Способ ультразвукового неразрушающего контроля качества стеклопластиков после пропитки кремнийорганическими смолами

Авторы патента:

Русин Михаил Юрьевич (RU)

Хамицаев Анатолий Степанович (RU)

Степанов Петр Александрович (RU)

Терехин Александр Васильевич (RU)

Типикин Максим Евгеньевич (RU)

Чулков Дмитрий Игоревич (RU)

G01N29/07 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

Владельцы патента RU 2787562:

Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" (RU)

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.

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.

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.

Использование: для измерения продольной скорости звука в тонких полимерных звукопрозрачных пленках. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение коэффициентов прохождения ультразвука через пленку и отражения от нее, при этом сравнивают расчетные значения этих коэффициентов с их измеренными значениями, причем расчеты коэффициентов прохождения и отражения выполняют при заданных значениях частот и скорости звука и при одном выбранном значении толщины пленки, для определения минимальной разницы расчетных и измеренных коэффициентов прохождения строят их графические зависимости от предполагаемой скорости звука в пленке для каждой заданной частоты, искомую скорость распространения звука в пленке определяют по минимальной разнице между измеренными и расчетными значениями коэффициентов прохождения ультразвука через пленку и отражения от нее в заданном диапазоне частот.

Способ контроля качества продольных сварных швов зубчатых колес // 2785087

Использование: для контроля сварных швов зубчатых колес. Сущность изобретения заключается в том, что используют преобразователь с прозрачной насадкой, наружная поверхность которой выполнена цилиндрической формы и соответствует взаимодействующей с ней внутренней поверхностью ступицы зубчатого колеса.

Способ диагностики у детей аллергического ринита, ассоциированного с сочетанным воздействием химических факторов атмосферного воздуха и персистирующей герпес-вирусной инфекции // 2784956

Изобретение относится к медицине, а именно к экологии, и может быть использовано для диагностики у детей аллергического ринита, ассоциированного с сочетанным воздействием химических факторов атмосферного воздуха и персистирующей герпес-вирусной инфекции. При содержании в крови ребенка уровня бензола не менее чем в 1,1 раза выше референтного уровня, равного 0 мг/дм3, уровня формальдегида не менее чем в 1,1 раза выше референтного уровня, равного 0,0076 мг/дм3, уровня марганца не менее чем в 1,1 раза выше референтного уровня, равного 0,017 мг/дм3, уровня хрома не менее чем в 1,1 раза выше референтного уровня, равного 0,0047 мг/дм3, и уровня никеля не менее чем в 1,1 раза выше референтного уровня, равного 0,0043 мг/дм3, IgE специфического к формальдегиду, марганцу, никелю и IgG специфического к бензолу, при одновременном наличии совокупности следующих показателей: уровня показателя моды (Мо) в пределах 0,705-0,860 сек; уровня показателя амплитуды моды (АМо) в пределах 24,40-39,10%; показателя индекса напряжения (ИН1) в пределах 34,50-87,10 у.е.; соотношения индекса напряжения в клиноортостатической пробе к индексу напряжения в исходном состоянии (ИН2/ИН1) в пределах 1,55-3,55 у.е.; наличия реактивной гиперплазии лимфоузлов верхней яремной группы; содержания абсолютного количества CD56+-лимфоцитов в пределах 0,306-0,368⋅109/дм3; уровня ИЛ-4 в пределах 1,99-3,57 пг/см3, ИЛ-6 в пределах 0,90-2,19 пг/см3; уровня прямого билирубина в пределах 5,50-6,08 мкмоль/дм3; уровня общей железосвязывающей способности (ОЖСС) в пределах 62,0-67,74 мкмоль/дм3; уровня IgE общего в пределах 124,66-205,18 МЕ/см3 диагностируют у ребенка наличие аллергического ринита, ассоциированного с сочетанным воздействием химических факторов атмосферного воздуха и персистирующей герпес-вирусной инфекции.

Способ сканирования объекта инспекции по площади и установка для его осуществления // 2782504

Использование: для сканирования объекта инспекции при дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что размещают искательную головку дефектоскопа между колесами следящего шасси на вертикальной оси его кинематической связи с исполнительным устройством, задают траекторию сканирования, обеспечивают рабочий контакт искательной головки дефектоскопа с телом объекта инспекции, при помощи исполнительного устройства катят опорные колеса шасси по поверхности объекта инспекции, следуя траектории сканирования и проводя неразрушающий контроль данного объекта, при этом посредством указанных колес выдерживают постоянным зазор между головкой и объектом инспекции на траектории сканирования, а при нахождении головки в непосредственной близи от края объекта инспекции или непосредственно на его краю поворачивают шасси с вывешиванием одного из колес шасси за край объекта инспекции с опорой на одно колесо и исполнительное устройство.

Установка для дефектоскопического сканирования // 2782309

Использование: для дефектоскопического сканирования. Сущность изобретения заключается в том, что установка для дефектоскопического сканирования содержит ведущее исполнительное устройство и ведомый измерительный модуль с ходовой частью, посередине которой закреплена искательная головка дефектоскопа, при этом установка выполнена с возможностью хода модуля по вертикали, содержит узел поворота ходовой части модуля на месте, при этом ходовая часть выполнена в виде одноосного шасси с опорными колесами.

Сенсорное устройство // 2780753

Изобретение относится к сенсорному устройству для монтажа на пронизываемом средой объекте, прежде всего на трубопроводе. Сенсорное устройство (2) включает в себя преобразовательное устройство (4) с гибким преобразовательным элементом (6), имеющим электропроводящий проводниковый элемент и для сегментарного покрытия объекта переводимым в рабочее положение, в котором он частично расположен вокруг продольной оси (10) объекта и плотно прилегает к поверхности объекта.

Способ прогноза разрушения массива горных пород по электромагнитной эмиссии // 2780444

Изобретение может быть использовано в горной промышленности для контроля разрушения участков массива горных пород при изменении их напряженно-деформированного состояния. Способ заключается в том, что регистрируют во времени сигналы электромагнитного излучения (ЭМИ), измеряют их амплитуды и определяют спектральную частоту сигнала, находят участки массива, подверженные разрушению.

Подвижное устройство для контроля, способ контроля с перемещением и способ изготовления стального материала // 2780149

Использование: для контроля дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что подвижное устройство для контроля дефектов содержит корпус подвижного устройства для контроля дефектов, выполненный с возможностью контроля целевого объекта контроля на наличие дефекта при перемещении по поверхности целевого объекта контроля, при этом корпус подвижного устройства для контроля дефектов включает в себя тележку, выполненную с возможностью перемещения с помощью по меньшей мере двух колес, способных вращаться вперед и назад по поверхности целевого объекта контроля в прямом и обратном направлении, ортогональном валам вращения колес, и по меньшей мере один датчик контроля, расположенный на стороне переднего конца или на стороне заднего конца тележки и выполненный с возможностью контроля целевого объекта контроля на наличие дефекта, при этом область контроля целевого объекта контроля разделена на две области, разделенные по прямой линии, и тележка корпуса подвижного устройства для контроля дефектов выполнена с возможностью перемещения в состоянии, когда датчик контроля направлен в сторону бокового края разделенной области, обращенную к прямой линии в каждой из двух разделенных областей.

Способ определения подверженности металлопроката изгибу и устройство для его осуществления // 2780147

Группа изобретений относится к определению подверженности металлопроката изгибу. Способ состоит в том, что осуществляют возбуждение сдвиговой поперечной поляризованной акустической волны и запуск ее в металлопрокат посредством устройства электромагнитно-акустического преобразователя в виде плоской катушки индуктивности, выполненной с возможностью запуска и приема волн, размещенного под углом 45 градусов по отношению к направлению проката.

Способ определения усталостной поврежденности местабильных аустенитных сталей // 2779974

Изобретение относится к способам исследования или анализа материалов и может быть использовано для оценки фактического состояния эксплуатируемых промышленных объектов и деталей машин, в частности для определения накопленных повреждений в оболочке ядерных энергетических установок, изготовленных из нержавеющих метастабильных сталей аустенитного класса, которые подвергаются циклически повторяющимся деформациям.