Способ восстановления стеклопластиковых труб-оболочек

ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик973397Опубликовано 15.11.82. Бюллетень 42Дата опубликования описания 25.11.82 оо делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ТРУБ-ОБОЛОЧЕКО Изобретение относится к ремонту труб- оболочек из композиционно-волокнистых материалов и может быть использовано при восстановлении изделий из пластмасс, подвергаемых воздействию высокотемпературного скоростного газового потока. Известен способ ремонта полистирольной футеровки холодильников, включающий операции приготовления полистирольной композиции, нанесения один - два слоев композиции на зашкуренное и обезжиренное место, укладку куска стеклоткани, сушку и нанесение 3-го слоя композиции 1.К недостаткам данного способа следует отнести невозможность его применения для восстановления больших пораженных поверхностей, особенно на вертикальных, потолочных и фасонных стенках, из-за трудности удержания жидкой композиции; низкую точность восстановленных поверхностей; низкие качество и физико-механические свойства восстановленного участка по отношению к исходному; сложность и высокую трудоемкость ремонтных работ; невозможность применения для ремонта толстостенных футеровок и теплозащитных покрытий труб-оболочек после их выгорания, так как не допускают использования термостойких связующих горячего отверждения, которые требуют применения при отверждении высоких давлений и температур, спо собных деформировать и вывести из строяремонтируемую трубу-оболочку.Наиболее близким по техническому решению к данному является способ восстановления стеклопластиковых труб-оболочек включающий операции удаления поврежденных участков, наложение слоев пропитанной связуюшим стеклоткани и присоединение их к ремонтируемой прогоревшей стенке 2.К недостаткам способа относятся недостаточно высокие качество ремонта, сложность и трудоемкость изготовления накладки, высокая стоимость ремонта.Цель изобретения - повышение качества ремонта прогоревшего теплонагруженного слоя для повторного многоразового использования трубы-оболочки, снижение трудоемкости и стоимости ремонтных работ.Поставленная цель достигается тем, чтов способе восстановления стеклопластиковых"отв; - 140 - 150 С; 1 В 15 20 25 ЗО 35 труб-оболочек, включающем операции удаления поврежденных участков, наложение стеклоткани и присоединение ее к ремонтируемой прогоревшей стенке, на прогоревший участок наносят термореактивный клей с последующим наложением слоя объемной стеклоткани, образующей в результате присоединения ворсовый покров.Слой объемной стеклоткани можно прикреплять к ремонтируемой поверхности с помощью жидкого термореактивного клея холодного отверждения, либо с помощью термореактивного клея горячего отверждения к гибкой подложке из листового стеклопластика, а затем подложку с ворсом прикрепляют к ремонтируемой поверхности трубы-оболочки с помощью винтов.Объект ремонта - стеклопл асти ковая труба диаметром 2000 мм и длиной 2500 мм, изготовленная сухим методом намотки из стеклотка ни марки Т - 10, пропитанной эпоксифенольным связующим ЭФБ - 3, подвергнутая четырехкратному воздействию газодинамической струи с температурой пламени 1500 С при скорости потока 700 м/с (стенка трубы прогорела на 4 мм в глубину и около 800 - 1000 мм по сектору вдоль образующей внутренней поверхности, т, е. выгорел практически весь расчетный жертвенный слой и дальнейшая эксплуатация трубы недопустима).Пример 1. Прогоревшую рабочую поверхность трубы зачищают от остатков стекло- ткани и разложившихся связующего с помощью пескоструя или металлической карчетки до слоя, нетронутого термодеструкцией и обезжиривают зачищенную поверхность растворителем (например, ацетоном) . Затем на подготовленную таким образом поверхность наносят клеевую композицию (слоем не более 0,5 мм) марки ВК - 9 по ОСТ 90143 - 74, включающую эпоксидную смолу ЭД - 20, полиамид ПО - 300, продукты АГМ - 3 и АДЭ - 3, измельченный асбест,Из многослойной стеклоткани объемного переплетения марки МТБС - 5,2 выкраивают накладку размером, равным площади ремонтируемой поверхности, укладывают ее на клеевой подслой, ранее нанесенный на ремонтируемую поверхность, прижимают с помощью пневмочехла к месту ремонта и отверждают клей по режиму: 12 часов при комнатной температуре.Пример 2. Прогоревшую рабочую поверхность трубы готовят к ремонту по примеру 1.Затем готовят съемное ворсовое покрытие ремонтируемого участка, для чего из многослойной стеклоткани объемного переплетения из кремнеземного волокна марки МКТ - 5,2 вырезают накладку и прикрепляют с помощью клея ВК - 3 к твердой стекло- пластиковой подложке, способной упруго изгибаться; на основе 3 - 6 слоев стекло- ткани КТ - 11 ТО, пропитанной связующим марки Сф - 010. Режим склеивания Р = 0,5 - 1,ОМПа,отв.= 1 - 2 ч.Затем гибкую ворсовую пластину сгибают и вставляют внутрь ремонтируемой трубы-оболочки и прикрепляют гибкой подложкой к ремонтируемой поверхности с помощью винтов.Пример 3. На зачищенную и обезжиренную согласно примеру один поверхность пятнами размером 20 - -200 см, на расстоянии друг от друга более 300 мм наносят клеевую композицию холодного отверждения марки К - 153 (отверлитель ПЭПА). Расход клея - 200 - ;250 г/м.Накладку готовят следующим образом.Из четырех слоев стеклоткани марки Т - -10, пропитанных фенолформальлегидной смолой марки Р - 2 М прессованием изготавливают гибкую тонколистовую стекло- пластиковую подложку: толщиной0 мм. Режимы прессования: Давление - , ОО+. 20 кг/см, температура160 - Ь"., выдержка - 4 - 6 ч.На подложку наносят пленку клея (термореактивного) горячего отверждения марки ВК - 3 прикатывают роликом. Затем сверху на клеевую пленку накладывают слой непропитанной объемной стеклоткгни марки МКТ - 5,2, прижимают резиновым пуансоном к подложке с давлением 0,5 - 1,0 МПа, и производят склеивание при 145 в 1 С в течение 1,5 - 2,0 часов. Расход клея ВК - 3: 80 в 100 г/м . После приклеивания к объемной стеклоткани стеклопластиковую подложку перфорируют, образуя отверстия 15 мм для выхода паров и газов при эксплуатации отремонтированной трубы оболочки. На зачищенную и подготовленную к ремонту поверхность укладывают накладку из объемной ткани стеклопластиковой подложкой на клеевые пятна, .прижимают давлением 0,15 - 0,2 МПа и выдерживают под давлением в течение 18 часов до полного отверждения клея,Пример 4, На зачищенную и обезжиренную согласно примеру 1 поверхность наносят сплошной слой клеевой композиции холодного отверждения К - 153. Расход клея 200 - 250 г/м.Изготовление и крепление накладки осуществляют аналогично примеру 3.Толщину мягкого ворсового слоя подбирают таким образом, чтобы температурный перепал от наружной поверхности его до клеевого подслоя обеспечивал снижение температуры на клеевом подслое до температуры не более 150 С для эпоксидных клеев и 250 С длятермостойких, .например кремнийорганических клеевых композиций.Для рабочих температур газового потока свыше 800 С толщина ворсового слоя973397 Сравнительные свойства труб, восстановленных сог ласно данному и известным техническим решениямСравниваемые показатели Значения показателей новых и восстановленных труб(аналог) По зак. ФРГг 1 12 2721696 (прототип) Новых По предлагаемомуспособу ремонта Коэф. теплопроводности,ккал 0,35-0,48 0,35-0,48 0,3-0,5 о,1-о,г и, ч. гр. Скорость уноса (термоэрозии) материала вструе газогенератора(1500 С, 700 м/с) 0,6-0,8 0,6-0,8 г,о-з,о со,05 Горючесть на воздухе горит горит горит не горит Количество огневыхсеансов эксплуатациипосле ремонта Плотность восстановленного участка трубы, г/смз 1, 75-1,85 1,6-1,8 1,75- 1.82 1 3-1,5 Коэф. температурного расширения, х 10 1/С 4,6-6,4,9 -6,1 О,ОО;О Модуль упругости прирастяжении, кг/мм 1800-2 100 1200 - 1500 г 1 оо 0,0- 1500 Наличие остаточныхнапряжений в слоеВремя подготовки трубык восстановлению, час/мз есть есть нет 0,1 - 0,5 2,8-4,2 0,1-0,5 Время подготовительныхработ (приготовление пасты, связукщего, раскройстеклоткани и др.), ч/мз 1,О - 1,5 о,5-0,8 о,1-о,5 Время восстановления материала (формирование),ч/мз(0,1 - 0,2)х 4 слоя (0,1-0,2) х 16 сл. (0,1-0,2)х сл. для длительной работы в течение нескольких часов и для многоразового использования без дополнительного ремонта должна быть не менее 10 - 15 мм. Для температур газового потока ниже 800 оС (500 - 600 С) при длительной работе (более 8 ч) . Толщина ворсового слоя должна быть не менее 5 мм, а при работе до 30 мин - от 1,5 до 3 мм.Данный способ позволяет значительно повысить качество ремонта путем повышения теплоизоляционных - на 800/о - и термоэрозионных - в 1 О - 12 раз свойств; исключения горючести из-за отсутствия связующего в объемной стеклоткани; увеличения эксплуатационного ресурса ) чем в 6 раз; повышения прочности и качества скрепления восстановленного участка с основной стенкой трубы, вызванного снижением усадочных напряжений при отверждении клея и эксплуатационных напряжений сдвига и отслоения в пограничном слое; снижения вероятности отслоения восстановленного слоя материала в момент термического (термомеханического) удара при эксплуатации), снизить трудоемкость (за счет отсутствия ряда оперций: механической выборки (вырезания) материала стенки, пропитки стеклоткани или пакета стеклотканей, приготовления и нанесения пасто- образной смеси на место ремонта, а также планировки (придание требуемой геометрии) поверхности пастообразному слою, механической зачистки кромок и поверхности восстановленного участка стенки, проверки качества восстановленного участка и определения его характеристик; а также сокращения времени проведения ряда оперций; нанесения заплаты на восстанавливаемую поверхность - в 4 раза по сравнению с аналогом и в 16 раз по сравнению с прототипом, отверждения клея - в 2 раза по сравнению с аналогом и на 300/о по сравнению с прототипом; раскроя - в 16 раз) и стои мость ремонта в 60 раз по сравнению спрототипом и в 120 раз по сравнению с аналогом (за счет снижения трудоемкости, возможности ремонта труб на позиции, улучшения качества ремонта).Внедрение данного способа в промышгонленность даст народному хозяиству экономический эффект, полученный за счет многократного использования дорогостоящих труб- оболочек из композиционных материалов, в размере 5 млн. рублей (в серийном производстве).973397 Продолжение таблицы Значения показателей новых и восстановленных труб Сравниваемые показателиремонта эак. ФРГз 1 2721696 рототип) вПо пат, США1 41653 с 7(и Новых 24 ж 2 18 24 Время отверждения, час. Время пропитки стеклоткани, ч 1 Х 1 сл. сях 16 сл. Время механической доработки 1 и 1 тм, ты 2 Время контрольно-сдаточных испытаний Йчз= тч Расход композиции Кна ремонт трубы, кг 120 6,0 450 25 Расход стеклоткани, п. м. Стоимость Кна ремонт одной трубы, руб 5 руб х 120-600 5,0 х 36=170 5 Ох 630 Стоимость стеклоткани на одну трубу, руб2,85 р "25=72 2,85 х 450=1280 4,5 рх 25"113 Затраты на ремонт одной трубы, руб. (по израсходованным материалам) 672 1450 143 Стоимость материалов в пересчете на один сеанс повторного использования без дополнительного ремонта, т. е. затраты в эквивалентном исчислении руб. /сеанс 143: 25-6 рб,1450 : 4 = 362 руб,672 : 1 = 672 руб,Приме чание:1. При ремонте по пат. США 1 Г 4165397 используют: стеклоткань марки КТ-ТО и клеевую композицию холодногоотверждения К, наполненную (50 по объему) для повыюения вязкости и термоэрозионной стойкости мелкорубленным креннеэемным стекловолокном,2. При ремонте по заявке ФРГ " 272 1696 используют: стеклоткань КТ-ТО и жидкое свяэукицее холодного отверждения марки К. Формула изобретения Составитель О. Серовская Редактор Н. Воловик Техред И. Верес Корректор Г. Решетиик Заказ 8120/18 Тираж 475 Подп исное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 фижавиал ПГ 1 П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 41. Способ восстановления стеклопластиковых труб-оболочек, включающий операции удаления поврежденных участков, наложение стеклотка ни и присоединение ее к ремонтируемой прогоревшей стенке, отличающийся тем, что, с целью повышения качества ремонта прогоревшего тепло- нагруженного слоя для многоразового использования трубы-оболочки, снижения тру доемкости и стоимости ремонтных работ, на прогоревший участок наносят термореактивный клей с последующим наложением слоя объемной стеклоткани, образующей в результате присоединения ворсовой покров. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что на прогоревший участок наносят термореактивный клей холодного отверждения.3. Способ по и, 1, отличающийся тем,что на прогоревший участок накладываютслой объемной стеклоткани, предварительно приклеенной клеем горячего отверждения к гибкой стеклопластиковой подложке,и прикрепляют его с помощью винтов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США416397,кл. В 32 В 35/00, опублик. 1979.2. Заявка ФРГ2721696,кл. В 32 В 35/00, опублик, 1979 (прототип).