Экспериментальная оценка возможности обнаружения сквозных дефектов в заготовках из терморасширенного графита акустическим методом
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2024-2-97-105Ключевые слова:
искусственные дефекты, теневой амплитудный метод, акустический контроль, терморасширенный графитАннотация
Представлены результаты оценки возможности обнаружения дефектов в заготовках из терморасширенного графита, использующихся в качестве уплотнительных материалов, на примере сквозного отверстия бесконтактным акустическим теневым амплитудным методом при использовании в качестве информативного параметра изменение амплитуды акустического сигнала при его прохождении сквозь заготовку в дефектной и бездефектной области. Полученные зависимости изменения амплитуды прошедшего сигнала сквозь заготовку от размера искусственного сквозного отверстия, плотности и толщины объекта показали существенное влияние данных параметров на обнаруживаемость дефекта, которые необходимо учитывать при разработке технологий контроля и в процессе его проведения. При этом увеличение всех влияющих параметров заготовки (плотность, толщина) и размера сквозного отверстия приводит к возрастанию изменения амплитуды прошедшего сигнал сквозь объект, что повышает чувствительность акустического контроля и выявляемость дефектов. На основе полученных зависимостей могут быть разработаны критерии браковки заготовок, используемых при проведении акустического контроля в процессе их производства или непосредственно перед изготовлением изделий из них. Показано влияние позиционирования дефекта относительно акустической оси системы «излучатель - приемник», которое приводит к уменьшению информативного параметра и, следовательно, снижению чувствительности. Данная зависимость характерна для всех толщин и плотностей объектов, а также для всех размеров искусственных сквозных отверстий при проведении контроля сразу после формирования дефекта. При проведении акустического контроля через некоторое время после формирования дефекта максимум этой зависимости может сместиться вследствие смещения количества вещества для заполнения полости дефекта, что подтверждено с помощью микроскопии. Полученные результаты могут быть использованы при разработке параметров акустического контроля заготовок.Библиографические ссылки
Универсальная экспериментальная установка для проведения акустических исследований / Д. В. Злобин, Л. В. Волкова, О. П. Богдан, Т. И. Земсков, С. В.Казанцев // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. Т. 18, № 2. С. 28-36. DOI: 10.22213/2410-9304-2020-2-28-36
Bogdan O.P., Zlobin D.V., Murav’eva O.V., Molin S.M., Platunov A.V. (2021) Evaluation of nonuniformity of elastic properties of sheets made from closed-сell polyolefin foams by acoustic method. Devices and Methods of Measurements, vol. 12, no. 1, pp. 58-66. DOI: 10.21122/2220-9506-2021-12-1-58-66
Электронная спектроскопия графена, полученного методом ультразвукового диспергирования / А. Г. Касцова, Н. В. Глебова, А. А. Нечитайлов, А. О. Краснова, А. О. Пелагейкина, И. А. Елисеев // Письма в журнал технической физики. 2022. Т. 48, № 24. С. 23-25. DOI: 10.21883/pjtf.2022.24.54019.19268
Караваев Д. М., Русин Е. С. Разработка метода механических испытаний композиционных материалов на основе терморасширенного графита в диапазоне рабочих температур // Master’s journal. 2021. № 1. С. 55-57.
Моделирование условий эксплуатации уплотнительных элементов из терморасширенного графита / А. В. Зайцев, В. С. Кокшаров, И. В. Предков, И. А.Судаков // Математическое моделирование в естественных науках. 2015. Т. 1. С. 130-135.
Захаров В. А., Захаров К. В., Ширяева М. Ю. Возможности неразрушающих методов контроля графитовых элементов технических устройств // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2023. № 2 (134). С. 12-19. DOI: 10.33285/1999-6934-2023-2(134)-12-19
Исследование характеристик листов пенополиэтилена акустическими методами / О. П. Богдан, О. В. Муравьева, А. В. Платунов, Д. С. Рысев // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2020. Т. 23, № 2. С. 61-68. DOI: 10.22213/2413-1172-2020-2-61-68
Netzelmann U., Mross A., Waschkies T., Weber D. (2022) Nondestructive testing of the integrity of solid oxide fuel cell stack elements by ultrasound and thermographic techniques. Energies, vol. 15, no. 3, 831 p. DOI: 10.3390/en15030831
Визуализация структуры нанокомпозитов методами акустической микроскопии / В. М. Левин, Ю. С. Петронюк, Е. С. Мороков, С. Беллуччи, П. Кижур // Ученые записки физического факультета Московского университета. 2014. № 5.
Haugwitz C., Thomas H.-J., Gianni A., Jan H. (2023) Detection of Air-Voids in Foam-filled Sandwich Panels using Air-Coupled Lamb Waves: 2023 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS), pp. 1-4. DOI: 10.1109/IUS51837.2023.10307250
Moreno E., Giacchetta R., Gonzalez R., Sanchez D. (2023) Ultrasonic Non-Contact Air-Coupled Technique for the Assessment of Composite Sandwich Plates Using Antisymmetric Lamb Waves. NDT, vol. 1, pp. 58-73. DOI: 10.3390/ndt1010006
Quattrocchi A., Freni F., Montanini R. (2020) Air-coupled ultrasonic testing to estimate internal defects in composite panels used for boats and luxury yachts.International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM), vol. 14, pp. 35-41. DOI: 10.1007/s12008-019-00611-5
Zhang Z., Liu M., Li Q., Ang Y. (2020) Visualized characterization of diversified defects in thick aerospace composites using ultrasonic B-scan.Composites Communications, vol. 22, 100435 p. DOI: 10.1016/j.coco.2020.100435
Corredor R.M., Santos J.E., Gauzellino P., Carcione J.M. (2016) Validation of the boundary conditions to model the seismic response of fractures. Geophysical Prospecting, vol. 64, no. 4, pp. 1149-1165. DOI: 10.1111/1365-2478.12375
Mortada H., Mousharrafie S., Mahfoud E., Harb M. (2023) Noncontact nondestructive ultrasonic techniques for manufacturing defects monitoring in composites: a review. Structural Health Monitoring. DOI: 10.1177/ 14759217231184589
Niskanen M., Duclos A., Dazel O., Groby J.-P., Kaipio J., Lahivaara T. (2019) Estimating the material parameters of an inhomogeneous poroelastic plate from ultrasonic measurements in water. The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 146, no. 4, pp. 2596-2607. DOI: 10.1121/1.5129369
Hudson T.B., Follis P.J., Pinakidis J.J., Sreekantamurthy T. (2021) Porosity detection and localization during composite cure inside an autoclave using ultrasonic inspection.Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, vol. 147, 106337 p. DOI: 10.1016/j.compositesa.2021.106337
Дедков Д. В., Ташкинов А. А. Моделирование деформирования тканых керамо-керамических композитов полотняного плетения с локальными технологическими дефектами // Математическое моделирование в естественных науках. 2016. Т. 1. С. 573-577.
Эффективные упругие модули тканых композитов с локальными технологическими дефектами в матрице из терморасширенного графита / Д. В. Дедков, А. В. Зайцев, И. Ю. Зубко, А. А. Ташкинов // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации. 2020. Т. 2. С. 129-132.
Попов Д. П. Технический контроль прокладочных материалов на основе терморасширенного графита, применяемых на объектах нефтепереработки // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2010. № 3. С. 30-36.
Контроль состояния уплотнения из терморасширенного графита на базе оптоволоконных технологий / О. Ю. Исаев, Д. В. Смирнов, А. А. Пономарев, А. Л. Каменева, И. С. Шелемба, А. А. Оглезнев, Р. С. Юдин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2018. Т. 20, № 4. С. 34-42. DOI: 10.15593/2224-9877/2018.4.04
Определение физико-механических свойств графитовой фольги / В. М. Волгин, А. А. Потапов, П. Э. Калиш, А. П. Малахов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. № 9. С. 343-349.
Bogdan O.P., Murav’eva O.V., Blinova A.V., Zlobin D.V. (2023) Investigation of density of samples made of thermally expanded graphite by acoustic amplitude-shadow method.Russian Journal of Nondestructive Testing, vol. 59, no. 8, pp. 857-867. DOI: 10.1134/ s106183092370050x
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Ольга Павловна Богдан, Анна Владимировна Блинова, Лев Александрович Денисов
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
