Способ ремонта несущих трехслойных панелей из полимерных композиционных материалов
Владельцы патента RU 2664620:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к области пластмассового судостроения и касается вопроса ремонта несущих трехслойных панелей из полимерных композиционных материалов (ПКМ) со средним слоем из пенопласта. Предложен способ ремонта несущих трехслойных панелей из ПКМ со средним слоем из пенопласта, который включает в себя удаление поврежденных несущих и среднего слоев из района повреждения, разделку кромок несущих слоев и последовательное восстановление нижнего несущего, среднего и верхнего несущего слоев. Разделка кромок нижнего несущего слоя осуществляется снаружи и после установки оснастки со стороны среднего слоя производится его восстановление путем наформовки накладки. Для восстановления среднего слоя производится установка оснастки со стороны верхнего несущего слоя на район повреждения на уровне неповрежденного среднего слоя и заливка в образовавшуюся полость между нижним несущим слоем и оснасткой вспененного пенополиуретанового заполнителя и его последующее отверждение. Предлагаемый способ ремонта трехслойных панелей из ПКМ обеспечивает снижение трудоемкости и стоимости ремонта при одновременном обеспечении прочности и надежности отремонтированной конструкции. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области пластмассового судостроения и касается вопроса ремонта несущих трехслойных панелей из полимерных композиционных материалов (ПКМ) со средним слоем из пенопласта.
Известен способ ремонта трехслойной конструкции, когда после удаления поврежденных несущих и среднего слоев к неповрежденным несущим слоям механически крепят опорные планки из металла, к которым также механически крепят восстановленные несущие слои, а образовавшуюся полость заполняют жидкой вспененной смолой, содержащей мелкие пузырьки (US Patent, No 6770349 В2, В32В 3/00, Aug. 3,2004).
Известен способ ремонта трехслойной конструкции, при котором после удаления поврежденных несущих слоев и среднего слоя в виде монолитного заполнителя производится разделка кромок несущих слоев, восстановление нижнего несущего слоя, при этом разделка его кромок и восстановление осуществляется изнутри. Производится установка нового среднего слоя, и его крепление к нижнему несущему и неповрежденному среднему слоям и восстановление верхнего несущего слоя наформовкой накладки (Marine composites. Second edition - Eric Greene associates, 1999, стр. 297) - прототип.
Однако разделка кромок нижнего несущего слоя изнутри накладывает ограничения на габариты накладки или ведет к необходимости удаления среднего слоя большей площади, что ведет к снижению надежности ремонта и увеличению стоимости его проведения.
Кроме того, для установки нового среднего слоя необходимо вырезать элемент точных размеров, соответствующих размерам подготовленной полости, и соединить его с нижним несущим и неповрежденным средним слоями путем заполнения зазора между ними клеевым составом, в качестве которого может выступать связующее. Поскольку качество такого соединения проконтролировать достаточно сложно, то это ведет к снижению надежности и увеличению трудоемкости проведения ремонта.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости и стоимости проведения ремонта при одновременном обеспечении прочности и надежности отремонтированной конструкции не ниже уровня неповрежденной конструкции.
Это достигается тем, что известный способ ремонта несущих трехслойных панелей из полимерных композиционных материалов со средним слоем из пенопласта включает в себя удаление поврежденных несущих и среднего слоев из района повреждения, разделку кромок несущих слоев и последовательное восстановление нижнего несущего, среднего и верхнего несущего слоев. По изобретению разделка кромок нижнего несущего слоя осуществляется снаружи, и после установки оснастки со стороны среднего слоя производится его восстановление путем наформовки накладки. Для восстановления среднего слоя производится установка оснастки со стороны верхнего несущего слоя на район повреждения на уровне неповрежденного среднего слоя, заливка в образовавшуюся полость между нижним несущим слоем и оснасткой вспененного пенополиуретанового заполнителя и его последующее отверждение.
Накладки для восстановления несущих наружного и внутреннего слоев имеют толщину на 1-2 мм больше толщины исходных несущих слоев и выполнены с перекроем на эти слои, величина которого должна составлять не менее 2 толщин трехслойной панели.
Кроме того, плотность восстановленного среднего слоя должна быть не меньше плотности неповрежденного среднего слоя.
Разделка кромок нижнего несущего слоя и его восстановление снаружи позволяет обеспечить более прочное и надежное соединение за счет большей площади контакта накладки с неповрежденным несущим слоем и снижает стоимость проведения ремонта. Восстановление среднего слоя путем установки оснастки со стороны верхнего несущего слоя на район повреждения на уровне неповрежденного среднего слоя и заливки в образовавшуюся полость между нижним несущим слоем и оснасткой вспененного пенополиуретанового заполнителя и его последующее отверждение обеспечивает соединение восстановленного среднего слоя с неповрежденным и несущими слоями без применения клеевого состава и снижает трудоемкость проведения ремонта.
Накладки для восстановления несущих наружного и внутреннего слоев, имеющие толщину на 1-2 мм больше толщины исходных несущих слоев и выполненные с перекроем на эти слои, величина которого должна составлять не менее 2 толщин трехслойной панели, а также использование восстановленного среднего слоя плотностью не меньше плотности неповрежденного среднего слоя, обеспечивают прочность и жесткость отремонтированного участка трехслойной панели не ниже неповрежденной части панели.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется рисунками, где представлены:
- поврежденный участок трехслойной панели и его поперечное сечение (фиг. 1);
- поперечное сечение трехслойная панель с удаленными поврежденными несущими и средним слоями и разделанными кромками неповрежденных несущих слоев (фиг. 2);
- поперечное сечение поврежденного участка трехслойной панели с установленной оснасткой и восстановленным нижним несущим слоем (фиг. 3);
- поперечное сечение поврежденного участка трехслойной панели с установленной оснасткой и восстановленным средним слоем (фиг. 4);
- поперечное сечение отремонтированного участка трехслойной панели (фиг. 5).
Предлагаемый способ ремонта несущих трехслойных панелей из ПКМ включает удаление из панели 1 (фиг. 1), состоящей из нижнего 2 и верхнего 4 несущих и среднего 3 слоев, поврежденного участка 5 и разделку кромок несущих нижнего 2 и верхнего 4 несущих слоев снаружи панели 1 (фиг. 2). После установки оснастки 6 со стороны среднего слоя 3 производится восстановление нижнего несущего слоя 2 путем наформовки накладки 7 (фиг. 3). При этом толщина накладки 7 принимается на 1-2 мм больше толщины, чем исходный нижний несущий слой 2, а также накладка 7 выполнена с перекроем на неповрежденный нижний несущий слой 2, величина которого должна составлять не менее 2 толщин трехслойной панели 1. После отверждения накладки 7, оснастка 6 удаляется.
Далее, для восстановления среднего слоя 3 панели 1 производится установка оснастки 8 со стороны верхнего несущего слоя 4 на уровне неповрежденного среднего слоя 3 и заливка в образовавшуюся полость между накладкой 7 на нижний несущий слой и оснасткой 8 вспененного пенополиуретанового заполнителя 9 и его последующее отверждение (фиг. 4). В оснастке 8 имеются минимум два отверстия 10. Через одно отверстие производится заливка вспененного пенополиуретанового заполнителя 9, а через другое осуществляется контроль заполнения полости под оснасткой и вспенивания заполнителя 9. После отверждения заполнителя 9 оснастка 8 удаляется.
Восстановление верхнего несущего слоя 4 производится наформовкой накладки 11, при этом толщина накладки 11 принимается на 1-2 мм больше толщины исходного верхнего несущего слоя 4, а также накладка 11 выполнена с перекроем на неповрежденный верхний несущий слой 4, величина которого должна составлять не менее 2 толщин трехслойной панели 1 (фиг. 5).
Таким образом, предлагаемый способ ремонта обеспечивает снижение трудоемкости и стоимости проведения ремонта при одновременном обеспечении прочности и надежности отремонтированной конструкции не ниже уровня неповрежденной конструкции.
1. Способ ремонта несущих трехслойных панелей из полимерных композиционных материалов со средним слоем из пенопласта, включающий в себя удаление поврежденных несущих и среднего слоев из района повреждения, разделку кромок несущих слоев, последовательное восстановление нижнего несущего, среднего и верхнего несущего слоев, отличающийся тем, что разделка кромок нижнего несущего слоя осуществляется снаружи и после установки оснастки со стороны среднего слоя производится его восстановление путем наформовки накладки, а для восстановления среднего слоя производится установка оснастки со стороны верхнего несущего слоя на район повреждения на уровне неповрежденного среднего слоя и заливка в образовавшуюся полость между нижним несущим слоем и оснасткой вспененного пенополиуретанового заполнителя и его последующее отверждение.
2. Способ ремонта по п. 1, отличающийся тем, что накладки для восстановления несущих наружного и внутреннего слоев имеют толщину на 1-2 мм больше толщины исходных несущих слоев и выполнены с перекроем на эти слои, величина которого должна составлять не менее 2 толщин трехслойной панели.
3. Способ ремонта по п. 1, отличающийся тем, что восстановленный средний слой имеет плотность не меньше плотности неповрежденного среднего слоя.
