Cовременное тестовое оборудование и технологии
Рус Eng

11-03
2015
«Совтест АТЕ» представляет технологию 4D томографии

Одним из основных партнеров «Совтест АТЕ» в области неразрушающего контроля является компания Nikon Metrology – подразделение японской корпорации Nikon. Компания производит широкий спектр оборудования: измерительные и стереомикроскопы, проекторы, видеоизмерительные системы, сканеры, рентгеноскопические системы, включая компьютерную томографию.

Системы компьютерной томографии Nikon Metrology широко используют университеты и научные центры Германии и Великобритании. Например, в центре Manchester X-Ray Imaging Facility – из 12 единиц томографического оборудования половину составляют системы Nikon Metrology. 

 

Применяются системы для проведения фундаментальных и прикладных научных исследований, ведущих к разработке новых и экономически эффективных материалов.
Похожие задачи сейчас ставятся перед российской наукой, в частности в рамках конференции ТЕСТМАТ-2015. Генеральный директор ВИАМ, академик РАН Евгений Николаевич Каблов отметил: «Время разговоров прошло, настало время консолидации сил и средств отечественной науки и промышленности для реализации тех важнейших задач, которые ставит перед нами руководство страны».
Разработка новых материалов предполагает применение современного исследовательского оборудования и средств неразрушающего контроля.

4D томография

Рентгеноскопия и компьютерная томография традиционно используется для контроля изделий на отсутствие дефектов, для контроля внутренних и внешних размеров, а также для обратного проектирования.   

  

Но наибольший интерес для исследования новых материалов представляет так называемая 4D томография. Суть данной технологии в том, что в отличие от традиционной томографии, где образец должен находиться в статичном состоянии – на образец оказываются различные воздействия с помощью специальной оснастки (rig), которая помещается внутрь кабинета системы КТ. Тем самым, достигается возможность исследования процесса изменения материалов образца во времени. 

В процессе эксплуатации композиционных материалов, как правило, происходит ухудшение их основных механических свойств, зависящее от ряда процессов разрушения, протекающих в композитах. На механизм разрушения влияют свойства волокон, схемы укладки, особенности отверждения, температура, влажность и т.д. 
Области применения 4D-томографии и объекты исследования:
Авиа
• Космос
• Авто 
• ТЭК
В том числе:
лопасти,
• винты,
• крыло самолета,
• двигатели,
• элементы питания,
• бетон,
• различные материалы, включая композитные 
Предмет исследований:
изломы, 
• микротрещины,
• расслоения,
• пористость,
• коррозия,
• усталостное и коррозионное растрескивание под напряжением. 
Для анализа разрушений недостаточно визуальной оценки, необходим количественный анализ. Исследование поверхности не раскрывает внутренних изменений, электронная микроскопия также имеет ограничения применения – требуется подготовка образца – выполнение шлифа, т.е. разрушение образца, что делает его непригодным для дальнейшего исследования. 2D рентгеноскопия также непригодна для исследования 3D структур. А обычная КТ не отображает динамику процесса изменения структуры материалы.
Исследовательские центры пользуются рентгеновской томографией для прослеживания эволюции микроструктуры в контролируемых условиях среды (нагрузка, температура, коррозионная среда) путем сбора во времени последовательностей для создания 3D-фильма, иногда называют 4D (3D плюс время). 4D томография - это возможности количественного анализа динамических величин, таких, как поток, деформация и накопления повреждений.
Для визуальной интерпретации изменения материалов и композитов в различных условиях  среды на исследуемый образец оказывают воздействия: сжатие, растяжение, нагрев, охлаждение, коррозия и др.


Примеры оснастки

   
Изменение объема пустот, показывает внутренний рост пустот в локализованной области деформации 

Для проведения исследований недостаточно иметь одно лишь оборудование и оснастку, необходим мощный математический аппарат – программное обеспечение. Предлагается широкий спектр ПО, каждое со своим назначением, специализацией.
3D-изображения, полученные с помощью рентгеновской томографии, могут быть использованы для получения точного представления о микроструктуре, а также для моделирования на основе изображения. А  в случае 4D КТ может быть использована для проверки математических моделей структурных или микроструктурных преобразований. Например, можно предсказать поток через пористые материалы, деформацию или механические свойства композитных материалов.
 
  
 
«Идеальная система» компьютерной томографии для исследования композитных материалов: 

• разрешение: 0,5 – 10 мкм; 
• макс. напряжение трубки: 160 кВ (750 кВ - для образцов нефтегазовой, металлургической и ядерной отраслей); 
• размер образца: до 1 м (оптимально 300 мм)
• возможность размещать оснастку внутри рентген-системы для воздействия на исследуемый образец 
Подобные системы на протяжении нескольких лет используются в национальных исследовательских центрах Великобритании (Манчестер, Бристоль, Саутгемптон, Кембридж) 

  
Исследования в тех. центре Nikon на производственном участке Совтест АТЕ
 
В случае вашей заинтересованности мы предлагаем проведение исследований на нашей площадке, оснащенной современным оборудованием. Приглашаем вас к сотрудничеству с нами и нашими партнерами.
Отправить запрос