碳纖維復(fù)合材料氣瓶的CT檢測(cè)-飛泰檢測(cè)儀器

碳纖維復(fù)合材料氣瓶是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的新型材料氣瓶，以其質(zhì)量輕、剛性好和強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，逐步在航空、航天、船舶、汽車和救生等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。碳纖維氣瓶屬于高壓容器，在設(shè)計(jì)、制造、使用和定檢環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格要求，國(guó)內(nèi)雖然已制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但基本是參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，需要加強(qiáng)進(jìn)一步研究，根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況進(jìn)行改進(jìn)。

碳纖維復(fù)合材料氣瓶的無(wú)損檢測(cè)重點(diǎn)在于定期檢驗(yàn)，由于國(guó)內(nèi)對(duì)于此類氣瓶的定期檢驗(yàn)還沒(méi)有成熟的無(wú)損檢測(cè)方法，仍以目測(cè)為主，測(cè)量精度不高或完全無(wú)法測(cè)量，特別是對(duì)氣瓶的使用影響較大的內(nèi)部缺陷無(wú)法有效檢出。國(guó)內(nèi)有關(guān)機(jī)構(gòu)針對(duì)碳纖維復(fù)合材料氣瓶的缺陷檢驗(yàn)已分別進(jìn)行了聲發(fā)射、超聲C掃描和X射線檢測(cè)技術(shù)的研究，但這些方法還存在一定的局限性，對(duì)于內(nèi)部缺陷的形狀和尺寸無(wú)法有效確定，而CT檢測(cè)技術(shù)恰好可以克服這些缺點(diǎn)。

碳纖維復(fù)合材料氣瓶常見缺陷

碳纖維復(fù)合材料氣瓶常見缺陷為內(nèi)襯起皺、表面劃痕、磨損、沖擊損傷、分層和纖維層空隙等，其中分層定義為撞擊引起的纏繞層纖維束之間的分離、纖維束本身的分離或纏繞層與金屬內(nèi)膽外表面之間的分離，表現(xiàn)為發(fā)白的斑痕、表層下有中空的跡象等。目前，碳纖維復(fù)合材料氣瓶的檢測(cè)以定期檢驗(yàn)為主，廠家在制造時(shí)僅對(duì)金屬內(nèi)膽進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，水壓實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行目測(cè)檢查，不再對(duì)纖維層內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)。氣瓶出廠前由質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)對(duì)每一批產(chǎn)品進(jìn)行抽樣檢查。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)針對(duì)碳纖維復(fù)合材料氣瓶的定期檢驗(yàn)頒布了一些標(biāo)準(zhǔn)，如GB24161-2009《呼吸器用復(fù)合氣瓶定期檢驗(yàn)與評(píng)定》。碳纖維復(fù)合材料氣瓶的定期檢驗(yàn)項(xiàng)目包括外觀檢查、內(nèi)部檢查、瓶口檢查、水壓實(shí)驗(yàn)、瓶閥實(shí)驗(yàn)和氣密性實(shí)驗(yàn)等。其中，外觀檢查氣瓶表面是確定氣瓶損傷的主要方式，包括纏繞層的外觀檢查和金屬內(nèi)膽的外觀檢查。

氣瓶外觀檢查方式以目測(cè)為主，借助內(nèi)窺鏡、直角尺、米尺和測(cè)深儀等工具確定磨損、劃傷、凹陷等表面缺陷的尺寸，必要時(shí)借助放大鏡檢查纏繞層表面裂紋，然后利用缺陷尺寸根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定損傷等級(jí)，測(cè)量時(shí)難免有誤差。

對(duì)于分層缺陷，由于無(wú)法確定纖維層內(nèi)部損傷情況，只能根據(jù)表面發(fā)白斑痕面積和估計(jì)發(fā)白斑痕深度來(lái)確定損傷等級(jí)。