1 Bảo dưỡng vật liệu composite
Chu kỳ bảo dưỡng là các chu kỳ về thời gian, nhiệt độ và áp suất được sử dụng để xử lý các hệ thống nhựa nhiệt rắn hoặc prereg. Việc bảo dưỡng phần sửa chữa cũng quan trọng như việc bảo dưỡng vật liệu bộ phận ban đầu. Không giống như sửa chữa kim loại nơi vật liệu được đúc sẵn, sửa chữa bằng composite yêu cầu kỹ thuật viên chế tạo vật liệu. Điều này bao gồm tất cả các chức năng lưu trữ, xử lý và kiểm soát chất lượng. Chu trình phục hồi để bảo trì máy bay bắt đầu bằng việc lưu trữ vật liệu. Vật liệu được lưu trữ không đúng cách sẽ bắt đầu xử lý trước khi chúng có thể được sử dụng để phục hồi. Tất cả thời gian, nhiệt độ và yêu cầu phải được đáp ứng và ghi lại. Tham khảo Sổ tay sửa chữa kết cấu máy bay để xác định chu trình sửa chữa chính xác cho bộ phận cần sửa chữa.
1.1 Bảo dưỡng ở nhiệt độ phòng
Bảo dưỡng ở nhiệt độ phòng có lợi nhất về mặt tiết kiệm năng lượng và tính di động. Việc sửa chữa lớp phủ ướt{1}}được xử lý bằng nhiệt độ phòng không khôi phục độ bền hoặc độ bền của bộ phận được bảo dưỡng ban đầu ở nhiệt độ 250℉ (121 độ ) hoặc 350℉ (176,67 độ ) và thường được sử dụng để sửa chữa lớp phủ sợi thủy tinh ướt-trên các bộ phận không-quan trọng. Việc sửa chữa được chữa khỏi ở nhiệt độ phòng có thể được tăng tốc bằng cách sưởi ấm. Hiệu suất tối đa đạt được ở 150℉ (65,56 độ). Có thể sử dụng túi chân không để củng cố lớp gỗ và tạo đường dẫn cho không khí và các chất dễ bay hơi thoát ra ngoài.
1.2 Bảo dưỡng ở nhiệt độ cao
Tất cả các prereg đều được xử lý bằng chu trình nhiệt độ cao. Một số sửa chữa lớp ướt sử dụng chu trình bảo dưỡng nâng cao để tăng cường độ sửa chữa và tăng tốc quá trình bảo dưỡng. Lò sấy và máy kết dính nóng sử dụng túi chân không để củng cố lớp gỗ và tạo đường dẫn cho không khí và các chất dễ bay hơi thoát ra ngoài. Nồi hấp sử dụng chân không và áp suất dương để củng cố lớp màng và tạo đường dẫn cho không khí và các chất dễ bay hơi thoát ra ngoài. Hầu hết các máy sưởi đều sử dụng bộ điều khiển máy tính có thể lập trình để chạy chu trình xử lý. Người vận hành có thể chọn từ menu các chu trình xử lý có sẵn hoặc viết chương trình của riêng mình.
Cặp nhiệt điện được đặt gần nơi sửa chữa và chúng cung cấp phản hồi nhiệt độ cho bộ phận sưởi ấm. Nhiệt độ xử lý điển hình cho vật liệu tổng hợp là 250℉ (121 độ) hoặc 350℉ (176,67 độ) Nhiệt độ của một phần lớn được xử lý trong lò nướng hoặc nồi hấp có thể khác với nhiệt độ của lò nướng hoặc nồi hấp trong chu trình xử lý vì chúng hoạt động giống như một bộ tản nhiệt. Nhiệt độ của bộ phận là quan trọng nhất để bảo dưỡng thích hợp, vì vậy cặp nhiệt điện được đặt trên bộ phận để theo dõi và kiểm soát nhiệt độ của bộ phận. Đầu dò nhiệt độ không khí trong lò hoặc nồi hấp được sử dụng để đo nhiệt độ lò hoặc nồi hấp không phải lúc nào cũng là thiết bị đáng tin cậy để xác định nhiệt độ xử lý bộ phận. Nếu bộ phận hoặc dụng cụ hoạt động như một bộ tản nhiệt thì nhiệt độ lò và nhiệt độ bộ phận có thể rất khác nhau.
Chu trình bảo dưỡng ở nhiệt độ cao bao gồm ít nhất ba phần.
-Làm nóng:bộ phận làm nóng nóng lên ở nhiệt độ cài đặt, thường là từ 3℉ (-16,1 độ ) đến 5℉ (-15 độ ) mỗi phút.
-Đang nắm giữ:bộ phận sưởi ấm duy trì nhiệt độ trong một khoảng thời gian xác định trước.
-Làm mát:bộ phận làm nóng nguội đi ở nhiệt độ cài đặt. Nhiệt độ làm mát thường dưới 5 ℉ mỗi phút. Khi bộ phận làm nóng giảm xuống dưới 125℉, bộ phận này có thể được tháo rời. Khi xử lý các bộ phận bằng nồi hấp, hãy nhớ giảm áp suất trong nồi hấp trước khi mở cửa. Như thể hiện trong Hình 53.
Hình 53: Quá trình đóng rắn bằng nồi hấp
Quá trình đóng rắn được thực hiện bằng cách áp dụng nhiệt và áp suất lên tấm gỗ. Khi nhiệt độ tăng lên, nhựa bắt đầu mềm và chảy. Ở nhiệt độ thấp hơn, rất ít phản ứng xảy ra. Bất kỳ chất gây ô nhiễm dễ bay hơi nào, chẳng hạn như không khí hoặc nước, đều được chiết xuất khỏi tấm gỗ bằng chân không trong thời gian này. Tấm gỗ được nén bằng cách tạo áp suất, thường là chân không (áp suất khí quyển); nồi hấp áp dụng áp suất bổ sung, thường là 50-100 psi Khi nhiệt độ đạt đến nhiệt độ xử lý cuối cùng, tốc độ phản ứng tăng lên đáng kể và nhựa bắt đầu đông cứng lại. Việc giữ ở lần xử lý cuối cùng cho phép nhựa kết thúc quá trình xử lý và đạt được các đặc tính cấu trúc mong muốn.
2 Sửa chữa bánh sandwich tổ ong composite
Một tỷ lệ lớn các thành phần hỗn hợp hàng không vũ trụ hiện nay là các cấu trúc bánh sandwich nhẹ dễ bị hư hại. Do kết cấu bánh sandwich là kết cấu được liên kết bằng các tấm mỏng nên hư hỏng đối với kết cấu bánh sandwich thường được sửa chữa bằng cách liên kết.
Sửa chữa cấu trúc tổ ong dạng bánh sandwich sử dụng các kỹ thuật tương tự với các vật liệu tấm phổ biến nhất như sợi thủy tinh, sợi carbon và Kevlar®. Kevlar thường được sửa chữa bằng sợi thủy tinh. Như thể hiện trong Hình 54.
Hình 54: Sửa chữa điển hình cấu trúc bánh sandwich tổ ong
2.1 Phân loại thiệt hại
Việc sửa chữa ngắn hạn-có thể đáp ứng các yêu cầu về độ bền nhưng bị giới hạn bởi thời gian hoặc chu kỳ bay. Khi hết thời gian sửa chữa, việc sửa chữa phải được loại bỏ và thay thế. Việc sửa chữa tạm thời có thể khôi phục lại độ bền cần thiết của bộ phận. Tuy nhiên, việc sửa chữa này sẽ không khôi phục được độ bền cần thiết của linh kiện. Do đó, nó có các khoảng thời gian hoặc phương pháp kiểm tra khác nhau. Sửa chữa vĩnh viễn là sửa chữa nhằm khôi phục độ bền và độ bền cần thiết của bộ phận. Việc sửa chữa có các phương pháp và khoảng thời gian kiểm tra tương tự như thành phần ban đầu.
2.2 Hư hỏng vi mô đối với lõi xếp cấu trúc dạng kẹp (sửa chữa bao bì và bầu)
Sửa chữa đóng gói có thể được sử dụng để sửa chữa những hư hỏng đối với cấu trúc tổ ong dạng bánh sandwich nhỏ hơn 0,5 inch. Vật liệu tổ ong có thể được để nguyên hoặc loại bỏ và đổ đầy hợp chất bầu để phục hồi độ bền. Sửa chữa đóng gói không khôi phục lại toàn bộ sức mạnh của bộ phận.
Hợp chất làm bầu thường là thủy tinh cách nhiệt chứa đầy epoxy, các hạt nhựa phenolic hoặc nhựa, bông, máy trộn hoặc vật liệu khác. Hỗn hợp bầu cũng có thể được sử dụng làm chất độn để sửa chữa các cạnh và tấm da trang trí. Hợp chất bầu cũng được sử dụng trong các tấm tổ ong nhiều lớp như một điểm cứng cho bu lông và ốc vít. Vật liệu tổng hợp trong bầu nặng hơn lõi ban đầu, có thể ảnh hưởng đến sự cân bằng của việc điều khiển chuyến bay. Trọng lượng của việc sửa chữa phải được tính toán và so sánh với trọng lượng điều khiển chuyến bay và giới hạn cân bằng do SRM quy định.
2.3 Hư hỏng một hoặc cả hai mặt bên cần thay thế và sửa chữa
LƯU Ý: Các bước sau đây chỉ mang tính tham khảo và không được coi là có thể áp dụng trực tiếp cho tất cả các phương pháp sửa chữa.
Bước 1: Kiểm tra hư hỏng
Các tấm mỏng có thể được kiểm tra bằng mắt và thử nghiệm gõ để xác định thiệt hại. Các lớp mỏng hơn yêu cầu các phương pháp NDI-chuyên sâu hơn chẳng hạn như kiểm tra siêu âm như trong Hình 55. Kiểm tra xem nước, dầu, nhiên liệu, bụi bẩn hoặc vật chất lạ khác xâm nhập vào khu vực lân cận hư hỏng hay không. Có thể phát hiện nước bằng máy dò tia X, đèn nền hoặc máy dò độ ẩm.
Hình 55: Kỹ thuật Knockout test
Bước 2: Loại bỏ nước khỏi khu vực bị hư hỏng
Nước cần phải được loại bỏ khỏi lõi tổ ong trước khi bộ phận này có thể được sửa chữa. Như trong Hình 56, nếu không loại bỏ nước, nó sẽ sôi trong chu trình xử lý ở nhiệt độ cao và tấm sẽ giãn nở lõi, gây ra nhiều hư hỏng hơn. Nước trong lõi tổ ong cũng có thể đóng băng ở nhiệt độ thấp ở độ cao lớn, có thể khiến các tấm bị bong tróc.
Hình 56: Phương pháp đóng bao chân không để sấy các bộ phận
Bước 3: Loại bỏ thiệt hại
Cắt vùng bị hư hỏng trên bộ phận thành hình nhẵn với các góc tròn hoặc hình tròn hoặc hình bầu dục. Không làm hỏng các lớp, lõi hoặc vật liệu xung quanh không bị hư hại. Nếu lõi cũng bị hư hỏng, hãy cắt lõi theo đường viền giống như vỏ lõi. Như thể hiện trong Hình 57.
Hình 57: Loại bỏ sát thương lõi
Bước 4: Đặt trước khu vực bị hư hỏng
Sử dụng máy chà nhám đĩa mềm hoặc máy chà nhám đệm quay để chà nhám xung quanh chỗ bị hư hỏng đã được làm sạch bằng máy chà nhám đều. Một số nhà sản xuất đưa ra tỷ lệ côn, chẳng hạn như 1:40, trong khi những nhà sản xuất khác chỉ định khoảng cách côn, chẳng hạn như khoảng chồng chéo 1 inch của khoảng cách côn hiện có cho mỗi lớp. Loại bỏ lớp hoàn thiện bên ngoài, bao gồm cả lớp phủ dẫn điện ở khu vực lớn hơn đường viền côn ít nhất 1 inch. Loại bỏ tất cả cát và bụi bằng khí nén khô và máy hút bụi. Làm sạch khu vực bị hư hỏng bằng vải sạch được làm ẩm bằng dung môi được phép. Như thể hiện trong hình 58.
Hình 58: Chà nhám khu vực sửa chữa
Bước 5: Lắp đặt lõi tổ ong (Lớp ướt)
Cắt lõi thay thế bằng dao. Các phích cắm lõi phải cùng loại, cấp và chất lượng như lõi ban đầu. Các tế bào lõi phải được định hướng cùng hướng với tổ ong của vật liệu xung quanh. Các phích cắm phải được cắt theo chiều dài thích hợp và làm sạch bằng dung môi bằng chất tẩy rửa được phê duyệt.
Để sửa chữa{0}}ướt, hãy cắt hai lớp vải dệt phù hợp với bề mặt bên trong của vùng da không bị hư hại. Ngâm các lớp vải bằng nhựa và đặt vào lỗ. Sử dụng hợp chất truyền xung quanh lõi và đặt nó vào lỗ. Để sửa chữa prereg, hãy cắt một miếng màng dính vừa với lỗ và sử dụng keo xốp xung quanh chỗ tắc nghẽn. Phích cắm phải chạm vào các cạnh của lỗ. Căn chỉnh lõi lõi của vật cản với vật liệu sơn lót ban đầu. Sửa chữa khu vực bằng túi chân không và xử lý lõi thay thế bằng lò nướng, nồi hấp hoặc chăn nóng. Việc sửa chữa lớp ướt có thể được xử lý ở nhiệt độ phòng tới 150℉ (65,56 độ). Việc sửa chữa prereg phải được xử lý ở nhiệt độ 250℉ (121 độ) hoặc 350℉ (176,67 độ). Thông thường, các lõi thay thế sẽ được xử lý trong một chu trình riêng thay vì được xử lý đồng thời bằng bản vá. Sau khi đóng rắn, phần tắc nghẽn phải được chà nhám bằng phẳng với khu vực xung quanh. Điều này được thể hiện trong Hình 59.
Hình 59: Thay lõi
Bước 6: Chuẩn bị và cài đặt các lớp sửa chữa
Tham khảo hướng dẫn sửa chữa để biết loại vật liệu sửa chữa chính xác và số lớp cần thiết cho việc sửa chữa. Thông thường, cài đặt nhiều hơn một lớp so với cài đặt ban đầu. Cắt độ dày lớp theo kích thước và hướng chính xác. Độ dày lớp sửa chữa phải được lắp đặt cùng hướng với lớp ban đầu đang được sửa chữa. Tẩm lớp nhựa này để sửa chữa lớp-ướt hoặc loại bỏ vật liệu nền khỏi lớp prereg. Các lớp thường được đặt bằng cách sử dụng trình tự xếp chồng hình côn đầu tiên tối thiểu. Như thể hiện trong Hình 60.
Hình 60: Cài đặt bản vá
Bước 7: Hút chân không khi sửa chữa
Sau khi vật liệu lát đã được đặt đúng chỗ, hãy sử dụng lắp đặt túi chân không để loại bỏ không khí và tạo áp lực cho việc sửa chữa để xử lý. Xem Hình 61 để biết hướng dẫn lắp đặt túi chân không.
Hình 61: Xử lý chân không
Bước 8: Bảo dưỡng sửa chữa
Sửa chữa trong chu kỳ sửa chữa mong muốn. Sửa chữa mặt đường ướt có thể được xử lý ở nhiệt độ phòng. Nhiệt độ có thể được tăng lên 150℉ (65,56 độ) để tăng tốc độ đóng rắn. Việc sửa chữa Prepreg cần phải được xử lý trong chu kỳ xử lý nâng cao. Các bộ phận được lấy ra khỏi máy bay để sửa chữa có thể được xử lý trong phòng nóng, lò nướng hoặc nồi hấp như trong Hình 62. Chăn sưởi được sử dụng để sửa chữa trên máy bay.
Sau khi bảo dưỡng, loại bỏ vật liệu đã đóng gói và kiểm tra việc sửa chữa. Việc sửa chữa không được có các vết rỗ, vết phồng rộp và các vùng tăng hoặc giảm nhựa. Chà nhẹ miếng vá sửa chữa bằng giấy nhám để tạo bề mặt mịn và không làm hỏng sợi. Áp dụng xử lý bề mặt và phủ lớp dẫn điện (chống sóng ánh sáng).
Hình 62: Sửa chữa đã bảo dưỡng
Bước 9: Đăng-Kiểm tra sửa chữa
Kiểm tra trực quan, chạm hoặc siêu âm thường được sử dụng để kiểm tra độ dày của việc sửa chữa. Nếu tìm thấy lỗi, bản vá đã sửa sẽ bị xóa. Điều này được thể hiện trong Hình 63.
Hình 63: Kiểm tra sau sửa chữa
Nếu bảng điều khiển chuyến bay đã được sửa chữa, hãy thực hiện kiểm tra cân bằng và đảm bảo rằng bảng điều khiển chuyến bay đã sửa chữa nằm trong phạm vi của SRM. Nếu không làm như vậy có thể dẫn đến tranh cãi về điều khiển chuyến bay và ảnh hưởng đến an toàn chuyến bay.
Sẽ được tiếp tục
Nguồn trang web công cộng "Composite Frontier"