A continuación se describirá el procedimiento para realizar la reparación de un estabilizador horizontal de grafito/epoxi. El cajón estructural del estabilizador, que está compuesto por las costillas, largueros, cuadernas y larguerillos está fabricado de varias capas de telas de grafito en una matriz de resina epoxi. En el estabilizador son utilizados laminados y paneles sándwich endurecidos con un núcleo de Nomex. A continuación se muestran las partes principales de la estructura del estabilizador:
Existe una serie de reparaciones que pueden ser llevadas a cabos, sin necesitar la ayuda del fabricante, en caso que el daño a reparar supere las siguientes características se deberá pedir ayuda al fabricante:
Los daños sobre el laminado, deberán ser reparados removiendo el área dañada, para una posterior colocación de un parche precurado de grafito/epoxi sobre el área dañada, el cual se podrá pegar o colocar utilizando sujetadores. Los daños que podría sufrir un larguero, pueden ser reparados cortando la zona de la piel del estabilizador, para poder acceder a la zona dañada del larguero, la cual se deberá retirar, para poder colocar una porción igual a la quitada pero que este sana y que deberá ser de grafito/epoxi.
El procedimiento para la colocación de los parches mediante el pegado con adhesivos, utiliza una temperatura de curado del adhesivo de 250 grados Fahrenheit, con presiones aplicadas del orden de las 20 pulgadas de mercurio. El estabilizador esta divido en tres zonas como se mostrara en la siguiente figura. En la zona 1, los parches que se pueden colocar consisten de 14 capas de telas de grafito pre impregnadas de epoxi, que deberán adaptarse a la curvatura de la zona a reparar.
Las zonas 2 y 3 en el caso de ser reparadas deberán colocarse parches que estén compuestos de nueve capas de telas de grafito pre impregnadas de epoxi. Una vez terminada la reparación se debe colocar una capa de fibra de vidrio, como finished.
Antes de proceder a la reparación se debe determinar la magnitud del daño del mismo, así como también se debe determinar si existió delaminacion de las zonas cercanas al daño, para la detección de esto son utilizados los métodos de ensayos no destructivos.
Se debe determinar si el daño, es superficial o si se extiende a componentes estructurales como pueden ser los larguerillos o largueros, etc. Los daños a los largueros, también pueden ser evaluados utilizando métodos de ensayos no destructivos.
Dependiendo la ubicación del daño, se debe tener en cuenta a que zona del estabilizador pertenece el daño, para colocar el parche adecuado como se menciono anteriormente.
Para la remoción y reparación del daño se deben seguir las siguientes instrucciones:
1. Si el daño es solo superficial, se debe retirar la zona afectada utilizando una amoladora.
2. Cuando el daño afecta el larguero, primeramente se debe lograr el acceso a este realizando un orificio sobre la superficie, este orificio se recomienda que se encuentre sobre el larguero y la zona dañada del mismo.
3. Se debe retirar la zona del larguero afectada.
4. Se debe limpiar la zona donde se realizara la reparación, con un paño húmedo de metil etil cetona. Luego se debe secar la zona completamente.
5. Se deben colocar una o más termocuplas cerca del larguero para controlar la temperatura durante el proceso de curado.
6. Se deben colocar el parche al larguero o superficie del material de fibra de vidrio o grafito, previamente habiéndose colocado el adhesivo, en el caso que se utilicen sujetadores, esto no sería necesario, aunque a veces se realiza para una mayor seguridad.
7. Luego se debe aplicar calor manteniéndolo a una temperatura de 225 grados Fahrenheit durante un tiempo aproximado de 90 minutos, hasta que se logre el curado.
8. Las zonas cercanas a donde se coloco el parche deben ser lijadas, para remover la presencia de pintura en esas zonas.
Los parches que se colocan superficialmente son generalmente pegados y reforzados colocando sujetadores.
Una vez concluida la reparación y colocación del parche, se debe proceder a colocar un finish que proteja los materiales, en este caso para componentes de grafito/epoxi se utilizan como finish los elementos que se muestran en la siguiente figura:
CONCLUSION
Durante la realización de este trabajo hemos observado que la realización de una reparación sobre una cierta estructura no siempre es conveniente realizarse, ya que la realización de esta depende principalmente de la magnitud del daño que posea la estructura. En algunos casos es conveniente cambiar la parte antes que repararla, ya que la reparación de la misma sería muy costosa y no nos garantizaría obtener un buen resultado.
No obstante se debe saber que existen dos tipos de reparaciones principalmente, las bonded repair (Colocación de parche utilizando adhesivos) y las bolted repair (colocación de parches utilizando sujetadores), las cuales se realizaran siempre teniendo como guía el manual de reparaciones estructurales de la pieza que se está reparando, el cual junto con las inspecciones que se realizaran, nos ayudaran a determinar el tipo de reparación que se utilizara.
En el caso de que se tenga que efectuar una reparación sobre un laminado, será posible llevar a cabo una reparación utilizando adhesivos o sujetadores,
debiéndose saber que las reparaciones a realizar con adhesivos son mas difíciles de realizar que las bolted repair. Independientemente del tipo de reparación utilizando adhesivos que se realizara, siempre se necesitara una buena preparación de la superficie además de que se necesitara lograr una colocación precisa del parche para lograr una buena unión, ya que si esto no se logra podría disminuir la resistencia de la pieza. Las bolted repair a diferencia de las bonded repair son más sencillas de realizar, permitiéndonos obtener generalmente una buena reparación que le permita a la pieza recuperar su resistencia original, cosa que en el caso de las bonded repair solo es posible lograr con un personal altamente calificado y un estricto control de calidad. Para la reparación de estructuras sándwich se utilizan solo métodos de reparación con adhesivos, debido a la imposibilidad en estos tipos de estructuras de realizar una reparación utilizando sujetadores. Dependiendo de la posición de la parte de la estructura a reparar se podrá elegir entre los distintos tipos de reparaciones utilizando adhesivos, recomendándose en el caso que la estructura sea parte de una aeronave el tipo de reparación scarf para reducir la resistencia aerodinámica, ocurriendo lo mismo en el caso de reparación de un laminado.
En el caso de reparaciones a realizar sobre largueros ocurre lo contrario que las estructuras sándwich, ya que en estos tipo de estructuras sometidas a grandes cargas se realizan generalmente reparaciones utilizando sujetadores, debido a que estos tipos de reparaciones nos aseguran que la pieza reparada tendrá una resistencia similar a la pieza original, cosa que en el caso de las reparaciones con adhesivos es difícil de lograr, debido a la complejidad que posee la realización de este tipo de reparación.
Por último, siempre debe tenerse en cuenta que en el caso que el daño sobre la pieza sea de difícil reparación o no este comprendida en alguna parte del manual de reparaciones siempre se deberá consultar al fabricante de la pieza, el cual nos aconsejara sobre que realizar.
Bibliografía
• HEXCEL COMPOSITES PUBLICATION
• DEPARTMENT OF DEFENSE HANDBOOK. COMPOSITE MATERIALS HANDBOOK VOLUME 3. POLYMER MATRIX COMPOSITES
MATERIALS USAGE, DESIGN, AND ANALYSIS.
CHAPTER 8 “SUPPORTABILITY “