ارزیابی و پایش سلامت دیواره ساندویچ لانه زنبوری عایق حرارتی مخزن کرایوژنیک با روش دمانگاری

ساندویچ پانل‌های لانه زنبوری ساختارهایی سبک و در عین حال مستحکم هستند. این پانل‌ها به دلیل ساختار لانه زنبوری خود، دارای ویژگی‌هایی مانند عایق حرارتی می‌باشند. ساختار ساندویچ پنل لانه زنبوری ترکیبی از استحکام خمشی بالا و مقاومت خمشی با وزن کم بوده که مواد به طور گسترده در صنایع هوایی استفاده می‌شوند. نقص‌های ساخت و آسیب‌های عملیاتی به عنوان یک نگرانی ایمنی مهم مطرح شده‌اند و در نتیجه نیاز به آزمون‌های غیرمخرب برای شناسایی نقص‌ها و آسیب‌ها در طول عملیات و تعمیر و نگهداری افزایش یافته است. علاوه بر تشخیص عیوب، شناسایی دقیق یا طبقه‌بندی آنها بسیار حائز اهمیت است. در این مقاله، دیواره عایق مخزن کامپوزیتی کرایوژنیک به روش غیرمخرب مورد بازرسی قرار گرفته است. چهار نمونه ساندویچی با ساختار لانه زنبوری با استفاده از دو صفحه cfrp و هسته‌ای از جنس نومکس طراحی و ساخته شدند. در یک سمت از نمونه‌ها 5 میلی‌متر رزین با نانو خاک رس 30b بود که با روش اختلاط فراصوت مخلوط شده بود. این ساختار به عنوان عایق حرارتی و مانع گاز طراحی شده بود. برای تشخیص و دسته‌بندی عیوب موجود در ساختار لانه زنبوری، از دمانگاری مادون قرمز استفاده شد. این عیوب شامل جدایش چسب، لایه‌لایه‌شدگی، وجود هوا در پوسته‌های کربنی و لایه رزینی و شکستگی در هسته لانه زنبوری بودند. نتایج دمانگاری نشان داد که می‌توان با استفاده از دمانگاری، عیوب درون پوسته خارجی و رزین با دقت بالا شناسایی شدند، اما در پوسته داخلی و هسته دقت پایین‌تری ملاحظه می‌شود. بر طبق نتایج حاصله از نتایج دمانگاری مشاهده شد که تا لایه چهارم همه عیوب شناسایی شدند اما در لایه های پایین (لایه 5، 6 و7) عیوبی چون تفلون، کپتون و لایه های کربنی خشک قابل شناسایی نشدند. علاوه بر این بر مبنای مشاهدات عیوبی چون عدم چسبندگی از سمت لایه رزین به دلیل ضخامت بالا و عدم انتقال حرارت کافی قابل شناسایی نشدند. با استفاده از نمودار دما – مکان، اندازه عیوب تا عمق 1 میلی‌متر با دقت بالا مشخص شد.

evaluation and health monitoring of the thermal insulation honeycomb sandwich wall of the cryogenic tank by thermography method

honeycomb sandwich panels are lightweight yet strong structures. these panels have features such as thermal insulation due to their honeycomb structure. the honeycomb sandwich panel structure is a combination of high flexural strength and flexural strength with low weight. these materials are widely used in the aviation industry. manufacturing defects and operational damage have emerged as an important safety concern, and as a result, the need for non-destructive testing to identify defects and damage during operation and maintenance has increased. in addition to detecting defects, it is very important to accurately identify or classify them. in this article, the insulating cryogenic composite tank wall has been inspected by a non-destructive method. four sandwich samples with a honeycomb structure were designed and manufactured using two cfrp plates and a nomex core. on one side of the samples, there was 5 mm of resin with nano clay 30b, which was mixed by ultrasonic mixing method. this structure was designed as thermal insulation and gas barrier. infrared thermography was used to detect and categorize defects in the honeycomb structure. these defects included adhesive separation, delamination, presence of air in the carbon shells and resin layer, and fracture in the honeycomb core. thermography results showed that by using thermography, defects in the outer shell and resin can be identified with high accuracy, but the accuracy is lower in the inner shell and core.according to the thermography results, it was observed that all defects were detected up to the fourth layer, but in the lower layers (layers 5, 6 and 7) defects such as teflon, kapton and dry carbon layers could not be detected. in addition, based on observations, defects such as lack of adhesion from the side of the resin layer due to high thickness and insufficient heat transfer could not be identified. using the temperature-location diagram, the size of the defects up to 1 mm depth was determined with high accuracy.