ارزيابي روش‌هاي نوين پرتونگاري، برشنگاري ليزري و حرارت‌نگاري فروسرخ در عيب‌يابي غيرمخرب پوسته‌هاي پليمري تقويت شده با الياف كربن

Evaluation of X-Ray Radiography, Laser Shearography and I.R. Thermography in the defect detection of the Carbon Reinforced Polymer Composite Panels

پليمرهاي تقويت‌شده با الياف كربن يا در اصطلاح كامپوزيت‌هاي الياف كربن، از جمله موادي هستند كه به دليل ويژگي‌هاي منحصر به فرد ازجمله نسبت استحكام به وزن بسيار بالا، مورد توجه بسياري از صنايع در ساخت قطعات مختلف مي باشند. نمونه‌هاي بسيار رايج اين ماده، ورق‌هاي كامپوزيتي با ضخامت ميلي‌متري است كه در ساخت برخي از انواع پنل‌ها و يا سطوح منحني و لوله كاربرد دارد. با وجود ويژگي‌هاي ممتاز اين مواد، انواع عيوب نظير جدايش الياف و يا شكست ماتريس، كاركرد نهايي آنها را تحت تأثير قرار مي‌دهد. از اين رو، توسعه روش‌هاي بازرسي غير مخرب براي شناسايي عيوب قطعات ساخته شده با الياف كربن بسيار پراهميت است. در اين مقاله نمونه‌هاي ورق كامپوزيتي الياف كربن با روش پرتونگاري آزمايش شده و نتايج آن با دو روش نوين برشنگاري ديجيتالي و حرارت‌نگاري فروسرخ مقايسه شده است. نتايج نشان دهندۀ موفقيت بالاتر روش حرارت نگاري در تشخيص بسياري از عيوب داخلي و همچنين روش برشنگاري در تشخيص جدايش لايه‌اي در اين نمونه‌ها نسبت به روش آزمون سنتي پرتونگاري است. همچنين، نتايج نشان مي‌دهد در هندسۀ خميده و لوله كه به دليل محدوديت دسترسي در روش پرتونگاري، امكان تكميل آزمون‌ها وجود ندارد، روش حرارت‌نگاري نتايج بسيار قابل قبولي را ارايه مي‌نمايد. علاوه‌براين، مي‌توان در بسياري موارد از روش نوين برشنگاري در نمونه‌هاي تخت براي شناسايي عيوب جدايش به طور موفق‌تر استفاده نمود.

Carbon fiber reinforced polymers, or so-called CFRPs, are widely used in different industries due to their unique properties, such as high strength-to-weight ratio. A common example of application of this material are composite planels that are used in the construction of composite panels curved and flats surfaces. Despite the excellent properties of these materials, a variety kinds of defects such as fiber disbonding or matrix cracks, affect their final performance. Therefore, the development of non-destructive inspection methods to identify defects in the parts made of this materials is very important. In this paper, samples of carbon fiber composites have been tested by X-ray radiography method. The results have been compared with two new NDT methods of digital shearography and infrared thermography. The results show that thermography is more successful in detecting many internal defects than the traditional X-ray radiography and also shearography. The results also show that in the curved geometry, which is not possible to complete the radiography test due to a limitation of some X-ray sources, the thermography method presents very acceptable results. It is also possible in many cases to use shearography method in flat samples to identify some kinds of defects, more successfully.