بازرسی و تعمیر قطعات کامپوزیتی

          مقدمه

     مواد مرکب در طیف گستردهای از صنایع نظیر: هوا فضا – دریایی – خودرو – حمل و نقل – ورزش و متعلقات دستگاهها استفاده

     میگردد.

     صدمه دیدگی اجزاء کامپوزیت , قابل رویت با چشم غیر مسلح به میزان آسیب دیدگی سازه بستگی دارد. بهترین راه حل برای

    تشخیص آسیب دیدگی اجزاء ساختاری کامپوزیتها روش NDT تست غیر مخرب است. روش دیگر تشخیص مناطق آسیب دیده

    با ضربه زدن به سطح کامپوزیت و گوش دادن به بازگشت صدا از مناطق آسیب دیده و تشخیص این صدا بین نواحی آسیب دیده و

    سالم , نواحی آسیب دیده را برای تعمیر مشخص می کند.

    نکاتی در خصوص تعمیر و بازدید سازه های کامپوزیتی

    آگاهی و دقت کافی و بازرسی دقیق , برنامه های دوره ای تعمیر و نگهداری منظم در خصوص سازه های کامپوزیتی تولید شده و

    توجه خاص به مناطقی که بیشتر در معرض آسیب هستند انجام می گیرد.

    هدف این راهنما جهت داشتن یک رویکرد کلی در خصوص تعمیر کامپوزیتها در مورد سازه های چند لایه ای است. برخی از

    آسیب های وارده به کامپوزیتها واضح و روشن است و به راحتی قابل ارزیابی می باشد. اما در برخی از موارد آسیب دیدگی

    ممکن است در ابتدا بسیار کوچک به نظر می رسد, اگر چه یک آسیب دیدگی است ولی شاید خیلی زیاد جدی باشد.آسیب  ضربه

    به فیبرها می تواند به عنوان یک گودی کوچک بر روی سطح کامپوزیت تقویت شده به نظر می رسد اما زمینه آسیب می تواند

    خیلی گسترده تر باشد. در اینجا تصمیم به تعمیر یا کنار گذاشتن قطعه مهم است. با توجه نوع آسیب دیدگی تعمیر مورد نیاز

    پیش بینی می شود و می توان تعیین جایگزین عملکرد ساختاری اصلی کامپوزیت را مشخص کرد.

    سایر ملاحظاتی که می بایست در نظر گرفت هزینه ها و موقعیت دسترسی به محل آسیب دیده و در دسترس بودن تعمیر مناسب

    می باشد. تعمیرات کوچک معمولا آسان هستند و تاثیری بر موءلفه های تمامیت ساختار ندارند. در تعمیرات پیچیده که آسیب دیدگی

    گسترده است و نیازمند جایگزینی اجزاء اصلی سازه کامپوزیت می باشد, بهترین راه استفاده از الیاف و رزین سازه ساخته شده

    باشد. هر جایگزینی در خصوص اجزاء اصلی با دقت بالایی در محیط ترمیم شده اجراء شود تا عملکرد های حرارتی – رطوبت و

    مقاومت های مکانیکی را داشته باشد.

    طرح پیشنهادی باید تمام الزامات اصلی را برای طراحی ساختار در آن رعایت شده باشد. هنگامی که یک ترمیم کامپوزیت مورد    

    نیاز است. بعضی از تعمیرات نیاز به متخصص و تجهیزات کارگاهی دارد و بعضی از تعمیرات بصورت ابداعی می باشد و نیازمند

   وسایل مناسب تعمیر می باشد.در خصوص تعمیر سازه های کامپوزیتی مناطق آسیب دیده بهترین متخصصین و آزموده ترین آنها

    انتخاب می گردد.

  دستورالعمل تعمیرات برای مناطق آسیب دیده مورد نیاز تعمیر می تواند بصورت پلاک به قطعهء کامپوزیتی نصب شده باشد. بعد

    از اتمام تعمیر قطعه بصورت دستورالعمل کلی مصوب برای قطعات مشابه آسیب دیده اجرا گردد.

    عملیات تعمیری می بایستی در مناطق مشخصی از کارگاه انجام گیرد. توجه به تعمیرات خوب و دقت به جزئیات تعمیر موفقیت تعمیر

    را تضمین می کند و باعث بالا رفتن کیفیت قطعه می گردد.

    برای بازرسی  دقیق قطعات تعمیری از تعدادی تست های غیر مخرب استفاده می شود . بازرسی می بایستی به کیفیت مناطق

    تعمیر شده و بخش اصلی سازه توجه زیادی داشته باشد. روش های بازرسی معمول با استفاده از برخی تجهیزات تست التراسونیک

    که در  آن از انعکاس فرا صوت امواج صوتی جهت شناسایی و تعیین محل های آسیب دیده که بصورت سرعت فرکانس بالا و پایین

     بدست می آید.

     در فلزات از طریق تغییر شکل الاستیک, تمامیت ساختار از بین  نمی رود و سازه هنوز هم خوب است در حالی که در کامپوزیتها

    مواد آسیب دیده معمولا گسترده تر از آن است که بر روی سطح دیده می شود. صدمه در کامپوزیت فیبری می تواند  به میزان

    بیشتری گسترش یابد و خسارت بصورت طولی بطور کامل معلوم نباشد ولی بر روی عملکرد مکانیکی تاثیر گذارد.طول شکاف

    در اثر صدمه دیدگی نسبت به ضخامت قطعه از اهمیت خاصی برخوردار است. خسارت ناشی از سوراخ باعث کشیدگی بالا و

    تقسیم قطعه می گردد.

    بازرسی مشخص کرده است که آسیب وارده به قطعه در3 مرحله قابل بررسی است:

1.      تعمیر بصورت سطحی و ظاهری انجام میگرد و نیازی به مواد تقویت کننده و رزین نباشد.

2.      تعمیرات موقت : تعمیر د ر ناحیه کوچکی انجام گیرد که به کل سازه صدمه نزده و یکپارچگی قطعه را تهدید نکند و یا موءلفه-

     های خواص مکانیکی را از بین نبرد و سریع در قطعه انتشار نیابد. تعمیرات موقت بایستی تا اندازه ای در نظر گرفته شود که

    ساختار سازه (فیبر ) تضعیف نگردد. حتی در مناطق آسیب دیده کوچک این سوال هست که آیا تعمیر سازه و استفاده از پوششهای

    نهایی ترجیح داده می شود. به شرطی که هدف اصلی از تعمیر سازه یعنی پشتیبانی کامل از تنش بارهای اعمال شده و انتقال نیروها

    شود ( منطقه ترمیم ) .

1.      تعمیرات جزئی میتواند به صورتی انجام شود با حداقل آمادگی برای حفاظت از قطعه تا زمانیکه حداکثر بهره را از ساختار در

    نظر گرفته شود. تعمیر بصورت پلکانی انجام گرفته و می بایستی از قسمت پایین بصورت باند کم عرض و طول (اندازه شکست)

    به بالا بیاید و در پایان لایه های ترمیم بصورت مخروط بر عکس قرار گیرند . بهترین تعمیر هنگامی انجام می گیرد که محل آسیب

    دیده خوب آماده سازی شده و عاری از هر گونه چربی و مواد آلاینده باشد . در صورتیکه سازه اصلی از شرایط ساختvacuum

    بهره برده است بهترین کیفیت تعمیر در همان شرایط vacuum می باشد. در مراحل ترمیم غالبا افزایش رزین در منطقه بو جود

    می آید که می بایستی با سیستم خلاء این مقدار رزین را از محل آسیب دیدهء در حال ترمیم دور کرد .

     در این صورت محل ترمیم جزئی  از کل ساختار سازه   vacuum شده می گردد و همه سطح سازه بصورت یکنواخت می گردد.

     این به منظور جلوگیری از بو جود آمدن محلی برای خروج تنش ها و فشارهای وارده به کل ساختار سازه می باشد. و سرانجام

     سازه صدمه دیده دارای سطح یکنواخت (در محل ترمیم) از نظر میزان فیبر و ماتریس زمینه می گردد.

    تمام شرایط ساخت سازه اصلی در ترمیم مناطق آسیب دیده رعایت می گردد . مواردی همچون استفاده از الیاف و رزین که در ساخت

    ساختار اصلی استفاده گردیده. و در صورت استفاده از تکنولوژی خاصی , می بایستی در پروسه ترمیم نیز در نظر گرفته شود.

    ساختار سازهای پخت داده شده , در محل ترمیم همان مراحل پخت نیز انجام می گیرد.

    تمامی شرایط ترمیم در مناطق آسیب دیده نیازمند استفاده از افراد مجرب و با تجربه بوده که با بررسی کل ساختار سازه و محل

    آسیب دیده تشخیص بهترین ترمیم را ارائه دهند و در صورت لازم کل سازه را کنار گذارده و سازه جدید تولید شود. شناخت دقیق

    از مواد استفاده شده در ساختار اصلی و درک درست از نحوه کاربری آن با توجه به خواص آنها در ساختار سازه در ترمیم صحیح

    موفقیت رسیدن به شرایط اولیه کل سازه را امکان پذیر می سازد.