1 Втвърдяване на композитни материали
Циклите на втвърдяване са цикли от време, температура и налягане, използвани за втвърдяване на системи от термореактивна смола или препреги. Втвърдяването на ремонта е толкова важно, колкото и втвърдяването на оригиналния материал на частта. За разлика от металните ремонти, при които материалът е предварително изработен, композитните ремонти изискват техници да изработят материала. Това включва всички функции за съхранение, обработка и контрол на качеството. Цикълът на възстановяване на поддръжката на самолета започва със складиране на материал. Неправилно съхраняваните материали ще започнат да се втвърдяват, преди да могат да бъдат използвани за възстановяване. Всички часове, температури и изисквания трябва да бъдат спазени и документирани. Обърнете се към Ръководството за структурен ремонт на самолета, за да определите правилния ремонтен цикъл за частта, която трябва да се ремонтира.
1.1 Втвърдяване при стайна температура
Втвърдяването при стайна температура е най-полезно от гледна точка на спестяване на енергия и преносимост. Втвърдените при стайна температура мокри -ремонти не възстановяват здравината или издръжливостта на оригиналния 250℉ (121 градуса ) или 350℉ (176,67 градуса) втвърден компонент и обикновено се използват за мокри фибростъкло-ремонти на не-критични компоненти. Ремонтите, втвърдени при стайна температура, могат да се ускорят чрез нагряване. Максимална производителност се постига при 150 ℉ (65,56 градуса). Може да се използва вакуумна торба за консолидиране на ламината и осигуряване на път за излизане на въздуха и летливите вещества.
1.2 Втвърдяване при висока температура
Всички препреги се втвърдяват с помощта на цикли с висока температура. Някои ремонти с мокри слоеве използват повишени цикли на втвърдяване, за да увеличат здравината на ремонта и да ускорят процеса на втвърдяване. Пещите за втвърдяване и горещите бондери използват вакуумни торбички, за да консолидират ламината и да осигурят път за излизане на въздуха и летливите вещества. Автоклавите използват вакуум и положително налягане, за да консолидират ламината и да осигурят път за излизане на въздуха и летливите вещества. Повечето нагреватели използват програмируеми компютърни контроли за стартиране на цикъла на втвърдяване. Операторът може да избира от меню с налични цикли на втвърдяване или да напише своя собствена програма.
В близост до ремонта се поставят термодвойки, които дават обратна връзка за температурата на нагревателя. Типичните температури на втвърдяване на композитите са 250 ℉ (121 градуса) или 350 ℉ (176,67 градуса). Температурата на голяма част, втвърдена в пещ или автоклав, може да е различна от температурата на пещта или автоклава по време на цикъла на втвърдяване, защото те действат като радиатор. Температурата на частта е най-важна за правилното втвърдяване, така че върху частта се поставят термодвойки, за да се наблюдава и контролира температурата на частта. Сонда за температура на въздуха в пещ или автоклав, използвана за измерване на температурата на пещ или автоклав, не винаги е надеждно устройство за определяне на температурата на втвърдяване на детайла. Ако частта или инструментът действа като радиатор, температурата на пещта и температурата на частта могат да бъдат много различни.
Цикълът на втвърдяване при висока температура се състои от най-малко три части.
-Загряване:нагревателят се загрява при зададена температура, обикновено между 3℉ (-16,1 градуса) и 5℉ (-15 градуса) на минута.
-Холдинг:нагревателят поддържа температура за предварително определен период от време.
-Охлаждане:нагревателят се охлажда при зададена температура. Температурата на охлаждане обикновено е под 5℉ на минута. Когато нагревателният модул падне под 125 ℉, частта може да бъде разглобена. Когато втвърдявате части с автоклав, не забравяйте да освободите налягането в автоклава, преди да отворите вратата. Както е показано на фигура 53.
Фигура 53: Процес на втвърдяване в автоклав
Процесът на втвърдяване се осъществява чрез прилагане на топлина и натиск върху ламината. С повишаването на температурата смолата започва да омеква и да тече. При по-ниски температури възниква много слаба реакция. Всички летливи замърсители, като въздух или вода, се извличат от ламината с вакуум през това време. Ламинатът се уплътнява чрез прилагане на налягане, обикновено вакуум (атмосферно налягане); автоклавът прилага допълнително налягане, обикновено 50-100 psi. Тъй като температурата наближава крайната температура на втвърдяване, скоростта на реакцията нараства значително и смолата започва да се втвърдява като гел. Задържането при окончателно втвърдяване позволява на смолата да завърши втвърдяването и да получи желаните структурни свойства.
2 Ремонт на композитен сандвич с пчелна пита
Голяма част от настоящите аерокосмически композитни компоненти са-податливи на повреди леки сандвич структури. Тъй като сандвич структурите са залепени конструкции с тънки панели, повредата на сандвич конструкциите обикновено се поправя чрез залепване.
Ремонтът на сандвич структури тип пчелна пита използва подобни техники като най-разпространените панелни материали като стъклени влакна, въглеродни влакна и Kevlar®. Кевларът обикновено се ремонтира със стъклени влакна. Както е показано на фигура 54.
Фигура 54: Типичен ремонт на сандвич структури тип пчелна пита
2.1 Класификация на щетите
Краткосрочните-ремонти могат да отговорят на изискванията за якост, но са ограничени от времето или циклите на полет. В края на живота на ремонта ремонтът трябва да бъде отстранен и сменен. Временните ремонти могат да възстановят необходимата здравина на компонента. Този ремонт обаче няма да възстанови необходимата издръжливост на компонента. Следователно той има различни интервали или методи на проверка. Постоянният ремонт е ремонт, който възстановява необходимата здравина и издръжливост на компонента. Ремонтът има същите методи на проверка и интервали като оригиналния компонент.
2.2 Микроувреждане на сърцевините на стека със сандвич структура (ремонт на опаковки и гърнета)
Поправката чрез капсулиране може да се използва за поправяне на повреда на сандвич структури от пчелна пита, по-малки от 0,5 инча. Материалът на пчелната пита може да бъде оставен на място или отстранен и напълнен със смес за саксия, за да се възстанови известна здравина. Капсулираните ремонти не възстановяват пълната здравина на детайла.
Заливната смес обикновено е изолиращо стъкло, напълнено с епоксидна смола, фенолни или пластмасови микросфери, памук, миксер или друг материал. Композитът за заливане може да се използва и като пълнител за декоративни ремонтни ръбове и панели на кожата. Заливката се използва и в ламинирани панели тип пчелна пита като твърда точка за болтове и винтове. Композитът за запълване е по-тежък от оригиналното ядро, което може да повлияе на баланса на управлението на полета. Теглото на ремонта трябва да бъде изчислено и сравнено с ограниченията на теглото и баланса на контрола на полета, определени от SRM.
2.3 Повреда на единия или двата странични панела, изискваща подмяна и ремонт
ЗАБЕЛЕЖКА: Следните стъпки са само за справка и не трябва да се считат за директно приложими към всички методи за ремонт.
Стъпка 1: Проверете за повреди
Тънките ламинати могат да бъдат визуално проверени и тествани с удар, за да се определи повредата. По-дебелите ламинати изискват по--задълбочени NDI методи, като ултразвукова проверка, както е показано на Фигура 55. Проверете за вода, масло, гориво, мръсотия или други чужди тела, навлизащи в близост до повредата. Водата може да бъде открита с рентгенов{-лъчи, фоново осветление или детектор за влага.
Фигура 55: Техника на нокаут тест
Стъпка 2: Отстранете водата от повредената зона
Водата трябва да се отстрани от сърцевината на пчелната пита, преди частта да може да бъде ремонтирана. Както е показано на Фигура 56, ако водата не се отстрани, тя ще кипне по време на цикъла на втвърдяване при висока температура и панелът ще разшири сърцевината, причинявайки повече щети. Водата в сърцевината на пчелната пита може също да замръзне при ниски температури на голяма надморска височина, което може да доведе до отлепване на панелите.
Фигура 56: Метод за опаковане във вакуум за сушене на части
Стъпка 3: Отстранете щетите
Подстрижете повредената зона на частта до гладка форма със заоблени ъгли или кръгла или овална форма. Не повреждайте неповредени слоеве, ядра или околни материали. Ако сърцевината също е повредена, изрежете я до същия контур като кожата на сърцевината. Както е показано на фигура 57.
Фигура 57: Отстраняване на повреда на ядрото
Стъпка 4: Предварителна настройка на увредената зона
Използвайте шлифовъчна машина с мек диск или въртяща се шлайфмашина, за да шлайфате около почистената повреда с равномерен конус. Някои производители дават съотношение на конусност, като например 1:40, докато други определят разстояние на конусност, като например 1-инчово припокриване на съществуващото разстояние на конусност за всеки слой. Отстранете външното покритие, включително проводящото покритие в зона с поне 1 инч по-голяма от конусната граница. Отстранете целия пясък и прах със сух сгъстен въздух и прах. Почистете повредената зона с чиста кърпа, навлажнена с разрешен разтворител. Както е показано на фигура 58.
Фигура 58: Шлифоване на зоната за ремонт
Стъпка 5: Инсталирайте Honeycomb Core (мокър слой)
Нарежете резервната сърцевина с нож. Тапите на сърцевината трябва да бъдат от същия тип, степен и качество като оригиналната сърцевина. Клетките на сърцевината трябва да са ориентирани в същата посока като пчелната пита от околния материал. Щепселите трябва да бъдат подрязани до правилната дължина и почистени с разтворител с одобрен почистващ препарат.
За мокри ремонти, изрежете два слоя тъкан, подходящи за вътрешната повърхност на неповредената кожа. Импрегнирайте слоевете плат със смола и поставете в отвора. Използвайте смес за инфузия около сърцевината и я поставете в дупката. За ремонт на предварително препрег, изрежете парче залепващо фолио, за да пасне на отвора, и използвайте лепило от пяна около запушването. Щепселът трябва да докосва страните на отвора. Подравнете сърцевината на запушването с оригиналния грундиран материал. Поправете зоната с вакуумна торбичка и втвърдете резервното ядро с помощта на фурна, автоклав или горещо одеяло. Поправките с мокър слой могат да се втвърдят при стайна температура до 150 ℉ (65,56 градуса). Поправките на предварително препрег трябва да се втвърдяват при 250 ℉ (121 градуса) или 350 ℉ (176,67 градуса). Обикновено резервните ядра се втвърдяват в отделен цикъл, а не съвместно -втвърдяват с пластира. След втвърдяване запушването трябва да се шлайфа наравно с околното пространство. Това е показано на фигура 59.
Фигура 59: Смяна на сърцевината
Стъпка 6: Подгответе и инсталирайте ремонтни слоеве
Обърнете се към ръководството за ремонт за правилния ремонтен материал и броя на слоевете, необходими за ремонта. Обикновено инсталирайте още един слой от първоначално инсталирания. Нарежете дебелината на слоя до правилния размер и ориентация. Дебелината на ремонтния слой трябва да бъде монтирана в същата посока като оригиналния слой, който се ремонтира. Импрегнирайте слоя със смола за мокро полагане-ремонти или отстранете поддържащия материал от препрега. Слоевете обикновено се полагат, като се използва последователност за полагане на минимално слагане, първо скосяване. Както е показано на фигура 60.
Фигура 60: Инсталиране на корекция
Стъпка 7: Вакуумно опаковане на ремонта
След като настилката е поставена, използвайте вакуумна торбичка, за да отстраните въздуха и да поставите ремонта под налягане, за да се втвърди. Вижте Фигура 61 за инструкции за инсталиране на вакуумна торба.
Фигура 61: Вакуумно третиране
Стъпка 8: Втвърдяване на ремонта
Ремонт по време на желания ремонтен цикъл. Мокрите ремонти на настилки могат да се втвърдяват при стайна температура. Температурата може да се повиши до 150 ℉ (65,56 градуса), за да се ускори втвърдяването. Поправките на препрег трябва да бъдат втвърдени по време на цикъла на повишено втвърдяване. Компонентите, извадени от самолета за ремонт, могат да се втвърдят в гореща стая, фурна или автоклав, както е показано на Фигура 62. Нагретите одеяла се използват за ремонт на самолети.
След втвърдяване отстранете капсулования материал и проверете ремонта. Поправката не трябва да бъде без ями, мехури и зони с натрупване или загуба на смола. Леко шлайфайте ремонтната лепенка с шкурка, за да получите гладка повърхност, която няма да повреди влакната. Нанесете повърхностна обработка и проводимо покритие (устойчиво на светлинни вълни).
Фигура 62: Втвърдена поправка
Стъпка 9: Проверка след -ремонта
Обикновено се използва визуална, кранова или ултразвукова проверка за проверка на дебелината на ремонта. Ако се открият дефекти, ремонтираният пластир се отстранява. Това е показано на фигура 63.
Фигура 63: Проверка след ремонт
Ако панелът за управление на полета е бил ремонтиран, извършете проверка на баланса и се уверете, че ремонтираният панел за управление на полета е в обхвата на SRM. Неспазването на това може да доведе до бърборене на управлението на полета и компрометиране на безопасността на полета.
Следва продължение
Източник „Composites Frontier“ Публичен уебсайт