospace and automotive industries...

Ruckus Composites tests thousands of bikes with an ultrasonic thickness gauge

Ruckus Composites là một cửa hàng sửa chữa xe đạp chuyên nghiệp và kiểm tra sợi carbon nằm ở Portland, Oregon, Hoa...

Wind turbines XL require RollerFORM XL

RollerFORM XL giúp công việc kiểm tra cánh quạt điện gió siêu lớn sự tăng cường hiệu quả cần thiết. Cánh quạt...

Layer cracking in fiberglass reinforced composite

Phát hiện nứt lớp tách lớp trong kết cấu vật liệu composite sợi thủy tinh trên bể chứa, đường ống, vỏ tàu...

Phased Array ultrasonic testing technique

We are familiar with medical 3D color ultrasound examination applications, in which the wave...

1 Comments

Precise measurement solutions

Measurement solutions Fast, accurate measurement solutions Eddy current inspection Visual inspection...

Solutions for damage testing in composite materials

Classification of composite materials (Composite) Composite materials or composite materials are composite materials or in other words...

Check longitudinal beams and splits in propeller posts with low frequency Phased Array ultrasound

Ứng dụng Giải pháp sử dụng siêu âm mảng pha để kiểm tra nắp dầm dọc và liên kết trụ đỡ trong...

Ensuring safe operation of wind power plants

Nhiều người trong chúng ta nhìn thấy tháp điện gió mỗi ngày. Trên toàn cầu, chúng ngày càng trở thành một nguồn...

Choosing between Ultrasonic Thickness and Resonance when inspecting Composite materials?

Vật liệu composite sẽ bao gồm 3 loại chính. Fiberglass (Vật liệu composite dạng sợi thô), Carbon fiber nhiều lớp (vật liệu...

Application of the 38DL instrument in accurate thickness testing

Plastics and tanks The 38DL PLUS™ Ultrasonic Thickness Gauge can measure the wall thickness of...

Non-destructive testing on wind turbines

As the wind power industry grows, it is increasingly important to periodically check NDT for turbines....

What is Non-Destructive Testing (NDT)? Common NDT techniques

NDT stands for Non Destructive Testing or Non-Destructive Testing refers to a series of methods...

Principle of measuring material thickness by ultrasonic waves

Ultrasonic thickness measurement is a widely used non-destructive testing technique for measuring...

Detecting delamination in high-voltage insulating ceramics

Verify the integrity of the bond between the silicone sheath and the composite core of the line insulation...

see more

Video

YouTube player

Download

Have everything 220 file, size 376.7 MiB with 154,719 lượt tải in the section total.

Show word 1 next 20 in total 220 file.

VANTA

  10-001244-01EN--OmniScan_MXU_Software_50--User.pdf
» 11.9 MiB - 0 hits - 3 April, 2024

  Automotive_Industry_EN_LTR_201608_Web.pdf
» 4.3 MiB - 1,057 hits - 16 December, 2021
Application of XRF in the automobile manufacturing industry

  GeosciencesAppNote_201610.pdf
» 1.8 MiB - 1,393 hits - 16 December, 2021
Application of XRF and XRD in geosciences

  Mining_infographic_201703_Web.pdf
» 250.2 KiB - 1,046 hits - 16 December, 2021
Infographic of XRF application in the mining sector

  PDS-Stopaq-Aluclad-FR-V2-EN.pdf
» 183.3 KiB - 1,213 hits - 1 January, 2000

  Posters_XRF_EN_2020_03_10_Web.pdf
» 916.7 KiB - 1,064 hits - 16 December, 2021
Explain how XRF works as an image (Wall poster)

  Poster_Geo_Analysis_Iron_201805_Web3.pdf
» 2.4 MiB - 1,116 hits - 16 December, 2021
XRF application analyzing iron-rich soil in Eeherrin, Virginia

  Vanta_4Pagers_201911_Web.pdf
» 1.6 MiB - 1,031 hits - 16 December, 2021
Quick introduction of the VANTA XRF device (4 pages)

  Vanta_4Pagers_Environmental_201911_Web.pdf
» 1.4 MiB - 1,118 hits - 16 December, 2021
Introducing VANTA XRF in the field of environment

  Vanta_4Pagers_Manufacturing_201905_Web.pdf
» 1.3 MiB - 1,044 hits - 16 December, 2021
Introducing Vanta XRF material validation in QA/QC

  Vanta_API_EN_201904_Web.pdf
» 633.2 KiB - 1,092 hits - 16 December, 2021
Application programming interface with VANTA application in automated XRF testing

  Vanta_AxonTechnology_EN_LTR_201610_Web.pdf
» 441.0 KiB - 1,039 hits - 16 December, 2021
Introducing groundbreaking Axon technology for fast testing and stable results on the VANTA XRF

  Vanta_AxonTechnology_EN_LTR_201610_Web.pdf
» unknown - 0 hits - May 21, 2018

  VANTA_by_the_Numbers_201912_Web.pdf
» 274.1 KiB - 971 hits - 16 December, 2021
Vanta XRF through the numbers

  Vanta_CarCatalytic_Infographic_201804_Web.pdf
» 217.6 KiB - 1,000 hits - 16 December, 2021
Using VANTA XRF in precious metal analysis automotive exhaust catalysts (recycled)

  Vanta_Cement_Infographic_201901_1Page_Web.pdf
» 353.9 KiB - 1,036 hits - 16 December, 2021
Application of Vanta XRF in the Cement manufacturing industry

  Vanta_Series_Product_Brochure_2024_EN.pdf
» 1.3 MiB - 531 hits - 2 February, 2024
Catalog dòng sản phẩm VANTA (Tiếng Anh)

  Vanta_Series_Product_Brochure_2024_VN_Small.pdf
» 1.0 MiB - 555 hits - 2 February, 2024
Catalog dòng sản phẩm VANTA (Tiếng Việt)

OMNISCAN MX2

  Focal law for A27 probe
» 10.0 KiB - 840 hits - 17 September, 2019
Convergence law for A27 . probe

  OmniScan MX2 . User Manual
» 5.3 MiB - 1,628 hits - 7 December, 2014
OmniScan MX2 . User Manual