Исследование характеристик листов пенополиэтилена акустическими методами
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2020-2-61-68Ключевые слова:
пенополиэтилен, акустический контроль, теневой метод, искусственные дефекты, безопасностьАннотация
Представлена разработанная установка бесконтактного акустического контроля листов из пенополиэтилена, основанная на регистрации амплитудного параметра импульсного сигнала, прошедшего сквозь лист, и позволяющая выявлять различные типы дефектов разных размеров, что является достаточно важным при применении пенополиэтилена в особо опасных областях промышленности – нефтегазовой, авиационной, атомной и др.
Разработана новая методика контроля листов пенополиэтилена, в основе которой лежит акустический теневой бесконтактный метод, использующий высокочастотную область звукового диапазона (5…13 кГц). Суть бесконтактного акустического теневого метода состоит в анализе изменения амплитуды прошедшей волны сквозь лист пенополиэтилена, обусловленного наличием дефекта. Для исследований использована уникальная научная установка «Информационно-измерительный комплекс для исследования акустических свойств материалов и изделий» (зарегистрирована на портале научно-технологической инфраструктуры РФ http://ckp-rf.ru), в состав которой входит информационно-измерительная система для бесконтактного возбуждения, регистрации и измерения параметров акустических волн в пористых средах.
Исследование возможности обнаружения дефектов различного типа-вида проводилось на искусственных дефектах, таких как вмятина (сразу после формирования и после восстановления листа), порез (сквозной и несквозной), включение (намного превышающее по плотности), отверстие, расслоение. Измерения амплитудного параметра импульсного сигнала, прошедшего сквозь лист пенополиэтилена в области расположения искусственных дефектов различного размера, позволили оценить чувствительность установки и методики.
Проанализировав полученные данные, можно сделать вывод, что сквозные несплошности, неоднородность плотности и дефекты, плоскость которых находится перпендикулярно направлению акустической волны, обнаруживаются с достаточно высокой чувствительностью, следовательно, минимальные размеры их обнаружения соизмеримы с размером пор пенополиэтилена за исключением несквозных порезов, для которых размер дефектов должен быть в несколько раз выше, так как чувствительность к ним находится ниже погрешности измерения (1 отн. ед.).
Библиографические ссылки
Взаимосвязь электретных свойств пенополиэтилена и коэффициента их вспенивания / И. Р. Гильманов, М. Ф. Галиханов, А. Р. Гильманова, М. А. Ды¬мова // Вестник технологического университета. 2018. Т. 21, № 9. С. 42–45.
Белокуров В. Н., Жаворонков А. И., Лукина Л. А. Анализ эксплуатационных свойств армированных композитных материалов в бытовой технике // Сервис в России и за рубежом. 2014. № 4. С. 24–31. DOI: 10.12737/4849.
Белокуров В. Н., Завязкина Л. С., Шагунов Д. В. Условия получения полимерных материалов с заданными деформационными показателями // Науковедение. 2015. Т. 7, № 1. С. 92–106. DOI: 10.15862/128TVN115.
Влияние минеральных наполнителей на свойства химически сшитого пенополиэтилена / А. В. Панкратов, Г. Н. Матюхина, Ю. Т. Панов, О. А. Фридман // Пластические массы. 2010. № 7. С. 32–34.
Системы изоляции объектов для хранения техники / К. А. Тер Закарян, Е. А. Шокодько, Е. Д. Фомина, Е. Ю. Жукова // Московский экономический журнал. 2019. № 3. С. 26–34.
Пенополиэтилен как теплоизоляция для холодного климата / А. Д. Жуков, Б. А. Ефимов, Ю. В. Сазонова, А. Ю. Жуков // Научное обозрение. 2017. № 15. С. 10–14.
Дроздова Л. Ф., Чеботарева Е. Ю., Кудаев А. В. Обзор современных компрессорных установок и материалов для снижения их шума // Noise theory and practice, 2018, vol. 4, no. 2, pp. 11-20.
Композиционные материалы и их применение в обувном производстве / И. Ш. Абдуллин, Р. Г. Ибрагимов, Г. Ш. Музафарова, Э. М. Саматова // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17, № 19. С. 150–154.
Ковалевский В. Тепловая изоляция для объектов трубопроводного транспорта нефти // Технологии топливно-энергетического комплекса. 2006. № 1. С. 58–63.
Жарова Ю. А. Обзор методов неразрушающего контроля изделий авиационной техники из полимерных композиционных материалов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2014. № 1-1. С. 34–38.
Перрен А. А., Баганик А. М. Неразрушающий контроль полимерных композитных материалов в судостроении // В мире неразрушающего контроля. 2011. № 3 (53). С. 24–26.
Неразрушающие методы контроля содержания связующих в полимерных композитных материалах / В. И. Постнов, О. Л. Бурхан, А. Э. Рахматуллин, С. М. Качура // Труды ВИАМ. 2013. № 12. C. 6–24.
Молин С. М., Леньков С. В. Моделирование и экспериментальные исследования поведения модельного объекта испытаний при вибрационном нагружении // Вестник ИжГТУ. 2005. № 1. С. 3–6.
Леньков С. В., Молин С. М., Копытов А. Г. Резонансный метод измерения вязкоупругих свойств демпфирующих материалов типа пористых закрытоячеистых пенополиэтиленов // Дефектоскопия. 2014. № 3. С. 57–63. DOI: 10.1134/S1061830914030061.
Неразрушающий контроль. Т. 3. Ультразвуковой контроль / под ред. В. В. Клюева. М. : Машиностроение, 2004. 846 с.
Методика и устройство для экспериментальной оценки акустического импеданса вязкоупругих сред / О. В. Муравьева, В. В. Муравьев, Д. В. Злобин, О. П. Богдан, В. Н. Сяктерев, В. В. Волков // Приборы и методы измерений. 2017. Т. 8, № 4. С. 314–326. DOI: 10.21122 / 2220-9506-2017-8-4-314-326.
Экспериментальная оценка интенсивности ультразвукового излучения медицинского оборудования на основе анализа размеров равновесных газовых пузырьков в жидкости / О. В. Муравьева, О. П. Богдан, Д. В. Злобин, В. Н. Милич, С. И. Масленников, Ю. С. Дудина // Приборы и техника эксперимента. 2017. Т. 60, № 1. С. 136–141. DOI: 10.7868/S0032816217010104.
Исследования структурного и напряженно-деформированного состояния рельсов текущего производства методом акустоупругости / В. В. Муравьев, Л. В. Волкова, А. В. Платунов, И. В. Булдакова, Л. В. Гущина // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21, № 2. С. 13–23. DOI: 10.22213/2413-1172-2018-2-13-23.
Трифонова С. И., Генералов А. С., Далин М. А. Современные технологии и средства теневого ультразвукового контроля полимерных композиционных материалов // В мире неразрушающего контроля. 2016. Т. 19, № 1. С. 31–35.
