Композиционные материалы, такие как углепластик с армированием из углеродного волокна (CFRP), стеклопластик с армированием из стекловолокна (FRP) и стеклопластик (GRP), благодаря своим преимуществам легкости, высокой прочности и формоустойчивости, все шире применяются в авиакосмической отрасли и транспортной сфере, обеспечивая двойную выгоду — повышение эксплуатационных характеристик и эффективности. Точное измерение толщины покрытий этих композитных материалов имеет ключевое значение для обеспечения оптимальной защиты, контроля веса и соблюдения нормативных требований, особенно в многослойных системах, часто используемых в самолетостроении и на высокоскоростных железнодорожных магистралях. Ультразвуковой толщиномер BYK-PELT позволяет проводить бездефектное высокоразрешенное измерение на различных основах, включая до пяти слоев покрытия, помогая предприятиям разных отраслей реализовать надежный контроль качества.

Аэрокосмическая, железнодорожная и транспортная отрасли

Измерение толщины поверхностного покрытия из композитных материалов: Применение композитных материалов в аэрокосмической и транспортной отраслях обладает множеством преимуществ, таких как значительное уменьшение веса (облегчение конструкций), повышение прочности, а также удобство формовки в сложные формы, которые трудно выполнить из металла. К таким композитным материалам относятся углепластик с армированием углеродными волокнами (CFRP), пластик с армированием волокнами (FRP) и стеклопластик с армированием стекловолокном (GRP).

Примерно 50% конструкции самолёта Boeing 787 состоит из таких композитных материалов, как углеродное волокно с армированием (CFRP), тогда как металлические материалы, такие как алюминиевые и титановые сплавы, используются только примерно в 35% фюзеляжа. Доля композитных материалов в конструкции Airbus A350 также достигает около 50%. Благодаря этим материалам оба самолёта обладают такими преимуществами, как снижение расхода топлива и повышение уровня давления в салоне, что обеспечивает пассажирам более комфортный полёт.

Рисунок 1 Boeing 787

В области железнодорожного транспорта, от легких скоростных поездов на короткие расстояния до высокоскоростных поездов, композитные материалы благодаря своим свойствам снижения веса, преимуществам уменьшения износа колес и рельсов, а также превосходной коррозионной стойкости позволяют добиться значительной экономии энергии. Кроме того, композиты обладают высокой прочностью и легко приобретают сложные формы. Многие силовые вагоны высокоскоростных поездов оснащены композитными носовыми обтекателями именно потому, что такие сложные конструкции трудно изготовить из стали или алюминия.

Композитные наружные детали или панели в вагонах высокоскоростных поездов обычно состоят как минимум из двух-трехслойной структуры. Грунтовочный слой используется для выравнивания поверхностных дефектов и имеет толщину сухой пленки от 100 до 150 микрон. Толщина грунтовочного или финишного слоев колеблется от 50 до 100 микрон. Минимальная требуемая толщина сухой пленки защитного слоя от граффити составляет 150 микрон, а максимальная — не более 225 микрон.

Значение измерения толщины покрытия: При нанесении покрытий на поверхности самолётных композитных материалов чрезмерно толстый слой краски приводит к дополнительному увеличению веса и снижает эффективность системы защиты от молний. В транспортных системах недостаточное количество финишного покрытия на железнодорожных локомотивах ослабляет устойчивость покрытия к атмосферным воздействиям, ультрафиолетовому излучению и коррозии, что, в свою очередь, сокращает срок службы защитного покрытия.

Для транспортных средств общественного пользования проверка толщины антиграффити-покрытия имеет ключевое значение. Благодаря своей способности производить многослойные измерения, ультразвуковой прибор PELT позволяет как подтверждать соответствие антиграффити-покрытия на новом оборудовании техническим требованиям производителя, так и контролировать толщину покрытия на эксплуатируемых транспортных средствах.

Применение высокоскоростных железных дорог включает контроль покрытий на композитных носовых конусах и передних поверхностях, верхних панелях и других композитных деталях, которые невозможно измерить с помощью методов магнитной индукции или вихревых токов.

Рисунок 2 Высокоскоростная железная дорога

Многослойное ультразвуковое измерение: Ультразвуковая технология BYK-PELT позволяет бесконтактно измерять толщину слоёв практически на любых основах, с которыми приходится сталкиваться в аэрокосмической и транспортной отраслях, — до 5 слоёв. Подходят такие материалы, как стекловолокно, углеродное волокно и другие композитные материалы, а также металлы, такие как пластик, титан, сталь и алюминий. Прибор для измерения толщины покрытий PELT использует высокочастотную преобразовательную технологию на основе ультразвукового принципа, обеспечивая высокую точность и разрешение измерений.

Рисунок 3. Примеры применения композитной системы покрытий на базовом материале в железнодорожных системах