RU2769800C1

RU2769800C1 - Method for eliminating leaks through crack-like defects of thick-walled metal structures

Info

Publication number: RU2769800C1
Application number: RU2021119871A
Authority: RU
Inventors: Валентин Валентинович Лебедев; Александр Игоревич Чмыхало; Сергей Николаевич Соловов; Михаил Васильевич Мукомела
Priority date: 2021-07-07
Filing date: 2021-07-07
Publication date: 2022-04-06

Abstract

FIELD: construction industry.SUBSTANCE: invention relates to the field of repair of metal structures and can be used to eliminate leaks through crack-like defects of thick-walled metal structures. A non-removable clamping device consisting of bolts, traverse and brackets is used, while using bolts on both sides of the crack, brackets are installed that attract each other to create compressive stresses in the structure that prevent the crack from spreading, and the plaster or rubber gasket is pressed using the said pressure plate and bolts screwed into the traverse, which rests against the protrusions of the brackets, by gradually creating a force in the said pressure device until the water supply stops from under the said plaster or rubber gasket.EFFECT: invention makes it possible to carry out repairs with one-way access, as well as if it is impossible to carry it out using spark formation and open fire.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области ремонта металлоконструкций и может быть использовано для устранения течей через трещиноподобные дефекты толстостенных металлоконструкций, в том числе при одностороннем доступе, в том числе при невозможности проведения ремонта с использованием искрообразования и открытого огня.The invention relates to the field of repair of metal structures and can be used to eliminate leaks through crack-like defects of thick-walled metal structures, including with one-sided access, including when it is impossible to carry out repairs using sparking and open fire.

Известен способ герметизации трещиноподобных дефектов путем использования различных герметизирующих композиций, который заключается в том, что дефектный участок очищают, зачищают до металлического блеска, обезжиривают и наносят на него подготовленную герметизирующую композицию, например, мастику 51-Г-18 [1, с. 10-13].A known method for sealing crack-like defects by using various sealing compositions, which consists in the fact that the defective area is cleaned, cleaned to a metallic sheen, degreased and a prepared sealing composition is applied to it, for example, mastic 51-G-18 [1, p. 10-13].

Существенным недостатком этого способа является то, что его можно использовать только тогда, когда в момент проведения ремонтных работ истекание жидкости или газа через негерметичность не происходит. Кроме того, при данном способе герметизации во время дальнейшей эксплуатации возможно распространение трещины под действием рабочих нагрузок или остаточных напряжений и, как следствие, возобновление течи.A significant disadvantage of this method is that it can be used only when no liquid or gas leaks through the leak at the time of repair work. In addition, with this method of sealing, during further operation, crack propagation under the action of work loads or residual stresses is possible and, as a result, the leakage is renewed.

Известен способ герметизации трещиноподобных дефектов путем наклейки пластырей, который заключается в том, что дефектный участок очищают, зачищают до металлического блеска, обезжиривают и наносят на него подготовленную герметизирующую композицию, например, мастику 51-Г-18, затем накладывают пластырь, состоящий из нескольких слоев стеклоткани с тщательным промазыванием каждого слоя герметизирующей композицией, и прижимают его специальным прижимным устройством, обеспечивающим вытеснение поступающей влаги из под пластыря и, тем самым, качественное клеевое соединение [1, с. 13-15].A known method for sealing crack-like defects by sticking patches, which consists in the fact that the defective area is cleaned, cleaned to a metallic sheen, degreased and a prepared sealing composition is applied to it, for example, mastic 51-G-18, then a patch consisting of several layers is applied fiberglass with careful coating of each layer with a sealing composition, and press it with a special clamping device, which ensures the displacement of incoming moisture from under the patch and, thereby, a high-quality adhesive connection [1, p. 13-15].

Существенным недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает предотвращение дальнейшего распространения трещины под действием рабочих нагрузок или остаточных напряжений и, как следствие, возобновления течи. Кроме того, под действием различных внешних факторов, например, вибрационных нагрузок или перепадов температур, пластырь может просто отклеиться.A significant disadvantage of this method is that it does not prevent further crack propagation under the action of workloads or residual stresses and, as a result, the resumption of the leak. In addition, under the influence of various external factors, such as vibration loads or temperature changes, the patch can simply peel off.

Наиболее близким технически решением является устранение течей наложением на дефектные участки прижимных металлических пластин-накладок на болтах с прокладкой из резины [1, с. 18-19], который заключается в том, что изготавливают металлические накладки, в соответствии с размером трещины, с отверстиями под болты и резиновые прокладки с отверстиями, совпадающими с отверстиями прижимной пластины, очищают, зачищают до металлического блеска и выравнивают поверхность изделия в зоне установки пластины, размечают и просверливают несквозные отверстия под болты, нарезают резьбу, покрывают поверхность водонепроницаемым герметиком, например силиконовым, накладывают резину, металлическую накладку, устанавливают и равномерно затягивают болты для обеспечения плотного прижима.The closest technical solution is to eliminate leaks by imposing on defective areas of pressure metal plates-pads on bolts with a rubber gasket [1, p. 18-19], which consists in the fact that metal plates are made, in accordance with the size of the crack, with holes for bolts and rubber gaskets with holes coinciding with the holes of the pressure plate, cleaned, cleaned to a metallic sheen and leveled the surface of the product in the installation area plates, mark and drill blind holes for the bolts, cut the threads, cover the surface with a waterproof sealant, such as silicone, apply rubber, a metal lining, install and evenly tighten the bolts to ensure tight clamping.

Существенным недостатком этого способа является то, что он, также, как и предыдущий, не обеспечивает предотвращения дальнейшего распространения трещины под действием рабочих нагрузок или остаточных напряжений и, как следствие, может привести к возобновлению течи.A significant disadvantage of this method is that, like the previous one, it does not prevent further crack propagation under the action of workloads or residual stresses and, as a result, can lead to the resumption of the leak.

Сущность изобретения заключается в том, что для предотвращения дальнейшего распространения трещины в конструкции создают механические напряжения, стягивающие берега трещины и, тем самым, уменьшающие растягивающие напряжения в вершине трещины. После этого производят герметизацию трещины с помощью прижима резинового уплотнителя или наклейки пластыря с использованием несъемного прижима.The essence of the invention lies in the fact that in order to prevent further crack propagation in the structure, mechanical stresses are created that tighten the crack edges and, thereby, reduce tensile stresses at the crack tip. After that, the crack is sealed by pressing a rubber seal or sticking a patch using a non-removable clamp.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 (вид сбоку) и фиг. 2 (вид сверху) представлен дефектный участок толстостенной металлоконструкции 1 с трещиной 2. Для создания напряжений, стягивающих берега трещины, вдоль трещины сверлят отверстия 3, нарезают в них резьбу и с помощью болтов 4 крепят кронштейны 5. Затем, с помощью болтов 6 создают сжимающие напряжения, величина которых может регулироваться степенью затяжки болтов. На место дефекта накладывают пропитанный клеем пластырь 7 (или резиновую прокладку) и прижимают его с помощью прижимной пластины 8 и болтов 9, завинчиваемых в траверсу 10.The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 (side view) and FIG. 2 (top view) shows a defective section of a thick-walled metal structure 1 with a crack 2. To create stresses that tighten the sides of the crack, holes 3 are drilled along the crack, threads are cut in them, and brackets 5 are fastened with bolts 4. Then, with the help of bolts 6, compressive stresses, the magnitude of which can be adjusted by the degree of tightening of the bolts. A patch 7 impregnated with glue (or a rubber gasket) is applied to the defect site and pressed with the help of a pressure plate 8 and bolts 9 screwed into the traverse 10.

Сравнительный анализ показал, что заявляемое изобретение отличается от прототипа использованием следующих существенных признаков: для предотвращения распространения трещины и, следовательно, предотвращения возобновления течи, создают механические напряжения, стягивающие берега трещины и уменьшающие напряжения растяжения в вершине трещины.A comparative analysis showed that the claimed invention differs from the prototype in the use of the following essential features: to prevent crack propagation and, therefore, prevent the resumption of leakage, mechanical stresses are created that tighten the crack edges and reduce tensile stresses at the crack tip.

Технический результат, на достижение которого направленно заявленное изобретение, заключается в устранении течи через трещиноподобные дефекты и предотвращении повторного возникновения течи вследствие распространения трещины.The technical result to be achieved by the claimed invention is to eliminate leakage through crack-like defects and prevent recurrence of leakage due to crack propagation.

Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом.The proposed method can be implemented as follows.

Поверхность металла вокруг дефекта очищают от загрязнений (окалины, ржавчины, консервирующей смазки и др.), удаляют краску и грунтовку с герметизируемого участка поверхности. С помощью абразивных материалов выравнивают поверхность дефектного участка, обеспечив отсутствие выступов более 0,5 мм по всей покрываемой поверхности. Оставшиеся неровности выравнивают с помощью шпаклевочной мастики. С обеих сторон трещины высверливают ряд несквозных отверстий и нарезают в них резьбу. Количество и размеры отверстий выбирают исходя из размеров трещиноподобного дефекта и необходимого уровня сжимающих напряжений. Используя полученные отверстия, к конструкции болтами крепят специальные кронштейны, как это показано на фиг.1. Кронштейны стягивают между собой болтами 6 (фиг. 1) до достижения необходимого уровня сжимающих напряжений, предотвращающего дальнейшее развитие трещины. Поверхность металла вокруг дефекта протирают ветошью, смоченной растворителем (уайт-спиритом или ацетоном) для удаления частиц грунта, краски, грязи и обезжиривания поверхности металла, выжидают 5-10 минут для испарения растворителя. На зачищенный участок поверхности металла, посредине которого находится дефект, кистью или шпателем нанося ровный сплошной слой гидроизолирующей мастики толщиной 0,3-0,4 мм. Затем на этот участок накладывают пластырь из 2-3 слоев стеклоткани, пропитанных гидроизолирующей мастикой и плотно прижимают с помощью специальной прижимной пластины 8 и болтов 9, ввинчиваемых в траверсу 10, упирающуюся в выступы кронштейнов 5 (фиг. 1). При наклейке пластыря на напорную течь воды, усилие в прижимном устройстве создают постепенно, без рывков, до тех пор, пока не прекратится поступление воды из-под пластыря.The metal surface around the defect is cleaned of contaminants (scale, rust, preservative lubricant, etc.), paint and primer are removed from the sealed surface area. Using abrasive materials, the surface of the defective area is leveled, ensuring that there are no protrusions of more than 0.5 mm over the entire surface to be coated. The remaining irregularities are leveled with putty mastic. On both sides of the crack, a series of blind holes are drilled and threaded into them. The number and size of the holes are selected based on the size of the crack-like defect and the required level of compressive stresses. Using the holes obtained, special brackets are bolted to the structure, as shown in Fig.1. The brackets are pulled together by bolts 6 (Fig. 1) until the required level of compressive stresses is reached, which prevents further development of the crack. The metal surface around the defect is wiped with a rag moistened with a solvent (white spirit or acetone) to remove soil particles, paint, dirt and degrease the metal surface, wait 5-10 minutes for the solvent to evaporate. On the cleaned area of the metal surface, in the middle of which there is a defect, with a brush or spatula, applying an even continuous layer of waterproofing mastic 0.3-0.4 mm thick. Then a patch of 2-3 layers of fiberglass impregnated with waterproofing mastic is applied to this area and pressed tightly with a special pressure plate 8 and bolts 9 screwed into the traverse 10, which abuts against the protrusions of the brackets 5 (Fig. 1). When sticking a patch on a pressure water leak, the force in the clamping device is created gradually, without jerks, until the flow of water from under the patch stops.

Использование предлагаемого способа позволит обеспечить одновременно с устранением течи предотвращение дальнейшего развития трещиноподобного дефекта и, тем самым, предотвратить повторное появление течи.The use of the proposed method will ensure, simultaneously with the elimination of the leak, the prevention of further development of a crack-like defect and, thereby, prevent the recurrence of the leak.

Практическое применение способа позволит сократить трудоемкость и время ремонтных работ на объекте за счет исключения операций изготовления и подгонки громоздкого прижимного устройства, а также времени ожидания отверждения (так как прижимное устройство несъемное) при одновременном повышении качества ремонта за счет предотвращения возобновления течи вследствие развития трещины.The practical application of the method will reduce the complexity and time of repair work at the facility by eliminating the manufacturing and fitting of a bulky clamping device, as well as the waiting time for curing (since the clamping device is non-removable) while improving the quality of repair by preventing the resumption of leaks due to crack development.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:INFORMATION SOURCES:

1. Агрегаты 13М28М, 13М17ПМ, 13М17ММ. Указания о порядке обнаружения и устранения течей воды 13М-УТ-18. - М: ЦНИИПСК им. Мельникова, 2018. - 33 с.1. Units 13M28M, 13M17PM, 13M17MM. Instructions on the procedure for detecting and eliminating water leaks 13M-UT-18. - M: TsNIIPSK im. Melnikova, 2018. - 33 p.

Claims

A method for eliminating leaks through crack-like defects in thick-walled metal structures, including manufacturing a metal pressure plate according to the size of the crack, cleaning and polishing to a metallic sheen of the area in the middle of which the crack is located, leveling the surface of the product in the installation area of the said plate, marking and drilling non-through holes for bolts on both sides along the crack, threading, applying a sealing composition to the cleaned area, followed by applying a patch or rubber gasket impregnated with the mentioned composition and pressing tightly against the product, characterized in that a non-removable clamping device is used, consisting of bolts, a traverse and brackets, while using bolts brackets are installed on both sides of the crack, which attract each other to create compressive stresses in the structure that prevent the crack from propagating, and press the said patch or rubber gasket with the help of ew of the said pressure plate and bolts screwed into the traverse, which rests against the protrusions of the brackets, by gradually creating a force in the said clamping device until the flow of water from under the said patch or rubber gasket stops.