Page 45 - 无损检测2024年第十一期

时 岩，等：

储氢气瓶缠绕层缺陷的多尺度工业 CT 检测及其成因分析

利用光镜和扫描电镜技术对工业CT检测结果进行 computed tomography[C]//International Conference
验证。主要结论如下。 on Mechatronic Engineering and Artificial Intelligence
（1）根据分层缺陷厚度，可将其分为厚度约为 （MEAI 2023）．Shenyang：SPIE，2024（12）：15-17．
[5] NEBE M，ASIJEE T J，BRAUN C，et al．
0. 3，0. 1，0. 03 mm的缺陷。其中，厚度约为0. 3 mm
Experimental and analytical analysis on the stacking
的分层缺陷主要存在于瓶颈和瓶肩，产生原因是铝
sequence of composite pressure vessels[J]. Composite
内胆瓶颈处外表面存在凹面、瓶肩附近竖直方向上 Structures，2020，247：112429．
缠绕层的螺旋/环向缠绕方式不同导致了碳纤维缠 [6] 朱延霆，梁丽红，张亚军，等. 碳纤维复合材料气瓶的
绕层桥接；厚度约为0. 1 mm的分层缺陷主要存在于 CT检测实验研究[J]. CT理论与应用研究，2013，22（4）：
瓶颈、瓶肩和筒体的螺旋缠绕区域内，产生原因是螺 651-658．
旋缠绕层缠绕不连续；厚度约为0. 03 mm的分层缺 [7] SHI Y，TANG P，MIAO C J，et al．Research on
陷主要存在于缠绕层层间间隙处，产生原因可能是 defect detection of fully-wrapped carbon fiber reinforced
机加工过程中发生了缠绕层树脂基体开裂。 hydrogen storage cylinder with an aluminum liner by
industrial computed tomography[C]//Proceedings of
（2）工业CT的检出最小缺陷尺寸接近CT图像
ASME 2022 Pressure Vessels & Piping Conference．
体素尺寸的3倍。当体素尺寸为101 μm时，可检出
Las Vegas：[s.n]，2022（5）：17-22．
厚度约为0. 3 mm的分层缺陷；当体素尺寸为37 μm [8] 张定华， 黄魁东，程云勇. 锥束CT技术及其应用[M]. 西
时，可检出厚度约为 0. 3 mm和 0. 1 mm的分层缺 安：西北工业大学出版社，2010．
陷、厚度约为0. 2 mm的玻璃纤维层；当体素尺寸为 [9] NIKISHKOV Y，AIROLDI L，MAKEEV A．
12 μm时， 可检出厚度约为0. 1 mm和0. 03 mm的分 Measurement of voids in composites by X-ray computed
层缺陷。经过光镜和扫描电镜的显微组织表征，工 tomography[J]. Composites Science and Technology，
2013，89：89-97．
业CT在分层缺陷定性、厚度定量，以及缠绕层缠绕
[10] KRUMM M，KASPERL S，FRANZ M．Reducing
方式的判断等方面得到了验证。
non-linear artifacts of multi-material objects in industrial
参考文献： 3D computed tomography[J]. NDT & E International，
2008，41（4）：242-251．
[1] 郑津洋，胡军，韩武林，等. 中国氢能承压设备风险分 [11] WANG Z W，DUAN C H，LUO X P．Strength
析和对策的几点思考[J]. 压力容器，2020，37（6）：39-47． analysis and influence factors research of carbon-fiber
[2] ZHOU W，WANG J，PAN Z B，et al．Review wound composite gas cylinder with aluminum liner[C]//
on optimization design，failure analysis and non- Proceedings of ASME 2020 Pressure Vessels & Piping

destructive testing of composite hydrogen storage Conference．Online：[s.n]，2020．
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[3] 赵洪宝，马丹，马超群，等. 航空用碳纤维复合材料 for composite high-pressure hydrogen storage
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[4] SHI Y，SHEN Z T，ZHAO L，et al．Research on [13] UEDA M，HIDAKA T，ICHIHARA N，et al．Voids
defect detection and wall thickness analysis of fully- in type-IV composite pressure vessels manufactured by a
wrapped carbon fiber reinforced hydrogen storage dry filament-winding process[J]. International Journal of
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2024 年 第 46 卷 第 11 期
无损检测