一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法技术

本发明专利技术提供一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法，属于金属结构损伤修复领域。本修理方法适用于金属结构腐蚀损伤修理，采用调配好的树脂材料、或添加有切碎的玻璃纤维或金属粉末加强的树脂材料填充腐蚀坑，然后粘接复合材料层压板补片。所述复合材料层压板补片，选自固化好的复合材料层压板，或采用湿铺法，逐层铺设，固化后，最终得到复合材料层压板补片。本发明专利技术针对结构腐蚀损伤处填充树脂材料，结合粘结复合材料层压板补片，进行应急修理和平时修理，不仅具有能够避免二次损伤、减缓应力集中，提高耐腐蚀和耐疲劳性能，重量增加少，可设计性强等突出优点，针对腐蚀尺寸比较大的损伤，还能够满足腐蚀损伤处的刚度要求。

An Adhesive Repair Method for Corrosion Damage Composites of Metal Structures

【技术实现步骤摘要】
一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法
本专利技术属于金属结构损伤修复领域，具体地说一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法。
技术介绍
金属结构受到环境介质的化学作用或电化学作用而发生腐蚀，腐蚀的发生不仅会带来直接的经济损伤，而且也会破坏生态环境。金属结构发生腐蚀后，腐蚀产物和本体脱离会导致结构截面厚度变小，结构承载能力下降。如果不及时处理，腐蚀会进一步发展，最终导致结构失效。尽管已经在金属结构的腐蚀防护上投入了很多，但是还是难以完全避免腐蚀的发生。腐蚀发生后，及时对结构进行修理，恢复结构承载能力，并采取相应的防腐蚀措施对于延长结构的使用寿命至关重要。目前对于金属结构发生腐蚀后，如果腐蚀损伤尺寸超过损伤容限，则通常采用机械修理的方式对结构进行加强，并进行腐蚀防护。如果没有超出损伤容限，则主要是采取腐蚀防护措施。机械修理，主要是采取铆接或螺接的形式，将金属加强板连接到腐蚀损伤结构，以恢复结构的承载能力。铆接、螺接修理需要在原有结构上钻孔，这样势必造成结构的二次损伤，而且修理施工需要一定的空间。为了获得施工空间就需要拆卸结构或开工艺孔，这样修理施工的时间就会延长。虽然修理后，会采取防护措施防止腐蚀的发生，但是，在一些相对恶劣环境的中，比如高温高湿高盐的海洋环境或者直接在海水中使用的结构，腐蚀通常还会发生。此时，主要的措施就是加强检查和不断地进行防护。这样无疑会增加使用维护的成本。因此，采取既能很好地恢复结构强度，又具有优异的防腐蚀性能的修理方法，对于金属结构腐蚀损伤修理十分有意义。复合材料粘接修理是将复合材料层压板补片粘接到金属损伤结构上，起到恢复结构强度的作用。复合材料粘接修理金属损伤结构相对于传统的机械连接修理具有避免二次损伤、减缓应力集中，提高耐腐蚀和耐疲劳性能，重量增加少，可设计性强等突出优点。更为重要的是复合材料本身具有十分优异的耐腐蚀性能，而且，复合材料补片粘接到金属结构上后，其粘接区域也会将损伤结构和外部环境隔绝，避免再次发生腐蚀。本专利就是提供一种金属腐蚀损伤结构的复合材料粘接修理方法。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法。为达成上述目标，本专利技术提出一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法，本修理方法适用于金属结构腐蚀损伤修理，采用调配好的树脂材料、或添加有切碎的玻璃纤维或金属粉末加强的树脂材料填充腐蚀坑，然后粘接复合材料层压板补片。可选地，所述复合材料层压板补片，选自固化好的复合材料层压板，或采用湿铺法，逐层铺设，固化后，最终得到复合材料层压板补片。可选地，对于已经固化好的复合材料层压板，将其修整成各边带有适当倒角的八边形，并需要对粘接表面进行打磨，清洁、干燥，然后粘接到金属结构损伤处，完成固化。可选地，对于湿铺法，要用调配好的树脂将裁剪好的纤维布浸透，然后逐层铺设，并按照选定的工艺固化；此处的纤维布是玻璃纤维布，或碳纤维布；纤维布的形状是八边形、圆角矩形或者圆形、椭圆形；每相邻两层之间的尺寸在四周都相差5mm-15mm，铺设的层数根据金属损伤具体情况确定。可选地，对于湿铺法，选用碳纤维布时，必须首先铺设一层玻璃纤维布，使金属结构和碳纤维布隔离开来。可选地，所述铺层的顺序是按照补片铺层的尺寸从大到小，或者是从小到大。可选地，所述复合材料补片的固化采用热补仪原位固化，或者将损伤结构拆卸下来，采用热压罐或电热烘箱和真空泵完成固化。可选地，具体步骤包括如下：1)对腐蚀损伤进行处理，采用机械打磨或机械打磨结合化学试剂的方法，彻底清除腐蚀产物；2)对清除腐蚀产物后的腐蚀区域进行表面处理；3)腐蚀坑填充：将调配好的树脂、或添加有切碎的玻璃纤维或金属粉末加强的树脂材料填充到腐蚀坑中，涂抹平整；4)树脂填充固化后，打磨修整填充处，使其和金属结构面平齐，以便于实施粘接修理；修整后，开始粘接复合材料层压板补片；5)完成复合材料补片的固化后，进行打磨修整，并恢复金属结构表面防护层。可选地，步骤2)中，具体步骤包括喷砂、涂偶联剂。本专利技术的一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法，与现有技术相比所产生的有益效果是：本专利技术针对结构腐蚀损伤处填充树脂材料，结合粘结复合材料层压板补片，进行应急修理和平时修理，不仅具有能够避免二次损伤、减缓应力集中，提高耐腐蚀和耐疲劳性能，重量增加少，可设计性强等突出优点，针对腐蚀尺寸比较大的损伤，还能够满足腐蚀损伤处的刚度要求。附图说明附图1是本专利技术树脂填充腐蚀坑的结构图；附图2是本专利技术固化好的复合材料层压板补片修整后的形状结构图；附图3是本专利技术纤维布裁剪的形状结构图；附图4是本专利技术复合材料补片铺层从大到小铺设的结构图；附图5是本专利技术复合材料补片铺层从小到大铺设的结构图。附图中各标记表示：1、腐蚀损伤，2、树脂材料，3、复合材料层压板补片。具体实施方式下面结合附图1-5，对本专利技术的一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法作以下详细说明。本专利技术提供一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法，本修理方法适用于金属结构腐蚀损伤1修理，采用调配好的树脂材料2(或添加切碎的玻璃纤维或者金属粉末加强的树脂材料2)填充腐蚀坑，然后粘接复合材料层压板补片3。复合材料层压板补片3，可以是固化好的复合材料层压板，也可以采用湿铺法，逐层铺设，固化后，最终得到复合材料层压板补片3。具体步骤如下：1)对腐蚀损伤1进行处理，采用机械打磨或机械打磨结合化学试剂的方法，彻底清除腐蚀产物。2)对清除腐蚀产物后的腐蚀区域进行表面处理，主要步骤包括喷砂、涂偶联剂。3)腐蚀坑填充。将调配好的树脂，或者添加了填料的树脂填充到腐蚀坑中，涂抹平整，如图1所示。4)树脂填充固化后，打磨修整填充处，使其和金属结构面平齐，以便于实施粘接修理。修整后，开始粘接复合材料层压板补片3。复合材料层压板补片3可以采用固化好的层压板，也可以采用湿铺法，逐层铺设。对于已经固化好的层压板，一般将其修整成如图2所示的各边带有适当倒角的八边形，并需要对粘接表面进行打磨，清洁、干燥，然后粘接到金属结构损伤处，完成固化。对于湿铺法，则要用调配好的树脂将裁剪好的纤维布浸透，然后逐层铺设，并按照选定的工艺固化。此处的纤维布可以是玻璃纤维布，也可以是碳纤维布，选用碳纤维布时，必须首先铺设一层玻璃纤维布，使金属结构和碳纤维布隔离开来。纤维布的形状可以是八边形，也可以是圆角矩形或者圆形、椭圆形，如图3所示。每相邻两层之间的尺寸在四周都应该相差5mm-15mm，铺设的层数根据金属损伤具体情况确定。铺层的顺序可以是按照补片铺层的尺寸从大到小，如图4所示，也可以是从小到大如图5所示。5)完成复合材料补片的固化后，进行打磨修整，并恢复金属结构表面防护层。复合材料的固化可以采用热补仪原位固化，也可以将损伤结构拆卸下来，采用热压罐或电热烘箱和真空泵完成固化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法，其特征在于，本修理方法适用于金属结构腐蚀损伤修理，采用调配好的树脂材料、或添加有切碎的玻璃纤维或金属粉末加强的树脂材料填充腐蚀坑，然后粘接复合材料层压板补片。

【技术特征摘要】
1.一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法，其特征在于，本修理方法适用于金属结构腐蚀损伤修理，采用调配好的树脂材料、或添加有切碎的玻璃纤维或金属粉末加强的树脂材料填充腐蚀坑，然后粘接复合材料层压板补片。2.根据权利要求1所述的一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法，其特征在于，所述复合材料层压板补片，选自固化好的复合材料层压板，或采用湿铺法，逐层铺设，固化后，最终得到复合材料层压板补片。3.根据权利要求2所述的一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法，其特征在于，对于已经固化好的复合材料层压板，将其修整成各边带有适当倒角的八边形，并需要对粘接表面进行打磨，清洁、干燥，然后粘接到金属结构损伤处，完成固化。4.根据权利要求2所述的一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法，其特征在于，对于湿铺法，要用调配好的树脂将裁剪好的纤维布浸透，然后逐层铺设，并按照选定的工艺固化；此处的纤维布是玻璃纤维布，或碳纤维布；纤维布的形状是八边形、圆角矩形或者圆形、椭圆形；每相邻两层之间的尺寸在四周都相差5mm-15mm，铺设的层数根据金属损伤具体情况确定。5.根据权利要求4所述的一种金属结构腐蚀损伤复合材料粘接修理方法，其特征在于，对于湿铺法，选用碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵培仲，谭晓明，戴京涛，王德，苏洪波，张丹峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空大学青岛校区，
类型：发明
国别省市：山东,37