Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wybrane problemy stosowania kompozytów polimerowych w naprawach chemoodpornych instalacji przemysłowych

Bełzowski A.

Instal

|

2010

|

nr 7/8

38-45

PL

Kompozyty polimerowe stanowią sprawdzone rozwiązanie materiałowe stosowane w budowie chemoodpornych zbiorników magazynowych itp. konstrukcji narażonych na długotrwałe działanie żrących chemikaliów. Kompozyty polimerowe ulegają degradacji powodującej stopniowe pogorszenie wytrzymałości i innych właściwości. Urządzenia wykazujące oznaki degradacji można poddać naprawom mającym na celu odtworzenie ich wyjściowej nośności i chemoodporności. Zagadnienia te nie są omówione w przepisach krajowych w stopniu umożliwiającym ich bezpośrednie zastosowanie do oceny rozległości uszkodzeń, planowania napraw, oceny stopnia odtworzenia nośności. W artykule omówiono ogólnie sposoby rozwiązywania wyżej wymienionych zagadnień opisane w normach państw wiodących w tej dziedzinie. Przedyskutowano sposoby podejścia do kwalifikowania zbiorników do napraw, oceny ich skuteczności, walidacji systemów naprawczych, co powinno zmniejszyć lukę istniejącą w polskim piśmiennictwie, wnosząc zarazem wkład do zwiększenia bezpieczeństwa eksploatacji chemoodpornych instalacji przemysłowych.

EN

The polymer composites are verified material solution, applied in building chemical resistant storage tanks as well as constructions endangered to long-lasting functioning of caustic chemicals. Polymer composites undergo degradation causing gradual worsening of strength and other qualities. The devices showing signs of degradation may be repaired in order to recreate their initial load capacity and chemical resistance. These matters are not discussed in national regulations in level enabling their direct application for evaluation of extensive damage, repair plan, evaluation of level of recreation of load capacity. The ways of solving above mentioned problems described in standards of nations mostly developed in this field were generally discussed in the article. The qualification procedure concerning tanks repair, evaluation of their efficiency, repair system validation, were discussed and should reduce the gap in Polish professional literature, incorporating at the same time a contribution to increase operation safety of chemical resistant industrial systems.

2

Kompozytowe zbiorniki wysokociśnieniowe do sprężonych gazów - materiałowe aspekty trwałości i bezpieczeństwa

Bełzowski A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2010

|

Nr 7-8

5-13

PL

Rozwiązania konstrukcyjno-materiałowe stosowane w wysokociśnieniowych zbiornikach samochodowych, służących do magazynowania metanu używanego jako paliwo oraz przenośnych zbiornikach do sprężonego powietrza. Klasyfikacja procesów degradacji kompozytów polimerowych używanych do wytwarzania powłok nośnych takich zbiorników. Dostępne analizy awaryjności zbiorników z odniesieniem do roli występujących schematów przebiegu degradacji.

EN

Construction and material solutions used in high-pressure car reservoirs for storing methane as fuel as well as portable reservoirs for compressed air. Classification of degradation processes of polymer composites used in producing carrying coatings of such reservoirs. Available analyses of reservoirs' failure rate with regard to the role of degradation processes' schemes.

3

Kompozytowe zbiorniki wysokociśnieniowe do sprężonych gazów - aspekty trwałości i bezpieczeństwa

Bełzowski A., Stasieńko J., Mierzwiak A.

Przegląd Mechaniczny

|

2009

|

nr 6

19-26

PL

W artykule przedstawiono wybrane aspekty ekonomiczne i techniczne budowy i stosowania kompozytowych zbiorników wysokociśnieniowych. Omówiono cztery zasadnicze typy zbiorników do sprężonego metanu: CNG-1, CNG-2, CNG-3 i CNG-4 oraz konstrukcje zbiorników do sprężonego powietrza. Rozwiązania techniczne oraz koncepcje walidacji konstrukcji zbiorników opisane w przepisach uwzględniają specyfikę procesów degradacji materiałów kompozytowych, jednakże występują tu istotne różnice zależne od typu i przeznaczenia zbiornika. Celem niniejszego artykułu jest próba przybliżenia czytelnikom niektórych aspektów budowy i użytkowania kompozytowych zbiorników wysokociśnieniowych, w szczególności zagadnień związanych z uwzględnianiem specyficznych właściwości wytrzymałościowych KP.

EN

Selected economical and technical aspects of construction and application of composite high-pressure tanks were presented. Four basic types of tanks for compressed methane: CNG-1, CNG-2, CNG-3, CNG-4 were described as well as constructions of compressed air tanks. Technical solutions and idea of validation of tank construction described in adequate regulations take into account degradation of composite materials, however significant differences dependent on type and intended use of tank. The aim of this paper was presentation selected aspects of construction and using of composite high-pressure tanks, especially problems applying to mechanical strength.

4

Ocena wzmocnienia naprawczego rury poliestrowo-szklanej

Bełzowski A., Stróżyk P.

Kompozyty

|

2008

|

R. 8, nr 2

179-184

PL

Kompozyty polimerowe są podatne na degradację, która polega na rozwoju uszkodzeń wpływających na trwałość konstrukcji. Uszkodzenia mogą powstawać również podczas transportu i montażu. W artykule omówiono zagadnienie napraw przemysłowych instalacji kompozytowych wysokiego ryzyka oraz rurociągów komunalnych niskiego ryzyka. Istniejące normy amerykańskie i międzynarodowe opisują naprawy instalacji chemoodpornych wysokiego ryzyka, gdzie kryteria oceny konstrukcji cechuje duża ostrożność. Naprawy rurociągów kompozytowych niskiego ryzyka (wodociągi, kanalizacja) są rzadko oceniane pod względem trwałości. Omówiono przypadek naprawy rur kompozytowych kanalizacji grawitacyjnej o dużej średnicy, w których lokalne uszkodzenia montażowe objęły warstwy strukturalne. W celu odtworzenia nośności i sztywności wykonano wewnątrz rury obwodowy pierścień wzmocniony matą szklaną CSM. Naprawa powinna odtworzyć wspomniane parametry rury w zakładanym okresie trwałości rurociągu. Odcinek rury zawierający wzmocnienie zbliżone do zastosowanego zamodelowano w programie ANSYS z pominięciem efektu brzegowego. Obliczenia przeprowadzone metodą FEM wykazały, że wzmocnienie naprawcze umożliwia odtworzenie sztywności i nośności rury. Największe odkształcenia obwodowe przekraczały wartości przyjmowane w projektowaniu urządzeń chemoodpornych wysokiego ryzyka (0,2%), ale współczynniki bezpieczeństwa wymagane dla podobnych instalacji niskiego ryzyka były spełnione. Przytoczone wyniki obliczeń numerycznych wariantu rekonstrukcji rury za pomocą laminatu wzmocnionego tkaniną szklaną wykazały wzrost sztywności obwodowej, co ukazuje możliwości optymalizacji zastosowanej metody naprawy.

EN

Polymer composites are subject to degradation which consists in progressive damage affecting the durability of the construction. Damage may also occur during transport and assembly. The paper deals with repairs of high-risk composite process piping systems and low-risk drainage/sewerage piping systems. The current American and international standards describe repairs of high-risk chemical resistant piping systems where the criteria for assessing constructions are highly conservative. Whereas repairs of low-risk composite piping systems (for water supply or sewerage) are seldom assessed with regard to durability. A repair of large-diameter pipes in a sewerage piping system without pressure, whose structural layers were locally damaged during assembly is discussed here. In order to restore load-bearing capacity and stiffness, a circumferential ring reinforced with fibreglass chopped strand mat (CSM) was made inside the pipe. The aim of the repair was to restore the pipe parameters for the anticipated piping system lifetime. A pipe segment with a reinforcement similar to the one which was actually used was modelled (without edge effect) in ANSYS. FEM calculations showed that the repair reinforcement restores the stiffness and load-bearing capacity of the pipe. The largest hoop strains exceeded (by 0.2%) the limit design values for high-risk chemical resistant facilities but the safety factors for similar low-risk piping systems were met. The results of numerical computations for a reconstruction of the pipe by means of a laminate reinforced with fibreglass fabric showed an increase in hoop stiffness. This means that the proposed repair method can be optimized.

5

Ocena kompozytów stosowanych do wytwarzania rur na podstawie badań długotrwałych

Bełzowski A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2008

|

Nr 2

28-32

EN

Concepts for validation of composite constructions" elements at the risk of long-term load and environmental influences and their use for non-standard evaluation - example of centrifugally cast pipes. General classification of applied research in engineering science of composite materials. Experimental research of polymer composites.

6

Analiza niektórych aspektów rozwoju inżynierii laminatów chemoodpornych

Bełzowski A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2007

|

z. 219

7--30

PL

Laminaty chemoodporne utworzone z żywic chemoutwardzalnych wzmocnionych włóknem szklanym stanowią sprawdzone rozwiązanie materiałowe stosowane w budowie zbiorników i rur narażonych na działanie środowiska o dużej agresywności chemicznej. W referacie przytoczono kalendarz ważniejszych wydarzeń wyznaczających rozwój takich zastosowań kompozytów. Omówiono zastosowania koncepcji pęknięcia pierwszej warstwy do wyznaczania odkształceń i naprężeń dopuszczalnych. Przedstawiono metody badań wytrzymałości i sztywności długotrwałej do oceny laminatów chemoodpornych oraz koncepcje oceny jakości zbiorników do magazynowania chemikaliów.

EN

Chemically resistant laminates made of chemically hardening plastics reinforced whit glass fibres constitute excellent material solution widely applied in manufacturing of tanks and pipes exposed to chemical power environment. The paper presents the development history of such structures. There is presented state-of-the-art of the following aspects: application of the first ply crack to determine the admissible strains and stresses, examination of long-term strength and stiffness of chemically resistant laminates, quality assessment concepts of tanks for storing chemicals.

7

Naprawa uszkodzeń rurociągów i zbiorników z chemoodpornych kompozytów polimerowych

Bełzowski A.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2007

|

R. 49, nr 3-4

17-22

PL

Kompozyty polimerowe utworzone z żywic chemoutwardzalnych wzmocnionych włóknem szklanym są sprawdzonym rozwiązaniem materiałowym stosowanym w budowie aparatury przemysłowej narażonej na działanie substancji żrących oraz rurociągów komunalnych, gdzie zagrożenie korozyjne jest mniejsze. Materiały te są podatne na degradację, której przejawem są niekorzystne zmiany struktury oraz własności mechanicznych i fizycznych wpływające na trwałość, niezawodność i bezpieczeństwo eksploatacji instalacji. W artykule omówiono zagadnienie napraw przemysłowych instalacji kompozytowych wysokiego ryzyka oraz rurociągów komunalnych z grupy instalacji niskiego ryzyka. Przytoczono analizę zapisów niektórych najważniejszych norm określających zasady konstruowania i eksploatacji instalacji kompozytowych oraz opisano przykłady problemów związanych z oceną uszkodzeń i realizacją działań naprawczych. Pokazano możliwości zagrożeń wynikających z nieprofesjonalnej oceny uszkodzeń i planowania napraw urządzeń chemoodpornych wysokiego ryzyka oraz niestosowania nowoczesnych metod oceny skuteczności takich prac.

EN

Polymer composites fabricated from hardening resins and glass fibres have long been used in the construction of industrial equipment and municipal pipelines exposed to aggressive media. The GRP composites are prone to degradation involving unfavourable changes in microstructure and physical/mechanical properties. These in turn affect durability, reliability and service safety. The paper deals with problems related to repair procedures for high-risk industrial systems and low-risk sewer systems. A critical review is given of principal standards concerned with design and maintenance of composite installations. Actual case studies are analyzed to show relationships between damage evaluation and repair schemes as well as safety hazards due to errors made at the evaluation and planning stages.

8

Zmęczenie rur GRP i PCW – badania porównawcze

Bąkowski D., Bełzowski A., Wysocki L.

Instal

|

2006

|

nr 11

32-34

PL

Tworzywa sztuczne — zarówno wzmocnione włóknem szklanym (GRP) lub poliestrowym jak i nie wzmocnione — są podatne na degradacje zachodzącą pod wpływem działania obciążeń oraz różnych czynników chemicznych i fizycznych. W artykule omówiono wstępne badania zmian sztywności obwodowej rur reprezentujących dwa różne rozwiązania materiałowe: kompozyt poliestrowo-szklany (GRP) wykonany metodą nawijania i termoplast — warstwowy PCW nie wzmocniony włóknem. Zakres obciążeń powodujących cykliczne zginanie próbek pierścieniowych dobrano tak, aby symulowat obciążenia naziomu od ruchu pojazdów, działające na płytko posadowiony przewód kanalizacji bezciśnieniowej. Podczas obciążania rejestrowano co pół dekady (w skali logarytmicznej) kształt cykli. Próby badanych materiałów prowadzone do 10 6 cykli wykazaty ich różną odporność na degradacje sztywności obwodowej w warunkach realizowanych obciążeń.

EN

Plastics, both reinforced with polyester or glass fiber as well as non-reinforced, are susceptible to degradation progressing due to loads and various chemical and physical agents. Initial examination ring stiffness of pipes made of two kinds of materials have been described, namely pipes made of duroplast-GRP composite and thermoplast - non reinforced layered PVC. Selection of load range causing cyclic bending of ring specimens simulated traffic loads for shallow gravity pipeline. Cycle shape was recorded during the loading application every half a decade (in logarithmic scale). Examinations of specimens performd up to 10 6 load cycles showed different resistance to degradation of ring stiffness in applied load conditions.

9

Ocena jakości chemoodnornych zbiorników kompozytowych

Bełzowski A., Rechul Z., Stasieńko J.

Instal

|

2006

|

nr 12

42-48

PL

Przedstawiono wybrane aspekty zagadnienia oceny jakości materiałów kompozytowych na podstawie defektów technologicznych występujących w elementach konstrukcyjnych. Skupiono się na niektórych metodach oceny kompozytów polimerowych wzmocnionych włóknem szklanym stosowanych w wytwarzaniu różnych elementów chemoodpornych instalacji przemysłowych, w szczególności zbiorników służących do magazynowania substancji żrących. Analizie poddano ocenę laminatów na podstawie stopnia porowatości, defektów widocznych okiem nieuzbrojonym, twardości Barcola, kontroli grubości ścianki oraz obserwacji mikrostruktury. W opracowaniu uwzględniono wazniejsze koncepcje takiej oceny jakości zawarte w przepisach zagranicznych oraz krajowych.

EN

The paper deals with the zssessment of defects arising in composite structural components, and especially in corrosion resistant tanks. Critically reviewed are methods for evaluating material porosity, visual defects, Barcol hardness,thank wall thickness and microstructural features. Practical recommendations are formulated that can be useful both for designers and personnel involved in in-service inspection of processing equipment.

10

Zmęczenie rur GRP i PCW - badania porównawcze

Bąkowski D., Bełzowski A., Wysocki L.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2005

|

Vol. 53, nr 20

58-65

PL

Tworzywa sztuczne - zarówno wzmocnione włóknem szklanym lub poliestrowym (GRP). Jak i nie wzmocnione - są podatne na degradację zachodzącą pod wpływem działania obciążeń oraz różnych czynników chemicznych i fizycznych. W referacie omówiono wstępne badania zmian sztywności obwodowej rur reprezentujących dwa różne rozwiązania materiałowe: kompozyt poliestrowo-szklany (GRP) wykonany metodą nawijania i termoplast - warstwowy PCW nie wzmocniony włóknem. Dobór zakresu obciążeń powodujących cykliczne zginanie próbek pierścieniowych symulował obciążenia naziomu od ruchu pojazdów działające na płytko posadowiony przewód kanalizacji bezciśnieniowej. Podczas obciążania rejestrowano co pół dekady (w skali logarytmicznej) kształt cykli. Próby badanych materiałów prowadzone do 106 cykli wykazały ich różną odporność na degradację sztywności obwodowej w warunkach realizowanych obciążeń.

EN

Plastics, both reinforced with polyester or glass fiber as well as non-reinforced, are susceptible to degradation progressing due to loads and various chemical and physical agents. Initial examination ring stiffness of pipes made of two kinds of materials have been described, namely pipes made of duroplast -GRP composite and thermoplast - non-reinforced layered PVC. Selection of load range causing cyclic bending of ring specimens simulated traffic loads for shallow gravity pipeline. Cycle shape was recorded during the loading application every half a decade (in logarithmic scale). Examinations of specimens performed up to 106 load cycles showed different resistance to degradation of ring stiffness in applied load conditions.

11

Zbiorniki chemoodporne z kompozytów polimerowych - ocena porównawcza przepisów krajowych i zagranicznych

Bełzowski A.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 3

56-61

PL

Przedstawiono analizę porównawczą niektórych ogólnych koncepcji przyjętych w przepisach określających projektowanie i wytwarzanie kompozytowych zbiorników chemoodpornych używanych w przemyśle. Porównując dwie kolejne edycje przepisów krajowych z normami brytyjskimi, francuskimi i amerykańskimi, analizowano opis zabezpieczeń antykorozyjnych, dobór wartości współczynników bezpieczeństwa oraz zasady oceny nowych konstrukcji. Wykazano istotne niedostatki opisu budowy warstw ochronnych zawartego w normach polskich oraz przytoczono przykład ekspertyzy zniszczonego zbiornika, w którym wadliwe warstwy ochronne stanowiły główną przyczynę poważnej awarii (rys. rys. 1 i 2). Przytoczona analiza wartości współczynników bezpieczeństwa wykazała, że przepisy polskie sprzyjają konstruowaniu urządzeń mniej bezpiecznych w porównaniu do wszystkich analizowanych norm zagranicznych. Zasady oceny nowych konstrukcji określone w przepisach polskich nie przewidują statycznych niszczących prób nośności prototypów oraz prób trwałości zmęczeniowej, co jest wymagane w wielu normach zagranicznych. Przeprowadzona analiza wykazała, że w najnowszej edycji polskich przepisów opisujących kompozytowe zbiorniki chemoodporne pozostawiono bez większych zmian wiele rozwiązań już wcześniej sprzyjających większej awaryjności takich urządzeń. Opisany przykład awarii pokazuje możliwe konsekwencje stosowania nieprecyzyjnych i nadmiernie liberalnych przepisów oraz niedostatki wewnętrznej i zewnętrznej kontroli jakości takich urządzeń.

EN

A comparative analysis of some basic concepts adopted in standards for design and construction of large-size corrosion--resistant tanks has been presented. The last two editions of Polish standards were compared with the corresponding British, American and French counterparts, the principal attention being paid to anticorrosion coatings, safety factor determination and assessment of newly constructed structures. Significant shortcomings in all the named aspects were found in the Polish codes. The protective layers which are of prime importance in this type of structures are vaguely defined in the documents. A forensic study of a tank whose badly inadequate inner lining was a prime cause of the unrepairable failure (Figs 1,2) has been presented. The analysis of the safety factor determination approach shows that Polish standards tend to be overly optimistic and thus the resulting designs are less safe than those specified by the foreign codes. For newly constructed tanks the Polish codes require no destructive tests of bearing capacity and no fatigue tests which is contrary to requirements set by many foreign specifications. The presented analysis proves that the last edition of the Polish codes leaves much of the shortcomings unamended. The quoted tank failure study shows in detail how imprecise and vague design standards combined with inadequate inspection policies lead to industrial disasters.

12

Evaluation of damage level in glass-fabric reinforced composite

Bełzowski A.

Engineering Transactions

|

2005

|

Vol. 53, iss. 3

317-333

EN

A method is proposed for evaluating the extent of damage in fibre-reinforced polymer composites. The available methods for monitoring fatigue degradation in such materials are critically discussed. Reported are the results of actual tests on a glass-epoxy laminate under cyclic bending. The relative changes in the bending strength were several times higher than those of the dynamic stiffness, total elastic energy of a cycle and phase shift. A relationship is put forward for calculating the level of damage allowing for the mean value and the standard deviation of residual strength. The analysis is enhanced by presenting microscopic images of the material structure. The proposed model was shown to give reliable estimates of durability and can be especially useful to validate the damage parameter determined by other methods.

13

Współczynniki bezpieczeństwa konstrukcji z materiałów kompozytowych

Bełzowski A., Rechul Z.

Dozór Techniczny

|

2005

|

z. 1

2--8

14

Zasady doboru współczynników bezpieczeństwa konstrukcji z materiałów kompozytowych

Bełzowski A.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 12

396-403

PL

Przedstawiono najważniejsze koncepcje określania współczynników bezpieczeństwa [delta] oraz odkształceń i naprężeń dopuszczalnych elementów konstrukcyjnych wykonanych z kompozytów polimerowych. Omówiono klasyczne podejście deterministyczne (tab. 1), w którym zaleca się minimalne wartości [delta] przyjmowane względem wytrzymałości doraźnej. Ta koncepcja nie sprzyja optymalizacji konstrukcji, a jej racjonalne stosowanie wymaga od konstruktora dobrej znajomości problematyki kompozytów. Przedyskutowano zastosowanie tego podejścia w konstruowaniu zbiorników wysokociśnieniowych. Drugą omówioną koncepcją jest określanie odkształceń dopuszczalnych względem progu uszkodzeń mikrostrukturalnych FPF. Jest ona bardziej racjonalna od pierwszej, ale w zastosowaniach innych niż chemoodporne może prowadzić do nadmiernych zapasów nośności. Trzecim przedstawionym podejściem jest określanie naprężeń dopuszczalnych na podstawie wytrzymałości długotrwałej. Podejście to prowadzi do rozwiązań bezpiecznych i niezawodnych, ale wiąże się z koniecznością przeprowadzania kosztownych prób wyznaczania wytrzymałości długotrwałej (rys. rys. 1 i 2). Czwartą omówioną koncepcją jest metoda współczynników cząstkowych wywodząca się z teorii niezawodności. Przedstawiono jej podstawy teoretyczne (zależności (3)-(7)) oraz przedyskutowano opisaną w literaturze propozycję stosowania do obliczeń konstrukcji budowlanych (wzór (8)). Wskazano kilka przykładów znaczących różnic koncepcji określania zapasu wytrzymałości odnoszących się do podobnych zastosowań.

EN

Discussed are various concepts of determining d safety factors and working strains/stresses in structural components made of polymer composites. First, the classic deterministic approach is presented (Table 1) which recommends minimum values of [delta] with respect to the short-term strength. This approach is not favourable to optimising attempts in the design process and presumes a designer to possess a considerable experience in a particular area of composite design and application. High-pressure vessels were chosen to show this approach in action. The second concept involves working strains as determined with respect to the threshold microstructural damage (FPF). The concept is shown to be more rational than the first one, but outside the chemically-resistant equipment it can produce designs with excessive load capacity. The third approach involves working stresses as determined with respect to the long-term strength. The resulting designs are safe and reliable, but the required reference tests are costly and time-consuming (Figs. 1,2). The fourth concept involves partial safety factors used earlier in the reliability theory. Some essential theory behind the concept is presented (formulas (3)-(7)) along with a particular implementation concerned with civil engineering structures (formula (8)). A few examples are presented of how the remaining life estimation may differ for a given design if various approaches are used.

15

Niektóre kryteria akceptacji defektów w kompozytach na przykładzie laminatu ciętego strumieniem wody

Bełzowski A., Stasieńko J., Ziółkowski B., Kamińska A.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 12

389-395

PL

Podczas wytwarzania elementów konstrukcyjnych z kompozytów polimerowych mogą powstawać różne defekty technologiczne. We wprowadzeniu przedstawiono zbiorcze zestawienie takich defektów oraz dwie koncepcje określenia jakości wytworzonego elementu: w oparciu o pomiary stopnia porowatości materiału (rys. rys. 1 i 2) i na podstawie wizualnej oceny rodzaju, wielkości oraz nasilenia występowania wad widocznych okiem nieuzbrojonym. Z wcześniejszych obserwacji wynikało, że ze względu na porowatość badany materiał cechuje dobra jakość. Niektóre technologie wytwarzania elementów z kompozytów polimerowych wymagają stosowania obróbki mechanicznej. W ostatnich latach pojawiły się sterowane numerycznie urządzenia do przecinania różnych materiałów strumieniem wody pod bardzo wysokim ciśnieniem. Metodę tę zastosowano do wstępnego kształtowania próbek do prób wytrzymałości wycinanych z płyt epoksydowo-szklanych. Rysunki 3 i 4 przedstawiają typowe mikrostruktury powierzchni wytworzonych przez ciecie wodą, wskazują na utworzenie nierówności spowodowanych przez wyłamywanie i wyrywanie pojedynczych włókien oraz debonding. Wielkość nierówności powierzchni przypomina powierzchnie po zwykłym cieciu mechanicznym. W wykonanych elementach występowały liczne rozwarstwienia brzegowe (rys. 5) i wewnętrzne (rys. rys. 6-8), które posłuży przedstawieniu metody oceny jakości na podstawie wizualnych obserwacji defektów. Przedyskutowano również problem dostosowywania kryteriów akceptacji defektów widocznych gołym okiem do warunków użytkowania i wymagań pod względem trwałości i bezpieczeństwa.

EN

Structural components made of polymer composites may have built-in defects that have arisen during manufacturing operations. A list of such defects is presented along with two methodologies used in evaluating quality of a product. The first of them involves measurements of porosity (Figs. 1,2) while the second one enables an inspector to assess type, size and severity of defects with a naked eye. An example is presented where porosity measurements failed to identify actual condition of a material. It was visual inspection that proved to be reliable in this case. Some manufacturing methods for composite components involve machining operations. Nowadays they are usually performed using hydrodynamic machining. The method was evaluated by the present author in preparing strength test specimens cut out from glass-epoxy plates. Figures 3 and 4 show typical images of resulting surfaces. The irregularities can be identified as single broken or pulled out fibres and debonding spots. The surface roughness height is comparable to that left by conventional cutting. Typical defects produced by a water jet can be seen in Figure 5 as the side ones and in Figures 6-8 as those arising in the bulk material. The defects of the two types served as a basis for putting forward a method of visual inspection for composite quality assessment. The method is flexible enough to take account of particular service conditions and durability/safety requirements set for a component to be fabricated.

16

Wpływ niskoenergetycznych uszkodzeń udarowych na wytrzymałość laminatu wzmocnionego tkaniną

Bełzowski A., Rechul Z., Stasieńko J.

Diagnostyka

|

2004

|

Vol. 30, T. 1

69--72

PL

Omówiono problem uszkodzeń wywołanych w kompoz.ycie polimerowym przez poprzeczne obciążenia udarowe. Uszkodzenia udarowe obniżają wytrzymałość materiału oraz ułatwiają inicja-cję korozji naprężeniowej, co ogranicza efektywność stosowania kompoz.ytów polimerowych. Omówiono wyniki badań wpływu uszkodzeń udarowych na strukturę i wytrzymałość laminatu epoksydowo-szklanego wzmocnionego tkaniną. Przedstawiono rezultaty prób zmęczeniowych próbek z uszkodzeniem udarowym. Stwierdzone zmiany wytrzymałości na zginanie badanego la-minatu stanowią potencjalnie mniejsze zagrożenie w porównaniu do otwartych pęknięć poprzecz-nych widocznych już przy najmniejszej stosowanej energii uderzenia.

EN

Damage in polymer composite induced by lateral impact loads is discussed. This type of dama-ge reduces strength characteristics of a material and gives rise to stress corrosion being thus a principal limiting factor in application of composites in many areas of technology. The paper pre-sents results of investigations on the effect of impact damage on microstructure and strength of a glass-fabric reinforced epoxy laminate. Both static and cyclic tests were carried out to assess the most common combination of loads found in service. The chief conclusion states that open lateral cracks arising from impact pose the severest danger. They are formed by even mild impacts and must be regarded more detrimental to the material integrity than the observed decrease in bending strength.

17

Residual strength of polymeric composites under cyclic load

Bełzowski A.

Prace Naukowe Instytutu Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2003

|

Vol. 39, nr 14

49-55

EN

An account is presented of the phenomenon observed in polymer composites where fatigue-degraded material gradually loses its short-time test strength. A concept is put forward for evaluating the current safety factor value based on the stipulated strength value corresponding to the assumed confidence level of 95 or 99%. Reported are actual laboratory investigations on the residual strength variation in two structural composites. The results served a basis for comparing safety factors derived from the average and the stipulated strengths. It was demonstrated that the two estimates differ considerably, with a loss of life capacity predicted by the second one being a few times higher.

18

Uszkodzenia udarowe w konstrukcjach z kompozytów polimerowych

Bełzowski A., Rechul Z., Stasieńko J.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2003

|

R. 45, nr 2-3

114-118

PL

Poprzeczne obciążenia udarowe stanowią czynnik ograniczający efektywność stosowania kompozytów polimerowych w technice. Obniżają one wytrzymałość materiału oraz stwarzają zagrożenie w postaci możliwości inicjacji korozji naprężeniowej. W kompozytach chemoodpornych stosowanych w budowie rurociągów zasadniczne niebezpieczeństwo stanowi uszkodzenie (podczas uderzenia) ochronnych warstw antykorozyjnych, co może umożliwić infiltrację mediów korozyjnych do wnętrza ścianki. W laminatach konstrukcyjnych stosowanych w lotnictwie zagrożeniem jest propagacja rozwarstwień poudarowych obniżająca wytrzymałość i sztywność elementu. Przedstawione różne koncepcje podejścia do problemu uszkodzeń udarowych ilustrowano przy pomocy wyników własnych badań uszkodzonej struktury kompozytu epoksylowego tkaniną szklaną.

EN

Horizontal impact loads are afctors decreasing the efficiency of using polymer composites in technics. They reduce the durability of the material and create hazards of the initiation of stress corrosion. In chemoresistant composites applied in the construction of pipelines the greatest hazard comes from disturbances (during impact) of protective anticorrosive lavers which can lead to the infiltration of corrosive media into the walls. In construction laminates used in aviation the hazards come from the propagation of post-impact delamination which decreases the durability and stiffness of the element. Various presented concepts of solving the problem of impact disturbances are illustrated with the results of own studies on the distributed epoxide composite structure reinforced with glass fibre.

19

Efekt wielkości w materiałach kompozytowych sta zagadnienia

Bełzowski A.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2003

|

R. 45, nr 4-5

25-29

PL

Przedstawiono problem efektu wielkości Weibulla w polimerowych kompozytach konstrukcyjnych wzmocnionych włóknami. Omówiono wybrane obszary stosowania wielkogabarytowych kompozytowych elementów konstrukcyjnych oraz stosowane sposoby uwzględniania wpływu wielkości elementów na wytrzymałość konstrukcyjną. Przedstawiono założenia oraz podstawowe zależności teorii Weibulla. Omówiono możliwe implikacje efektu wielkości dla praktyki stosowania kompozytów w technice.

EN

There is presented Wielbuill's effect of scale in polymer construction composites reinformces with fibres. The selected applications of large composite construction elements and methods of considering the elements size impact on the construction durability are discussed. There are described assumptions and basic dependencies of Weibull's theory. There are discussed possible implications of the scale effect for the application of composites in technics.

20

Metody oceny wytrzymałości długotrwałej kompozytów żywicznych stosowanych w budowie rurociągów ciśnieniowych

Bełzowski A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2003

|

Nr 9

308-313

EN

Classification of phenomena influencing long-term resistance and durability of constructions made from KP. Evaluation of long-term resistance of pressure pipes based on short-term tests. Use of dependences describing the scale effect.