Способ демонтажа изоляционных покрытий

 

Использование: судостроение. Сущность изобретения: способ демонтажа изоляционных покрытий осуществляется путем высокочастотного термического воздействия на клеевой сдой между покрытием и поверхностью металла под ним. Термическое воздействие на клеевой слой производится со стороны поверхности металла посредством ее индукционного нагрева в высокочастотном магнитном поле индуктора, размещенного со стороны покрытия, с определенным диапазоном частоты поля, температуры и скорости нагрева.

Изобретение относится к технологии демонтажа изоляционных покрытий, в частности резиновых пластин, приклеенных к поверхности металлических конструкций, преимущественно к корпусу судна.

Известен способ демонтажа изоляционных покрытий с помощью механического инструмента (см. заявку Великобритании N 2237186, кл. B 63 B 59/06. При этом способе удаление покрытия с поверхности корпуса судна производится с помощью вращающегося устройства, снабженного зачистным инструментом.

Недостатками способа являются большая трудоемкость и разрушение самого покрытия.

Известен способ демонтажа изоляционных покрытий, приклеенных к поверхности металлических конструкций, путем высокочастотного термического воздействия на клеевой слой между покрытием и поверхностью металла [1].

При этом способе изоляционное покрытие и клеевой слой нагреваются в электрическом поле высокой частоты между пластинами конденсатора. Одной из пластин конденсатора служит сам металлический корпус корабля, другая пластина прикладывается к наружной поверхности покрытия. Частота поля составляет 27 МГц.

Этот способ выбран в качестве наиболее близкого аналога изобретения.

Недостатком этого способа является малая эффективность вследствие потерь энергии самого покрытия и интенсивного отвода тепла от клеевого слоя в ненагреваемый металл корпуса. Причем отслоение покрытия происходит по его границе с клеевым слоем, а сам клеевой слой остается на поверхности металла, что требует его дополнительного удаления, например, механическим способом. Другими недостатками способа являются термическое разрушение и потеря самого изоляционного покрытия, а также сопровождающее это разрушение интенсивное выделение вредных веществ.

Техническим результатом изобретения является уменьшение трудоемкости и повышение производительности демонтажа изоляционных покрытий, сохранение материала покрытия или возможности его повторного использования, а также уменьшение вредных выбросов в атмосферу.

Это достигается тем что в способе демонтажа изоляционных покрытий путем высокочастотного термического воздействия на клеевой слой между покрытием поверхностью металла под ним термическое воздействие на клеевой слой производится со стороны поверхности металла посредством ее индукционного нагрева в высокочастотном магнитном поле индуктора, размещенного со стороны покрытия, при этом нагрев поверхности металла производится при частоте поля от 2,4 до 1000 кГц со скоростью не менее 0,5^oC/с до температуры, лежащей в диапазоне, нижняя граница которого Т₁ на 20-30^oC выше температуры стеклования материала клеевого слоя, а верхняя Т₂ равна температуре, при которой начинается термодеструкция материала клеевого слоя.

Использование в качестве источника энергии высокочастотного магнитного поля индуктора вместо высокочастотного электрического поля конденсатора (как в ближайшем аналоге) позволяет обеспечить нагрев тонкого приграничного слоя металла под покрытием, не нагревая и, соответственно, не разрушая самого покрытия. От поверхности металла нагревается клеевой слой между покрытием и корпусом. При этом отслоение покрытия происходит по границе клеевого слоя с металлом, сам клеевой слой остается на покрытии и удаляется вместе с ним, а поверхность металла остается чистой.

Границы значений чистоты электромагнитного поля, скорости и температуры нагрева установлены экспериментально.

При нагреве поверхности корпуса до температуры Т₁, на 20-30^oC превышающей температуру стеклования материала клеевого слоя, прочность последнего уменьшается в десятки раз, что позволяет легко удалить покрытие с поверхности корпуса. При нагреве поверхности корпуса до температуры выше Т₂ (температуры начала термодеструкции материала клеевого слоя) начинается интенсивное выделение вредных веществ из клеевого слоя в атмосферу.

Индукционный нагрев поверхности следует проводить со скоростью не менее 0,5 ^oC/с. При быстром нагреве теплоту воспринимает только клеевой слой. При нагреве со скоростью менее 0,5^oC/с за счет теплопроводности от нагретой поверхности корпуса тепловой поток достигает самого изоляционного покрытия, что приводит к его разрушению.

Индукционный высокочастотный нагрев металла под покрытием сопровождается "поверхностным эффектом", выравнивающимся в том, что энергия электромагнитного поля выделяется в тонком слое у поверхности металла, называемом глубиной проникновения тока в металл.

Чем выше частота поля, тем тоньше слой нагреваемого металла. Эксперименты показали, что при толщине нагреваемого слоя 0,5 мм достигается максимальная эффективность удаления покрытия с поверхности металла. При большей толщине нагреваемого слоя возрастают тепловые потери в соседние слои металла и время достижения необходимой температуры поверхности возрастает.

Нагрев покрытия в поле индуктора происходит за счет поляризации связанных зарядов в диэлектрике и за счет тока проводимости, определяемого наличием примесей. Например, в случае резиновых покрытий такой примесью является сажа. При этом энергия поля индуктора в основном поглощается материалом покрытия, что снижает эффективность индукционного нагрева металла.

Скорость нагрева возрастает с увеличением частоты. Эксперименты с покрытиями различных типов показали, что существенный нагрев покрытия начинается при частоте поля свыше 1000 кГц. Это значение частоты является верхней границей частотного диапазона.

Формула изобретения

Способ демонтажа изоляционных покрытий, приклеенных к поверхности металлических конструкций, преимущественно к корпусу судна, путем высокочастотного термического воздействия на клеевой слой между покрытием и поверхностью металла, отличающийся тем, что термическое воздействие на клеевой слой производят со стороны поверхности металла посредством ее индукционного нагрева в высокочастотном магнитном поле индуктора, размещенного со стороны покрытия, при этом нагрев поверхности металла ведут при частоте поля от 2,4 до 1000 кГц со скоростью не менее 0,5^oС/с до температуры, лежащей в диапазоне, нижняя граница которого на 20 - 30^oС выше температуры стеклования материала клеевого слоя, а верхняя граница равна температуре, при которой начинается термодеструкция материала клеевого слоя.