RTM工业碳纤维缠绕复合气瓶用什么设备可以检测内部缺陷？

前言：复合材料高压气瓶是在金属或非金属材料内 胆上环缠绕或全缠绕纤维材料制作而成，广泛应用于航空航天、氢能储运、石油化工等领域。纤维缠绕层是复合材料气瓶强度承载介质压力的主要载体，一般可承担75% ～95% 的载荷，常用纤维包括碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维。可以利用水浸超声C-SAM和声发射AE工业无损检测设备检测。

水浸超声C扫描设备也叫超声扫描显微镜（Scanning Acoustic Microscope）简称SAM，是一种利用超声波进行的非破坏性检测，以纯净水为耦合介质，传送高频超声信号波向被检工件，超声波遇到不同异质界面（缺陷：夹杂、裂纹、孔隙、分层，焊接未熔合）等，会出现特殊的信号波幅值，可根据幅值变化（A-Scan），同步生成超声C-Scan，即二维图像。

碳纤维缠绕复合气瓶水浸超声C扫设备

由于碳纤维材料是层层压制而成，并且本身具备各向异性，再生产过程中很容易出现微小空隙等缺陷；铝内胆外部纤维缠绕层的弹性、延展性，以及热膨胀系数，在外部冲击时也会造成内部损伤。无损检测厂家采声科技研发出水槽内部纤维气瓶可以旋转运动的装置，实现瓶体结构检测的难题。

碳纤维气瓶扫描状态

采声水浸超声C扫检测结果：

声发射AE检测碳纤维缠绕复合气瓶

碳纤维复合材料气瓶在循环充放气等复杂服役工况下易发生疲劳开裂、泄露等损伤。需要及时监测和预警。通过声发射AE进行在线监测，分析声发射信号特征参量，探究气瓶损伤声发射检测定位与气瓶损伤位置关系。

声发射检测原理：

碳纤维复合材料气瓶在长周期运行过程中可能会发生机械疲劳、纤维断裂、层间开裂等损伤， 损伤产生的同时伴随着应力波的释放，不同的损伤会产生不同特征的应力波。从声发射源发射的应力波最终会传播到达材料的表面而引起表面位移，传感器将材料的机械振动转换为电信号，然后再被放大、处理和记录，并用于对声发射源信号进行分析。

碳纤维气瓶测试-,PCI-E

本次实验采声使用Micro-Ⅱ Express对碳纤维材料气罐进行衰减测试，利用6个PK15I探头，柱面定位在软件上绘制平面展开图和三位柱面图。

复合材料气瓶在运行过程产生的声发射信号，可以用于判断复合材料气瓶活性缺陷的存在与类型，进而对复合材料气瓶安全状况进行评估。声发射信号的特征参量主要包括撞击、计数、事件、能量门槛等。