RU2815201C1 - Method of repairing large-size cellular non-tight structures from composite materials - Google Patents
Method of repairing large-size cellular non-tight structures from composite materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815201C1 RU2815201C1 RU2023123727A RU2023123727A RU2815201C1 RU 2815201 C1 RU2815201 C1 RU 2815201C1 RU 2023123727 A RU2023123727 A RU 2023123727A RU 2023123727 A RU2023123727 A RU 2023123727A RU 2815201 C1 RU2815201 C1 RU 2815201C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bag
- air
- repair
- power elements
- composite materials
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 11
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 7
- 239000003292 glue Substances 0.000 abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229920006335 epoxy glue Polymers 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к способу ремонта преимущественно крупногабаритных конструкций с сотовым заполнителем из полимерных композиционных материалов с повреждениями, негерметичность которых не позволяет использовать вакуумный мешок для установки заплат, компенсирующих потерю прочности, например, панелей воздушных и морских судов, демонтированных с изделия.The invention relates to a method for repairing predominantly large-sized structures with a honeycomb core made of polymer composite materials with damage, the leakage of which does not allow the use of a vacuum bag to install patches that compensate for the loss of strength, for example, panels of aircraft and ships dismantled from the product.
Известен клеевой способ ремонта повреждений агрегатов из полимерных материалов с использованием вакуумного давления (STRUCTUREREPAIRMANUAL, CHAPTER 51, BOEING-787, AIRBUSA-330), заключающийся в том, что на ремонтируемой поверхности агрегата устанавливается технологический пакет (вакуумный мешок), из-под которого через дренажную трубку, при помощи вакуумного насоса удаляется воздух, и приклеивание компенсирующей заплаты обеспечивается за счет разницы между атмосферным давлением вне технологического пакета и созданным разрежением под технологическим пакетом. There is a known adhesive method for repairing damage to units made of polymer materials using vacuum pressure (STRUCTUREREPAIRMANUAL, CHAPTER 51, BOEING-787, AIRBUSA-330) , which consists in installing a technological package (vacuum bag) on the repaired surface of the unit, from under which drainage tube, air is removed using a vacuum pump, and the adhesion of the compensating patch is ensured by the difference between the atmospheric pressure outside the technological package and the vacuum created under the technological package.
При негерметичности зоны ремонта крупногабаритной конструкции, особенно в том случае, если негерметичность не может быть устранена вследствие невозможности ее обнаружения из-за малых размеров течи, нарушения герметичности конструкции или ее конструктивных особенностей, указанный способ ремонта нельзя применить ввиду невозможности обеспечения вакуумного давления.If there is a leak in the repair area of a large-sized structure, especially if the leak cannot be eliminated due to the impossibility of detecting it due to the small size of the leak, a violation of the tightness of the structure or its design features, this repair method cannot be applied due to the impossibility of providing vacuum pressure.
Известен «Способ ремонта длинномерных повреждений негерметичных крупногабаритных конструкций из композиционных материалов» (патент RU2756744C1, МПК В29С, опубл. 05.10.2021 г.) с использованием специального приспособления, оснащенного воздушным мешком и набором вакуумных присосок для удержания приспособления на поверхности ремонтируемой конструкции. The known “Method for repairing long-length damage to leaky large-sized structures made of composite materials” (patent RU2756744C1, MPK V29S, published 10/05/2021) using a special device equipped with an air bag and a set of vacuum suction cups to hold the device on the surface of the structure being repaired.
Недостатком указанного способа ремонта является необходимость наличия большого участка поверхности ремонтируемой конструкции для размещения специального приспособления, на котором не должно быть неровностей, крепежных швов и т.п. Кроме того, при случайной разгерметизации хотя бы одной из вакуумных присосок всё приспособление мгновенно отделяется от зоны ремонта за счет наддува воздушного мешка.The disadvantage of this repair method is the need for a large area of the surface of the structure being repaired to accommodate a special device, which should not have any irregularities, fastening seams, etc. In addition, if at least one of the vacuum suction cups accidentally depressurizes, the entire device is instantly separated from the repair area due to the pressurization of the air bag.
В качестве прототипа предлагаемого изобретения взято приспособление, предлагаемое в качестве прижима в патенте RU2756744С1, МПК В29С, опубл. 05.10.2021 г. Недостатком этого приспособления является недостаточная надежность его фиксации на поверхности ремонтируемого изделия и необходимость значительной площади свободной поверхности для его установки (не менее 1 м2). Предлагаемое изобретение устраняет недостатки прототипа.As a prototype of the proposed invention, we took the device proposed as a clamp in the patent RU2756744C1, IPC B29C, publ. 10/05/2021 The disadvantage of this device is the insufficient reliability of its fixation on the surface of the product being repaired and the need for a significant free surface area for its installation (at least 1 m2 ). The proposed invention eliminates the disadvantages of the prototype.
Задачей заявленного изобретения является использование избыточного давления при приклеивании (формовании) в зоне ремонта компенсирующей заплаты, имеющей максимально возможную механическую прочность и аэродинамически чистую поверхность.The objective of the claimed invention is to use excess pressure during gluing (molding) in the repair zone of a compensating patch that has the highest possible mechanical strength and an aerodynamically clean surface.
Целью заявленного изобретения является осуществление в условиях эксплуатации самолета способа ремонта, имитирующего прессовую или автоклавную технологию склеивания, позволяющую использовать максимально допустимое избыточное давление и, соответственно, обеспечить максимальную эффективность приклеивания заплат в зоне ремонта.The purpose of the claimed invention is to implement, under aircraft operating conditions, a repair method that imitates press or autoclave gluing technology, allowing the use of the maximum permissible excess pressure and, accordingly, ensuring maximum efficiency of gluing patches in the repair area.
Для решения указанной задачи предлагается фиксировать воздушный мешок приспособления при помощи набора силовых элементов (металлических швеллеров или квадратных труб) и технологических шпилек, пропускаемых через специально просверленные отверстия в ремонтируемой конструкции. По окончании ремонта в отверстиях, просверленных для технологических шпилек, формируются клеевые вставки, обеспечивающие восстановление прочности агрегата в зоне отверстий.To solve this problem, it is proposed to fix the air bag of the device using a set of power elements (metal channels or square pipes) and technological pins passed through specially drilled holes in the structure being repaired. Upon completion of the repair, adhesive inserts are formed in the holes drilled for the technological studs, ensuring restoration of the strength of the unit in the area of the holes.
Технический результат состоит в повышении надежности фиксации приспособления для создания избыточного давления и уменьшении требуемой площади для его установки.The technical result consists in increasing the reliability of fixation of the device for creating excess pressure and reducing the required area for its installation.
Технический результат достигается тем, что в известном способе ремонта крупногабаритных сотовых негерметичных конструкций из композиционных материалов клеевыми заплатами с использованием приспособлений, обеспечивающих избыточное давление в зоне ремонта, согласно заявляемому изобретению в зоне ремонта со стороны установленной клеевой заплаты устанавливают оснастку, включающую набор силовых элементов и воздушный мешок со сжатым воздухом, размещенный в металлическом коробе, а в зоне ремонта с противоположной стороны устанавливают набор силовых элементов и металлический короб с мешком для противодавления, в ремонтируемой конструкции просверливают отверстия, в которых размещают технологические шпильки и закрепляют силовые элементы, после этого в воздушный мешок через пневмотрубку с манометром и воздушным редуктором подают воздух, создавая избыточное давление в зоне ремонта по окончании цикла отверждения клея, оснастку удаляют, при этом в отверстиях для технологических шпилек формуются клеевые вставки.The technical result is achieved by the fact that in the known method of repairing large cellular leaky structures made of composite materials with adhesive patches using devices that provide excess pressure in the repair zone, according to the claimed invention, in the repair zone from the side of the installed adhesive patch, equipment is installed, including a set of power elements and an air a bag with compressed air placed in a metal box, and in the repair area, on the opposite side, a set of power elements and a metal box with a bag for back pressure are installed, holes are drilled in the structure being repaired, in which technological pins are placed and the power elements are secured, then into the air bag Air is supplied through a pneumatic tube with a pressure gauge and an air reducer, creating excess pressure in the repair area at the end of the adhesive curing cycle, the equipment is removed, and adhesive inserts are formed in the holes for the technological pins.
Силовые элементы могут быть выполнены в виде металлических швеллеров или квадратных труб.Power elements can be made in the form of metal channels or square pipes.
Мешок для противодавления может быть заполнен сжатым воздухом или песком.The backpressure bag can be filled with compressed air or sand.
Максимальная механическая прочность и аэродинамически чистая поверхность зоны ремонта достигается за счет того, что в заявляемом способе ремонта крупногабаритных сотовых негерметичных конструкций из композиционных материалов, негерметичность которых не позволяет использовать вакуумный мешок для установки компенсирующих заплат, при ремонте повреждений используется упрощенная оснастка, имеющая в конструкции воздушный мешок со сжатым воздухом, размещенный в металлическом коробе, обеспечивающий избыточное давление в зоне ремонта, который фиксируется на ремонтируемом агрегате с помощью силовых элементов и технологических шпилек, проходящих через специально просверленные отверстия в ремонтируемом агрегате, в которых по окончании ремонтных работ формуются клеевые вставки, обеспечивающие дополнительное подкрепление конструкции вблизи зоны ремонта.Maximum mechanical strength and an aerodynamically clean surface of the repair zone are achieved due to the fact that in the inventive method for repairing large-sized cellular leaky structures made of composite materials, the leakage of which does not allow the use of a vacuum bag for installing compensating patches, when repairing damage, simplified equipment is used, which has an air element in the design a bag of compressed air placed in a metal box, providing excess pressure in the repair area, which is fixed on the unit being repaired using power elements and technological pins passing through specially drilled holes in the unit being repaired, in which, upon completion of the repair work, adhesive inserts are formed that provide additional reinforcement of the structure near the repair area.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:
На фиг. 1 показана схема установки в зоне ремонта элементов оснастки, обеспечивающей технологическое давление;In fig. 1 shows a diagram of the installation in the repair area of equipment elements that provide process pressure;
На фиг. 2 показана схема - вид отремонтированной зоны после выполнения работ.In fig. Figure 2 shows a diagram showing the view of the repaired area after the work has been completed.
Способ заключается в следующем.The method is as follows.
На ремонтируемой конструкции 1 в зоне ремонта поверх обшивки выполняют сборку слоев заплаты и компонентов технологического пакета, поверх которых укладывают разделительную пленку и алюминиевый лист 2, по краям которого на расстоянии, определяемом размерами силовых элементов (швеллеров или квадратных труб) 3, с двух противоположных сторон от технологического пакета выполняются сквозные отверстия 4, в которые вставляют технологические шпильки 5, на которых с помощью стопорных гаек 6 со стороны ремонтируемой обшивки фиксируют металлический короб 7 и силовые элементы 3. В коробе 7 размещен воздушный мешок 8, в который подается избыточное давление. С противоположной стороны ремонтируемой конструкции 1 фиксируют стопорными гайками 6 металлический короб 9 с мешком для противодавления 10 и набор силовых элементов (аналог поз.3), обеспечивающих противодавление. После чего к воздушному мешку 8 подключают пневмотрубку 11 с манометром 12 и воздушным редуктором 13, которые подключаются к шлангу пневмосети 14 и включается подача воздуха в воздушный мешок 8 через воздушный редуктор 13; по окончании цикла отверждения клея в зоне ремонта в отверстиях для технологических шпилек выполняются вставки 16 из смеси эпоксидного клея и рубленого стекловолокна, обеспечивающие надежное соединение обшивок и сотового заполнителя и устойчивость этой зоны к ударным нагрузкам. On the repaired structure 1 in the repair area, on top of the casing, layers of the patch and components of the technological package are assembled, on top of which a separating film and an aluminum sheet 2 are laid, along the edges of which at a distance determined by the dimensions of the power elements (channels or square pipes) 3, on two opposite sides From the technological package, through holes 4 are made, into which technological pins 5 are inserted, onto which, using lock nuts 6 from the side of the casing being repaired, the metal box 7 and power elements 3 are fixed. In the box 7 there is an air bag 8 , into which excess pressure is supplied. On the opposite side of the structure 1 being repaired, a metal box 9 with a bag for backpressure 10 and a set of power elements (analogous to item 3) providing backpressure are fixed with locking nuts 6. After that, a pneumatic tube 11 with a pressure gauge 12 and an air reducer 13 are connected to the air bag 8 , which are connected to the pneumatic network hose 14 and the air supply to the air bag 8 is turned on through the air reducer 13 ; at the end of the glue curing cycle in the repair zone, inserts 16 are made from a mixture of epoxy glue and chopped fiberglass in the holes for the technological pins, ensuring a reliable connection of the skins and honeycomb core and the resistance of this zone to impact loads.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2815201C1 true RU2815201C1 (en) | 2024-03-12 |
Family
ID=
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3814645A (en) * | 1972-05-09 | 1974-06-04 | Nasa | Method of repairing discontinuity in fiberglass structures |
| DE3726991A1 (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-23 | Stahlgruber Gruber & Co Otto | REPAIR PATCHES FOR RUBBER AND PLASTIC ITEMS |
| RU2176954C1 (en) * | 2000-03-21 | 2001-12-20 | Виленц Виктор Семенович | Device for repair of items of polymeric materials |
| RU2181083C2 (en) * | 2000-06-26 | 2002-04-10 | Виленц Виктор Семенович | Method for repairing thin-wall structures |
| RU56265U1 (en) * | 2006-04-12 | 2006-09-10 | Андрей Вадимович Зотов | PORTABLE DEVICE FOR REPAIR OF POLYMERIC PRODUCTS |
| US10302524B2 (en) * | 2013-12-26 | 2019-05-28 | The Boeing Company | Detection and assessment of damage to composite structure |
| RU2723868C1 (en) * | 2019-07-30 | 2020-06-17 | Виктор Семенович Виленц | Method of repairing articles from polymer composite materials with one-side access to repair area |
| RU2754706C1 (en) * | 2020-10-07 | 2021-09-06 | Виктор Семенович Виленц | Method for adhesive repair of aerodynamic surfaces of aerial vehicles |
| RU2756744C1 (en) * | 2021-03-30 | 2021-10-05 | Виктор Семенович Виленц | Method for repairing long-dimensional damages of large-sized structures from composite materials |
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3814645A (en) * | 1972-05-09 | 1974-06-04 | Nasa | Method of repairing discontinuity in fiberglass structures |
| DE3726991A1 (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-23 | Stahlgruber Gruber & Co Otto | REPAIR PATCHES FOR RUBBER AND PLASTIC ITEMS |
| RU2176954C1 (en) * | 2000-03-21 | 2001-12-20 | Виленц Виктор Семенович | Device for repair of items of polymeric materials |
| RU2181083C2 (en) * | 2000-06-26 | 2002-04-10 | Виленц Виктор Семенович | Method for repairing thin-wall structures |
| RU56265U1 (en) * | 2006-04-12 | 2006-09-10 | Андрей Вадимович Зотов | PORTABLE DEVICE FOR REPAIR OF POLYMERIC PRODUCTS |
| US10302524B2 (en) * | 2013-12-26 | 2019-05-28 | The Boeing Company | Detection and assessment of damage to composite structure |
| RU2723868C1 (en) * | 2019-07-30 | 2020-06-17 | Виктор Семенович Виленц | Method of repairing articles from polymer composite materials with one-side access to repair area |
| RU2754706C1 (en) * | 2020-10-07 | 2021-09-06 | Виктор Семенович Виленц | Method for adhesive repair of aerodynamic surfaces of aerial vehicles |
| RU2756744C1 (en) * | 2021-03-30 | 2021-10-05 | Виктор Семенович Виленц | Method for repairing long-dimensional damages of large-sized structures from composite materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10040256B2 (en) | Non-vented bladder system for curing composite parts | |
| US8333864B2 (en) | Compaction of prepreg plies on composite laminate structures | |
| CA2950056C (en) | Repair of pipes | |
| EP0403133A2 (en) | A tubular member having a liner and a method of lining a tubular member | |
| US10197209B2 (en) | High-strength, watertight pipe lining | |
| US20100078118A1 (en) | Repair and strengthening of small diameter pipes with frp laminates | |
| JP7075343B2 (en) | Adhesion structure and bonding method of FRP material to the structure | |
| RU2815201C1 (en) | Method of repairing large-size cellular non-tight structures from composite materials | |
| US10239300B2 (en) | Sandwich panel disbond repair | |
| RU2433936C2 (en) | Method to reinforce existing metal structure, method to reinforce pipes and method to attach branches to pipelines | |
| US5728258A (en) | Portable non-gravitational positive pressure generator and method of use | |
| JP6594674B2 (en) | Air bag system for curing composite parts | |
| KR200417316Y1 (en) | transparent panel using epoxy resin and glass fiber for concrete repair and reinforce | |
| KR100734553B1 (en) | transparent panel using epoxy resin and glass fiber for concrete repair and reinforce and the manufacture method of this and concrete repair and reinforce construction method this | |
| CN211502035U (en) | Novel urban gas pipeline plugging and rush-repairing clamp | |
| CN202057458U (en) | Verifying device for tightness and intensity of ship tail shaft cooling water cabin | |
| CN109237194B (en) | Temporary pipeline plugging device and temporary pipeline plugging method | |
| RU2756744C1 (en) | Method for repairing long-dimensional damages of large-sized structures from composite materials | |
| JP4719303B1 (en) | Pipe repair method | |
| RU145538U1 (en) | STRENGTHENING SHEET COATING FOR PIPELINE REPAIR | |
| RU2796417C2 (en) | Method for pipeline restoring using liner | |
| WO2018042205A1 (en) | Tubular structure repair | |
| CN210259511U (en) | Transportation fixing device of module heat preservation pipeline | |
| US20230304624A1 (en) | Multi-sectional composite clamps | |
| ZA200301430B (en) | Method of reinforcing an existing metal structure, method of reinforcing pipes and method of addition or spur lines to pipelines. |