Способ демонтажа изоляционного покрытия
Изобретение относится к технологии обработки изделий, касается технологии разборки и сборки металлических и неметаллических узлов и предназначено преимущественно для демонтажа изоляционных покрытий на морских судах. Способ демонтажа изоляционного покрытия заключается в воздействии на изоляционный слой, обуславливая изгиб слоя и отрыв от металлической основы. В изоляционном слое выполняют сквозной прокол. Через прокол подают струю воды под давлением 120-170 МПа. Между слоем и металлической основой формируют гидравлический клин, направленный острием к месту соединения изоляционного слоя и металлической основы. Технический результат реализации изобретения заключается в упрощении технологии очистки металлической основы от изоляционного покрытия посредством упрощения приложения усилия к месту соединения материалов, что обеспечивается за счет более удобной подачи энергии в зону соединения и исключения необходимости применения прочного режущего инструмента. 1 ил.
Заявляемое изобретение относится к обработке изделий, в частности к сборке, разборке металлических, неметаллических узлов и предназначено преимущественно для демонтажа изоляционных покрытий на морских судах.
Известны различные способы решения этой задачи. Например, 10 мая 1999 года опубликована заявка на выдачу патента РФ на изобретение под названием "Способ подводной гидродинамической очистки корпусов судов и устройство для его осуществления" (№98111015 от 18.06,98; МПК В 63 В 59/08, В 08 В 3/02). Способ включает воздействие на очищаемую поверхность струей воды под давлением с обеспечением условий возникновения кавитации в зоне очистки. Возникновение кавитации обеспечивают одновременным воздействием на очищаемую поверхность струи воды и акустического излучения.
Недостатком такого направления решения задачи является загрязнение окружающей среды разлетающимися частицами материала, удаляемого с очищаемой поверхности. Это обусловлено тем, что рабочая зона открыта.
Известен "Способ удаления пластиков с поверхностей изделий", на который выдан патент РФ №2060884 (заявка №93056071 от 21.12.93 г., МПК В 29 В 17/02).
Способ относится к регенерации пластиков и может быть использован, например, для удаления резины, прикрепленной к металлической поверхности. Способ включает предварительный нагрев удаляемого пластика, причем нагрев производят горячим газом, а место нагрева изолируют от окружающей среды.
Недостатком способа является возможность вредных выбросов в атмосферу, т.к. теплозащитная изоляция защищает от потерь тепла, но сделать ее герметичной в полевых условиях практически невозможно. Кроме того, достаточно узко ограничена область применения способа, что обусловлено необходимостью применения обогревателей, сложность, а иногда и невозможностью изолирования места нагрева. Это касается, например, утилизации атомных субмарин.
Известен "Способ демонтажа изоляционных покрытий", на который выдан патент РФ №2107641 (заявка №96102349 от 05.02.96 г., МПК В 63 В 59/06).
Способ осуществляется путем высокочастотного термического воздействия на клеевой слой между покрытием и поверхностью металла под ним. Термическое воздействие на клеевой слой производится со стороны металла посредством его индукционного нагрева в высокочастотном магнитном поле индуктора, размещенного со стороны покрытия, с определенным диапазоном частоты поля, температуры и скорости нагрева.
Недостатком этого способа является возможность вредных выбросов в окружающую среду, воздействие магнитного поля на персонал и расположенное вблизи места работ оборудование.
Известен способ демонтажа изоляционных покрытий с помощью механического инструмента (заявка Великобритании №2237186, МПК В 63 В 59/06, 1991 г., публ. 1993 г. в реферативном журнале "Изобретения стран мира", №1, вып. 47, ВНИИПИ). При этом способе удаление покрытия с поверхности судна осуществляют с помощью вращающегося устройства, снабженного зачистным инструментом.
Недостатками способа являются его большая трудоемкость и разрушение самого покрытия, а также ограниченная применимость способа, обусловленная ограниченной стойкостью режущего инструмента.
Известен "Способ отделения резинового слоя от металлической основы с высоким коэффициентом адгезии", на который выдан патент РФ №2105651 (заявка №96110540 от 27.05.96 г., МПК В 23 Р 11/00, 19/00).
Сущность известного способа заключается в воздействии на резиновый слой (изоляционное покрытие). Воздействие осуществляют инструментом в виде пластины с уступом. Пластину располагают перпендикулярно поверхности разделения в контакте поверхностью уступа с торцом резинового слоя и примыкающей к нему свободной поверхностью последнего. Инструмент перемещают вдоль поверхности разделения, обеспечивая деформацию резинового слоя в виде волны, до его отделения от металлической основы.
Недостатком способа является сложность осуществления его на поверхностях, имеющих большие площади, например, для очистки корпусов судов. Это обусловлено тем, что ширина поверхности, очищаемой в один проход, определяется шириной инструмента, которая ограничивается прочностью его материала. С увеличением ширины инструмента возрастают нагрузки на него. При этом становится необходимым увеличение мощности привода инструмента и прочности держателя инструмента. Кроме того, сложно поместить привод инструмента на поверхность корпуса судна.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ отрыва наружного слоя защитной пленки, описанный в изобретении под названием “Способ защиты подводной части корпуса судна”, на который выдан патент РФ №2021946 С1, МПК 7 В 63 В 59/04, опубликовано 30.10.1994 г.
Способ включает образование замкнутой полости под слоем приклеенной к металлической основе (нижней части корпуса судна) защитной пленки (изоляционного покрытия), закачку в нее воды, воздействие на пленку (покрытие), обуславливающее его изгиб и отрыв от основы. Таким воздействием может быть сила тяжести прилипшей органики и/или набегающий поток воды, когда вязкое сопротивление движению судна из-за обрастания слоем органики превысит механические характеристики клея.
Возможно применение таких склеивающих составов, которые могут “отзываться” на различные воздействия (температура, давление, электрические поля, растворимость клея и т.п.), что позволяет отрывать слой не только механическим путем, но и в результате воздействия этих факторов.
Способ обеспечивает удобную очистку нижней части корпуса судна от наросшей органики на плаву.
Однако применение известного способа для демонтажа изоляционного покрытия связано с возникновением существенных неудобств. В частности, самопроизвольный отрыв покрытия может лишить защиты судно, еще находящееся в эксплуатации. Может произойти обратное, когда судно отправили на утилизацию, а покрытие не оторвалось, и необходимо будет дополнительно “гонять” судно до отрыва покрытия или изыскивать другие возможности приложения усилия к покрытию для его отрыва.
Задачей, которая решается заявляемым изобретением, является упрощение и повышение удобства технологии очистки.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе демонтажа изоляционного покрытия воздействуют на изоляционный слой, обуславливая его изгиб и отрыв от металлической основы. Особенностью заявляемого изобретения является то, что для изгиба изоляционного покрытия в нем выполняют сквозной прокол, через прокол подают струю воды под давлением не ниже 120 МПа, между слоем и металлической основой формируют гидравлический клин, направленный острием к месту соединения изоляционного слоя и металлической основы.
Технический результат, который обуславливает решение поставленной задачи, заключается в упрощении приложения усилия к месту соединения разделяемых материалов за счет более удобной подачи энергии в эту зону.
Как правило, демонтаж судов производят вблизи береговых сооружений, поэтому подача воды из береговых коммуникаций не вызовет затруднений. Нетрудно поместить установку для подачи воды под давлением на демонтируемом судне, а воду в рабочую зону подавать по трубопроводу. Трубопровод может иметь такую длину, которая необходима для обработки всей поверхности. Также нетрудно предусмотреть периодические переносы установки для подачи воды, если длина трубопровода недостаточна.
Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию "новизна".
Новые признаки (выполнение сквозного прокола в изоляционном слое, подача через прокол струи воды под давлением не ниже 120 МПа, формирование между слоем и металлической основой гидравлического клина, направленного острием к месту соединения материалов) не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию "изобретательский уровень".
На чертеже показано начало отделения изоляционного покрытия от металлической основы.
ПРИМЕР
Производили удаление резинового (изоляционного) покрытия, закрепленного с помощью клея на корпусе подводной лодки (металлическая основа). Для этого металлической иглой 1 в виде трубки со скошенным торцом 2 прокалывали резиновое покрытие 3 до упора острия торца 2 иглы 1 в металлическую основу 4. От установки (на чертеже не показана) через трубопровод (на чертеже не показан), соединенный с иглой 1, и отверстие 5 иглы 1 в зону прокола подавали воду под высоким давлением - рабочее давление насоса в установке выбирали и поддерживали в пределах 120-170 МПа.
За счет давления торможения струи воды в зоне иглы 1 формировался очаг разрушения клеевого соединения, образовывался водяной пузырь, и покрытие изгибалось. По мере поступления воды давление в пузыре росло. После того как давление превысило предел прочности клеевого шва, был сформирован гидравлический клин 6, направленный острием к месту соединения материалов. Гидравлический клин 6 распространялся по окружности, центром которой была игла 1, вплоть до стыковых швов (на чертеже не показаны) отделяемого листа 3 с другими листами резинового покрытия. Скорость распространения была пропорциональна подпору (поступлению) воды в полость клина 6. Окончательный размер зоны отрыва покрытия 3 определялся условной окружностью радиусом 0,2-0,3 м, ограниченной стыковыми швами. При выходе воды (острия клина 6) в зону шва происходил прорыв воды и остановка роста полости клина 6 - условие прекращения подачи воды. Время отрыва покрытия 3 на указанном участке составляло около 20 секунд. Установлено, что относительно общей поверхности листа покрытия 3 площадь отрыва составила до 80%. Общая площадь локальных участков, на которых был выполнен отрыв покрытия 3, составила не менее 10 м2.
Даже неполный отрыв покрытия предлагаемым способом в сочетании с последующим механическим удалением существенно упрощает и ускоряет процесс удаления резинового покрытия с корпуса подводной лодки, делает его более удобным, что и было установлено в ходе межведомственных испытаний технологии, разработанной на базе заявляемого изобретения.
Таким образом, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявляемый способ при его осуществлении, предназначено для обработки изделий, преимущественно для демонтажа изоляционных покрытий на морских судах;
- для заявляемого способа в том виде, в котором он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "промышленная применимость".
Формула изобретения
Способ демонтажа изоляционного покрытия, согласно которому воздействуют на изоляционный слой, обуславливая изгиб слоя и отрыв от металлической основы, отличающийся тем, что в изоляционном слое выполняют сквозной прокол, через прокол подают струю воды под давлением 120-170 МПа, между слоем и металлической основой формируют гидравлический клин, направленный острием к месту соединения изоляционного слоя и металлической основы.
РИСУНКИРисунок 1
