Способ устранения течей через трещиноподобные дефекты толстостенных металлоконструкций
METHOD FOR ELIMINATING LEAKS THROUGH CRACK-LIKE DEFECTS OF THICK-WALLED METAL STRUCTURES

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.
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].
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.
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].
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Технический результат, на достижение которого направленно заявленное изобретение, заключается в устранении течи через трещиноподобные дефекты и предотвращении повторного возникновения течи вследствие распространения трещины.
Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом.
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.
Использование предлагаемого способа позволит обеспечить одновременно с устранением течи предотвращение дальнейшего развития трещиноподобного дефекта и, тем самым, предотвратить повторное появление течи.
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.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
1. Агрегаты 13М28М, 13М17ПМ, 13М17ММ. Указания о порядке обнаружения и устранения течей воды 13М-УТ-18. - М: ЦНИИПСК им. Мельникова, 2018. - 33 с.