03.2011 1
Indholdsfortegnelse Stikordsregister... 3 INTRODUKTION.... 5 Historie.... 5 Hav-vindmøller.... 7 Sådan fungerer en vindmølle.... 9 Møllens opstart og stop.... 10 Vinger og materialer.... 11 Formål med uddannelsen... 12 Man kan faktisk kategorisere de forskellige typer skader som:... 14 INSPEKTION.... 14 Definition... 16 MATERIALELÆRE... 18 Hærdeplast... 19 Termoplast... 19 Epoxy... 20 ARMERINGSMATRIALER.... 20 Glasfiber... 20 REPARATIONSMETODER.... 23 Principper for reparation.... 23 Slibematerialer.... 25 Gelcoat-skader... 26 Slibning... 28 Laminatskader.... 30 Laminatskader... 30 Laminatskader - gennemgående... 31 Kernemateriale.... 32 Overfladefinish.... 33 Gelcoat. Fejl... 34 03.2011 2
Stikordsregister A additionsreaktion... 20 amin... 20 armeringsmateriale... 18 Armeringsmatrialer... 20 B barcolmåler... 32 C Chopped strand mat... 21 D Definition... 16 E Effekt... 6;10 EP... 19 epoxy... 11;18;20;33;34 Epoxy... 11;19;20 et slib... 16 F farvemålerudstyr... 32 Fejltyper... 33 Fiskeøjne... 33 G Gelcoat-skader... 26 Gennemgående ridser... 26 glansmåler... 32 Gulning... 34 GUP... 11;18 H Hærdning... 27 I Ikke gennemgående ridser... 26 indlaminere... 30 inspektion... 14;15;16 K Kernemateriale... 31 kraks... 17 Kulstofnanorør... 11 L Laminatskader... 24;29 Laminatskader - gennemgående... 30 lynnedslag... 13 Løbere og buer... 34 M matrix... 18;19 Meas... 32 mærkeeffekt... 10 N nano... 11 Nedslibning... 27 O Opfyldning... 26 Overfladefinish... 32 P paint -scope... 32 pinholes... 17 pitchstyre... 10 Polérslibning... 28 polyester... 7;11;18;19;20;34 R REPARATIONSMETODER... 23 Retningsorientering... 21 ruhedsmåler... 32 rustmærker... 16 S sandwichlaminat... 31 Sandwichskader... 24 silikone... 33 site... 14;16 sky-climber... 15 sky-lifte... 15 Slibematerialer... 25 Slibning... 28 Slipmiddel... 33;34 stalle... 10 stopvind... 10 03.2011 3
Syet måtte... 22 T Termoplast... 19 tiksotropi... 33;34 transportskader... 12 Triaxial måtte... 23 tværbindinger... 19;20 Tørslibning... 28 V Voks... 28 Vævede måtter... 22 Vådslibning... 28 W Wear and Tear... 13;14 U Unidirectional måtte... 22 UP... 19 03.2011 4
INTRODUKTION. Historie. Udnyttelsen af vind er blevet brugt i mange år. Antageligt er det startet og udviklet i Afghanistan eller Persien. Omkring år 1100 kommer vindmøllerne til Europa. År 1180 bliver en vindmølle beskrevet i en Norsk skrift. Møllerne egnede sig ikke til nordiske vindforhold da akslen stod lodret omkranset af lodrette vinger, og møllestenen lå under akslen. Rotationsretningen rettede sig efter vindretningen. Horisontalmølle. Hollænderne udviklede stubmøllen, hvor hele møllen kunne drejes op mod vinden. Møllerne blev brugt til at dræne jorden. Det skete omkring år 1300. Stubmøllen nævnes første gang i Danmark 1250. Danmarks ældste vindmølle er bygget i Svaneke, og er fra 1650. Ca. år 1400 udvikler hollænderne hatmøllen hvor kun toppen af møllen drejes mod vinden. Da det kun er toppen der skal drejes, og dermed mindre vægt, kan møllevingerne blive større. Den blev desuden forsynet med en sidepropel som automatisk drejede møllen op mod vinden. Der kunne også indrettes bolig i møllen. Sammen med vandmøller overtager vindmøller en meget stor del af det hårde fysiske arbejde. Male korn, pumpe vand, og drive smedens blæsebælg. Sammen med udviklingen kom der også skatter fra staten eller herremanden, da de var lette at kontrollere. 03.2011 5
Udviklingen til i dag. År 1891 startede Poul la Cour, som var lærer i naturvidenskab på Askov højskole, udviklingen af en forsøgsvindmølle. Det skete med støtte fra staten og i samarbejde med en møllebygger. Møllen producerede jævnstrøm, som forsynede højskolen og dele af Askov med jævnstrøm. For at kunne oplagere strøm til dage hvor det ikke blæste, sendte han strømmen gennem vand og spaltede det i brint og ilt også kaldt knaldgas. Gassen blev sendt rundt på skolen i blyrør og kunne antændes i lamper til belysning. Poul La Cour havde den ide at landbruget i Danmark skulle være selvforsynende med strøm, og uddannede derfor landelektrikere på et tre måneders kursus. Der blev opført 30 landsby-elværker med vindmøller. Ca. 1940 udviklede cement koncernen F.L. Smidth en ny mølle med 3 vinger, og en diameter på 24 m. Vingerne var aerodynamiske, og den producerede jævnstrøm. Tårnet var støbt i beton, og møllen havde en effekt på ca. 70 kilo watt. Møllen blev placeret ud for Neksø på Bornholm, og var dermed Danmarks og verdens første hav-vindmølle. Gedser-møllen blev konstrueret af vindelektriker Johannes Juul. Effekt 200 kilo watt, og en diameter på 27 m., 3 vinger, elektromekanisk krøjesystem, stall-reguleret tip-nødbremse som udløses af centrifugalkraften. Møllen blev opført 1957. Den blev forløberen for de møller som senere blev fremstillet i Danmark. Møllen kørte i 11 år uden vedligehold. 03.2011 6
Ved oliekrisen i 1973 steg interessen for alternativ energi. Det blev starten på Tvind-møllen. Den blev opført fra 1975 til 1978, og var i flere år Verdens største vindmølle. Diameter var på 54 m. Møllen er en bag-løber, dvs. vinden møder tårnet først, og derefter vingerne. Møllen fik i 1993 nye vinger og har kørt nu 70000 timer, og har produceret ca. 12 mio. kilo watt. 1978 blev "Prøvestationen for vindmøller" oprettet på Risø. Den danske vindmølleindustri blev startet i det små af private og små virksomheder, samt små møller. Langsomt men støt har det udviklet sig til en storindustri. I 2005 støbte L.M. verdens længste vinge 61,5 m. 17 tons pr. vinge. Vakuumstøbt i polyester. Vingerne blev anvendt til en 5 Megawatt. Mølle, som dækker forbruget til ca. 5ooo husstande. Tal fra 2002. Samlet omsætning ca. 20 mia. Samlet antal beskæftigede ca. 20000 Verdensmarkedsandel ca. 20 % Dækker ca. 20 % af den samlede elforbrug i Danmark. Hav-vindmøller. 2002 startede opførelsen af hav-vindmølleparken Horns Rev 1 ved Esbjerg. 80 stk. 2 megawatt møller, som dækker ca. 2 % af det samlede el forbrug i Danmark eller strøm til 150000 danske husstande. Hav-vindmølleparker i Danmark 03.2011 7
Idriftsatte hav-mølleparker 1. Vindeby (1991) 11 møller, 5 MW 2. Tunø Knob (1995) 10 møller, 5 MW 3. Middelgrunden (2000) 20 møller, 40 MW 4. Horns Rev I (2002) 80 møller, 160 MW 5. Rønland (2003) 8 møller, 17 MW 6. Nysted (2003) 72 møller, 165 MW 7. Samsø (2003) 10 møller, 23 MW 8. Frederikshavn (2003) 3 møller, 7 MW 9. Horns Rev II (2009) 91 møller, 209 MW 10. Avedøre Holme (2009/10) 3 møller, 10-13 MW 11. Sprogø (2009) 7 møller, 21 MW 12. Rødsand II (2010) 90 møller, 207 MW Aktuelle hav-mølleprojekter 13. Anholt (2012) 400 MW 14. Frederikshavn 6 demonstrationsmøller Horns Rev vil da, år 2009 være verdens største hav vindmølle-park Energistyrelsen: http://www.ens.dk/da- DK/UNDERGRUNDOGFORSYNING/VEDVARENDEENERGI/VINDKRAFT/HAVVINDMOE LLER/Sider/Forside.aspx 03.2011 8
Sådan fungerer en vindmølle. En vindmølle er en mekanisk indretning, som omsætter bevægelsesenergien i den luftstrøm, der passerer vindmøllens propel også kaldet»rotoren«. Selve vindmølleprincippet at trække mekanisk energi ud af vinden har været kendt i århundreder. Det store teknologiske spring fremad i forhold til de første el-producerende vindmøller kom, da man udstyrede rotoren med aerodynamisk udformede vinger. Den viden blev hentet fra flyindustriens udvikling af flyvemaskinevinger. Populært sagt udnytter en mølle med aerodynamiske vinger ikke blot vindens tryk på et skråtstillet blad, men den udnytter, at luftstrømmen omkring bladet skaber et undertryk på bladets bagside i forhold til vinden. Den resulterende kraft fra dette undertryk fordelt over hele vingen giver dét træk, som får vingen til at rotere. Fakta om vindenergi www.dkvind.dk 03.2011 9
Møllens opstart og stop. Vindfanen registrere vindretning og vindhastighed, ændres vindretningen aktiveres en kontakt i vindfanens fod og sender besked til krøjemotoren som så drejer hele møllehuset op mod vinden. Ved en vindhastighed på ca. 4 meter pr. sekund begynder rotoren at dreje rundt, samtidigt med rotationen begynder vingens aerodynamik at fungere og giver dermed en større udnyttelse af vinden. Når rotoren har nået en vis hastighed sørger møllens styringssystem for at møllen kobles på nettet. Frekvensen passer sammen. Ved en vind på ca. 13-14 meter pr. sekund kører møllen med mærkeeffekt maksimumeffekt. Den effekt som hele møllen er konstrueret til. Bliver vindhastigheden for høj skal møllen bremses. Dette gøres ved enten at stalle eller ved at pitchstyre vingen. Ved stalling bliver udnytningsgraden af vinden nedsat ved at den høje luftstrøm omkring vingen som skaber forstyrrende luftstrømninger. Undertrykket på bagsiden på vingen bliver mindre, og derved mindre effekt og langsommere rotation. Ved pitchstyring registrerer møllens styring at effekten er for høj. Styringen drejer vingerne lidt, så effekten bliver ringere uden at vingerne staller. Vingerne stilles så møllen kører med mærkeeffekt. Hvis vinden gennem længere tid er over 20 25 meter pr. sekund har de fleste møller nået deres stopvind dvs. vinden er så kraftig at møllens styring er programmeret til at stoppe møllen. Møllen kobles fra nettet og stopper ved at bremsen aktiveres eller ved at vingerne drejes 90 så rotationen stoppes langsomt. Effekt. Udnyttelsesgraden af danske vindmøller er ca. 25 % i forhold til den energi der er i vinden. Der udvikles meget i at forbedre udnyttelsesgraden på møllerne, energien der går spildt betyder ikke noget da den er gratis, men ved at forbedre udnyttelsen kan møllen hurtigere tilbagebetale sig selv. Miljømæssig vil en bedre udnyttelsesgrad også gavne. I dag tjener en mølle sig selv ind på ca. 3 mdr. Så al den energi der er brugt til fremstilling, opsætning, vedligehold, bortskaffelse, har møllen fremstillet på 3 mdr. I løbet af dens levetid producerer den ca. 80 gange den energi der brugs til fremstillingen For at bibeholde udnyttelsesgrader skal møllen serviceres. Det daglige tilsyn foregår elektronisk så ejeren og servicefirmaet kan følge møllen på pc. Hvis møllen har et unormalt stop tilkaldes servicefirmaet og undersøger hvorfor. Service og vedligehold indgår i et fastlagt skema så efter 1 til 3 år skal møllen efterses, sikkerhedsfunktioner afprøves sliddele udskiftes. I løbet af sin levetid på ca. 20 år 130 000 timer producere møllen strøm hovedakselen har da foretaget omkring 200 millioner omdrejninger til sammenligning bliver en bil skrottet efter ca. 4500 timer. Da har møllen kørt et halv år, og skal køre yderligere 19 år. 03.2011 10
Vinger og materialer. Vingerne er på de moderne møller placeret på vindsiden, dvs. at vinden møder først vingerne og derefter tårnet det giver minder turbulens Vindmøllevinger bruger mange teknologier fra flyindustrien. Når vinden rammer en flyvinge er turen på oversiden af vingen længere end turen under vingen, højere hastighed, derved skabes et lavere tryk over vingen end under, flyet får derved opdrift. Hvis vi tager højre vinge fra en flyver og placere den med oversiden mod tårnet vil rotoren dreje med uret rundt. Ved at øge længden af vingerne øges effektiviteten meget. Længere vinger gør det bestrøgne areal større Fordobler man rotordiameteren bliver det bestrøgne areal fire gange så stor dermed fire gange større effekt. Dette stiller store krav til vingerne og deres styrke. Oftest fremstilles vingerne af glasfiber som armering og polyester som bindemiddel GUP. (glasfiberarmeret umættet polyester) Da det er armeringen og ikke bindemidlet der giver styrke skal andelen af armering være stor, derfor bruges vakuum injektion ofte til produktionen da det øger armeringsandelen. Epoxy kan også bruges som bindemiddel, epoxy har en højere styrke end polyester men prisen er også højere, sammen med epoxy bruges der ofte andre armeringer såsom kulfiber som er lettere/stærkere men dyrere end glasfiber Træ såsom birketræ med lange fiberstruktur og bambus kan også bruges men det nye bliver nok nano. Kulstofnanorør er små cylinderformede kulstofmolekyler de kan være op til 20 cm lange og er 600 gange stærkere pr. vægtenhed sammenlignet med stål. De kan indbygges i de almindelige kulfibre. I dag har BMC bygget en cykel af kulstofnaonrør vægt for stellet er under 1 kg. www.nanovidensbank.dk Så ved at bruge nano kan styrken forbedres væsentlig, men nano vil også finde anvendelse på overfladebehandlingen på vingerne. Fordelene vil være mindre skidt og smuds, samt ingen is på vingerne. 03.2011 11
Formål med uddannelsen Formålet med dette kursus er at dygtiggøre operatører til at reparere beskadige vingeoverflader i gelcoat, og de øverste lag glasfibre. Der kan være mange årsager til skader på møllevinger. F.eks.: Det kan være transportskader. Det kan være skader, som opstår under montering af vingen. Endda meget store skader!!! 03.2011 12
Det kan være skader på grund af lynnedslag. Så er der et begreb som i fagsprog kaldes "Wear and Tear". Oversat til dansk slitage / nedbrydning af vingens overflade på grund af vind vejr. Der kan være små skader. Og det kan være store skader. 03.2011 13
Man kan faktisk kategorisere de forskellige typer skader som: Fejl under produktion. Fejl i materialet. Transport. Opbevaring og behandling på site (byggepladsen). Montering på møllen. Lynnedslag. Wear and Tear.(vind og vejr) Derfor er der et stort behov for reparatører. Der er i dag allerede mange montører og reparatører rundt omkring i verden, men desværre er der mange der ikke har en uddannelse inden for reparation af vindmøllevinger. Det medfører at mange reparationer på beskadigede vinger bliver udført forkert, hvilket efterfølgende kan medføre store ekstraomkostninger for ejerne (kunden). INSPEKTION. Nå man skal lave inspektion på en mølle kan der være flere måder at gøre det på. Man kan hænge i reb og fire sig ned ad vingen og se på overfladen og finde skaden, men reparation fra reb er meget vanskelig, og man kan kun lave overfladereparationer i gelcoat og første lag fiber. Hvis det er en større site (møllepark), kan det være at det er bestillingsarbejde, hvor en site manager har opdaget en eller anden skade på en vinge, som han mener, skal have en nærmere inspektion. 03.2011 14
Denne inspektion kan gøres på flere måder. Man kan tage billeder med et kamera med et specielt godt zoom, som kan give et fint billede af selv små skader. Problemet ved denne type inspektion er, at man kun kan se overfladen på vingen, altså ikke ved om der er skader som går dybere ind i vingen under gelcoat overfladen. Finder man skader på over fladen er en nærmere inspektion nødvendig. Man skal op på vingen. Det kan gøres på for skellige måder. Man kan også lave inspektion fra en kurv på en lift som vil gøre en reparation noget lettere, og her kan man også reparere dyberegående skader. Der findes også forskellige sky-lifte og skyclimber, som enten hænger i reb eller monteres på tårnet, som så derefter kører op ad tårnet. Det vigtigste ved en inspektion er dokumentation. Tag altid billeder. Hav altid et målebånd med på billedet, så man kan se hvor stor skaden er. FORKERT RIGTIGT 03.2011 15
Definition Det er også vigtigt at vide hvor på vingen skaden er. Her er nogle ting man skal vide om vingestrukturen. Er der en skade laves det man kalder "et slib", altså slibe gelcoaten væk således at man har mulighed for at se, om der er skader i laminatet nedenunder. Tag derefter kontakt til site maneger eller kunden for at klarlægge om en yderligere reparation er nødvendig nu, eller det kan vente til senere inspektion. Man skal være opmærksom på hvad man ser. Det kan være rustmærker fra transporten. Disse er nemme at slibe væk med sandpapir. 03.2011 16
Husk altid at sætte et stykke tape på der hvor skaden er. Det kan værre svært at finde den igen senere, hvis der er flere skade på vingen. Der kan være små kraks i gelcoaten som kræver en slibning. Der kan og så være andre ting at se efter: REVNER PINHOLES SKRABEMÆRKER Er det en af den slags skader er det ikke en alvorlig skade, men det skal repareres på et eller andet tidspunkt Her er nogle løsningsmuligheder. Man kan fræse revner og "pinholes" op med en "Drimmelfræser", hvis det kun er i gelcoaten. 03.2011 17
Er du i tvivl, slibes ned med en ekscentersliber. Så meget at du kan se laminatet nedenunder, og se om der er skader i laminatet nedenunder. Vigtigt at vide. Inden man påbegynder en reparation, er det meget vigtigt, at man er klar over hvilket materiale vingen er lavet af. Vingen kan enten være lavet af polyester eller epoxy. MATERIALELÆRE Matrix + Armeringsmateriale Umættet polyester til at lime fibrene sammen, optage tryk belastningen og holde fibrene på plads Glasfibre til at bære trækbelastningen. Tilsammen kaldet Glasfiberarmeret Umættet Polyester forkortet til GUP. I praksis er det opbygget som lag af glasfiber-måtter der lamineres sammen med polyester, og det kaldes derfor også et glasfiberlaminat. Et sådant glasfiberlaminats egenskaber er derfor helt afhængig af en række faktorer. Hvilke egenskaber har den anvendte matrix? Hvilke egenskaber har det anvendte armeringsmateriale? Hvordan er fordelingen mellem matrix og armeringsmaterialer i laminatet? Hvor god er forarbejdningen/håndværket under fremstillingen? Hvor optimal er den kemiske hærdeproces forløbet? Det er således nødvendig med en grundlæggende forståelse for disse forhold for at fremstille et godt laminat, der lever op til de ønskede specifikationer. 03.2011 18
Hærdeplast Den anvendte matrix til et glasfiberlaminat, vil som regel være en hærdeplast af typen: UP EP Umættet polyester Epoxy plast Disse plastmaterialer forarbejdes ved at blande to eller flere komponenter, hvorved der startes en kemisk proces. Denne proces skal sammenkoble de molekylekæder som plast materialerne består af, således der opstår et tredimensionelt netværks-struktur og plastmaterialet overgår fra flydende til fast form. Denne proces kaldes en hærdeproces. En hærdeplast er altså kendetegnet ved, at den forarbejdes kemisk, således at sammen koblingerne eller tværbindingerne ikke kan opløses igen. Dette betyder derfor også, at hærdeplast materialer ikke kan genanvendes. Termoplast Plastmaterialer som for eksempel: PE PVC PS osv. PolyEthylen PolyVinylChlorid PolyStyren Termoplastmaterialer forarbejdes ved hjælp af opvarmning og efterfølgende afkøling i en form eller i et værktøj. Disse plast materialer indeholder ikke tværbindinger, og kan opvarmes eller smeltes igen og igen, hvilket betyder at termoplast materialerne kan genanvendes. 03.2011 19
Epoxy På grund af de på næsten alle områder bedre egenskaber, sammenlignet med polyester, har epoxy i de senere år opnået en større og større udbredelse, specielt inden for vindmølleindustrien. Den uhærdede epoxy består af molekylekæder der i begge ender har en epoxygruppe som i sin enkle form består af to carbon (kulstof) atomer og et oxygen (ilt) atom. Disse epoxygrupper er meget reaktive, og hærdningen foregår ved at tilsætte en hærder, den almindeligste er en amin, som ved en additionsreaktion laver tværbindinger. Denne kemiske reaktion betyder, at der altid er to epoxymolekyler der binder sig til hver ende af et aminmolekyle. Hærdningen kan foregå uden at der dannes biprodukter, og uden at der anvendes opløsningsmidler i processen. I og med at aminmolekylerne dobbelt-reagerer med epoxymolekylerne i en ordnet struktur. ARMERINGSMATRIALER. Armeringsmaterialet er de fibre, som frem for alt skal give laminatet trækstyrke og stivhed. Derfor er det vigtigt at deres egenskaber sammenlignes ved valg af armeringsmateriale. Glasfiber Det flydende glas fremstilles ved at blande mineralske produkter (sand, kaolin, kalksten og colemanite) og varme det op til 1600 C. Det smeltede glas passerer gennem en digel med millimetertynde huller, og trækkes derefter til en diameter fra 5 til 24 µm samtidig med, at det afkøles. Fibrene, eller filamenterne som de også kaldes, overfladebehandles med en size eller appretur for at sikre vedhæftning til matrix, og beskytte dem mod slid under den videre forarbejdning. Den glasfiber man oftest ser i vinger er syede måtter, altså måtter der går hele vejen gennem vingen. Disse måtter medfører, at de kraftpåvirkninger som vingen udsættes for, føres ned til tårnet. Derfor er det meget vigtigt at man ved hvad det er for en slags fiber man fjerner, og hvad retning fibrene går i. 03.2011 20
Retningsorientering Hvis der er tale om retningsorienterede fibre, vil retningen altid være givet som en vinkel ud fra rullens 0 retning. Vingens 0 retning går fra rod mod tip Her ser vi lidt på hvad en det er for en type glasfiber man kan støde på når man skal reparere er de mest anvendte typer: Chopped strand mat (CSM) 03.2011 21
Vævede måtter Syet måtte Unidirectional måtte 03.2011 22
Triaxial måtte REPARATIONSMETODER. I litteraturen gives der ingen egentlig dokumentation for de metoder, der i almindelighed anbefales til reparation af fiberforstærket hærdeplast. Til reparation af konstruktioner, der ikke udsættes for ekstreme påvirkninger, anbefaler en lang række råvareleverandører fremgangsmåder, der erfaringsmæssigt har vist sig at være fornuftige. Når det drejer sig om ekstremt påvirkede konstruktioner som fly og søværnets fartøjer, kan man i flyværkstederne og hos marinen finde meget detaljerede reparationsinstruktioner, hvor intet overlades til tilfældigheder og sjældent til reparatørens egen afgørelse. Det er også ved at være almindelig at møllevinge fabrikanter har lignende vejledninger. Her er der imidlertid tale om et endeligt antal velkendte konstruktionsdetaljer, hvis betydning for hele fartøjets operationsdygtighed er kendt, og hvor kontrol af det udførte arbejde er en selvfølgelig nødvendighed. Følgerne af fejl i sådanne konstruktioner kan ofte være katastrofale. Principper for reparation. Formålet med at reparere en beskadiget konstruktion er indlysende, nemlig at genskabe de oprindelige egenskaber, helst uden at det kan ses. Ofte anses udseendet imidlertid for lige så vigtigt som f.eks. mekanisk styrke. 03.2011 23
Principielt går reparationsarbejde altså ud på at fjerne alt beskadiget materiale og erstatte det med nyt. Det lyder simpelt, men kan ofte medføre store praktiske vanskeligheder. Tilførsel af nyt materiale vil i langt de fleste tilfælde ske ved klæbning eller sekundær laminering. Det er også vigtigt at forholdene med temperaturer og luftfugtigheden er i orden i forhold til det tekniske datablad, ellers kan reparationen være katastrofalt. Reparationsopgaver kan f.eks. inddeles i følgende hovedtyper: Gelcoat- og topcoatskader Laminatskader Ikke gennemgående Gennemgående Adgang fra begge sider Kun adgang fra den ene side Sandwichskader Det er et overordnet princip, at reparationer udføres, så den oprindelige konstruktion genskabes bedst muligt, dvs. med samme materialer og med samme laminatopbygning. Hvis laminatets opbygning er ukendt, kan man skaffe sig kendskab til den ved at afbrænde et lille stykke udskåret laminat. Glasset vil da blive tilbage, og man kan se, hvilke glasfiberprodukter laminatet er bygget op af. Hvis man ikke kan skaffe de samme materialer - der kan f.eks. være tale om udenlandsk fremstillede konstruktioner eller konstruktioner af ukendt oprindelse - må man i hvert fald vælge materialer af samme type. For matrixens vedkommende kan det være nødvendigt at analysere sig frem til den anvendte type. Erfaringen har vist, at man imidlertid ikke altid kan regne med, at en bestemt matrix er god til at klæbe mod et udhærdet laminat af samme matrix, endsige af en anden matrix af samme type. Så det kan være nødvendig at lave nogle forsøg, for at være sikker på at der er en god vedhæftning. 03.2011 24
Slibematerialer. 03.2011 25
Gelcoat-skader Ikke gennemgående ridser. Ridser og skrammer, der ikke er gennemgående, men således at gelcoaten stadig udgør en lukket overflade, finslibes med vandslibepapir fra nr. 600 til nr. 1200, og de nu matte områder poleres til oprindelig eller ønsket glans med polérpasta. Gennemgående ridser. Gennemgående ridser, krakeleringer (ofte stjerneformede), blærer, huller, såkaldt elefanthud (rynker) og andre gelcoatfejl eller beskadigelser (vær opmærksom på mikroskopiske revner) udbedres, ved at gelcoaten først fjernes helt ned til glasfiberlaminatet. Randen slibes jævnt rund eller oval uden skarpe hjørner og affases med en hældning på helst 1:10. Forberedelse af skadeområde ved en gelcoat skade. Reparationsstedet renses, efter støvsugning, for slibestøv med en acetonebefugtet klud. Opfyldning. Som erstatning for den fjernede mængde gelcoat foretrækkes samme kvalitet fra samme leverandør og med samme farvenummer. Der vil oftest opstå en nuanceforskel, fordi den gamle gelcoat er falmet, men hvis ikke den er meget gammel, vil den nye gelcoat ret hurtigt få samme nuance, da den også falmer. Dosering af hærdemidler skal være meget nøjagtig, men især ved små portioner er dette vanskeligt. For en sikkerheds skyld er det en god ide altid at tage mindst 50 g gelcoat i anvendelse, selv om behovet er mindre, og så kassere overskuddet. Da de fleste fejl på dette trin skyldes utilstrækkelig sammenblanding af gelcoat og hærdemidler, skal det pointeres, at det er overordentligt vigtigt, at sammenblandingen sker omhyggeligt. Tilplastring af gelcoatreparation med plastfolie og pap. Fortsætter næste side 03.2011 26
Før gelcoaten påføres reparationsstedet, rengøres omgivelserne, og det kan undertiden være fornuftigt at behandle med voks eller andet slipmiddel, men pas på ikke at komme for tæt på reparationsstedet! Gelcoaten påføres i overskud, det kan være nødvendig at gøre det af flere omgange og derover anbringes et stykke folie af et materiale, der ikke klæber til gelcoaten. Med spartel, gummivalse eller andet passende værktøj udjævnes massen, og et stykke pap anbringes uden på folien og fæstnes med tape, så gelcoaten forhindres i at løbe, mens den hærder. Hærdning. Gelcoaten skal sikres en god udhærdning. Man bør altid kontrollere i databladet hvor længe og hvad temperatur den skal hærde ved. Nedslibning Efter hærdningen fjernes pap og folie, og reparationsstedets oprindelige kontur og overfladefinish genskabes ved en omhyggelig og tålmodig slibeproces bestående af tørslibning med forhold til den ønskede glans. Ved dobbeltkrumme flader eller andre vanskelige detaljer kan det være nødvendigt at gennemføre processen i to eller flere etaper. Fremgangsmåden illustreres på figurerne.. 03.2011 27
Slibning 03.2011 28
Grovslibning P24-P50 Mellemslibning P80-P150 Finslibning P1 80-P320 Vådslibning P400-P1 500 Polérslibning Polérpasta Voks. Meget mat, fjernes. Emnets kontur kan tilpasses Noget mat, fjernes. En pæn, glat overflade efterlades Meget lidt mat, fjernes. Fint udseende Efterlader overfladen egnet til polering Færdigbehandlet overflade Tørslibning Inden tørslibning påbegyndes, er det vigtigt at beskytte det ubeskadigede område mod unødige sliberidser, idet skadesområdet afdækkes med tape. Er der store toppe at gelcoat, der ligger langt over omgivelsernes niveau, indledes der med grov håndslibning med tørslibepapir, og der slibes videre med mellemslibning og afsluttes med finslibning. For at undgå, at der ved håndslibning slibes helt igennem gelcoatlaget, benyttes en slibeklods med samme kontur som emnets. Derved slibes der kun på de højeste punkter. På store, regulære områder kan der anvendes vinkel- eller ekscentersliber. Vådslibning Vådslibning udføres oftest som håndslibning. Der startes med korn P400-500, og når slibestedet har ens struktur, skiftes til næste kornstørrelse med største spring P200, og der sluttes med kornstørrelse omkring P1500. Jævnligt under slibningen og ved hvert skift af kornstørrelse skylles slibestedet med rent vand, For at sikre optimalt sliberesultat bør man jævnligt kontrollere resultatet i tør tilstand, ved med en kulblyant at tegne streger på emnet kan man kontrollere, at der er slebet i bund, dvs. at gamle slibespor er fjernet. Blyantsstregerne går helt ned i bunden af slibesporene, og når farven er væk, er de gamle slibespor ligeledes væk, og der kan skiftes til finere kornstørrelse. For at opnå samme finish på reparationen og den gamle overflade, skal emnet nu poleres. Polermasser findes i forskellige kvaliteter, grov, mellem og fin, man må sikre sig at den valgte polermasse efterfølger vandslibepapirets kornstørrelse. Til polering bruges en langsom kørende polermaskine (maks. 2.000 r/min.) med lammeuldsskiver eller skumgummirondeller. Til slut vokses overfladen med en beskyttelsesvoks og håndpoleres. 03.2011 29
Laminatskader. Laminatskader - ikke gennemgående. Beskadiget materiale fjernes ned til sundt (ubeskadiget) laminat, og randen af såret affases til en hældning på ca. 1:10 med groft slibepapir, fx nr. 24, idet der tilstræbes afrundede konturer, og skarpe hjørner og spidser undgås. Slibestedet renses for slibestøv med en styrenvædet klud. Det fjernede materiale kan nu erstattes enten med tilskårne stykker af glasfibermåtte eller med en glasfiberholdig spartelmasse. Sidstnævnte kan man selv blande, eller den kan købes færdigblandet i pakker med afmålte mængder af hærdemidler, som ofte er indfarvet for at sikre kontrollen med sammenblandingen. Materialet skal grundigt arbejdes ind i såret, så dette bliver fuldstændigt udfyldt, og så indesluttet luft arbejdes ud. Eventuelt kan fyldningsprocessen udføres i flere trin; fx først en grov og derpå en fin arbejdsgang. Det er en god ide at støbe reparationen på samme måde, som emnet er blevet lavet oprindelig. Så hvis det er håndstøbt, støber man også reparationen med hånden, hvis det er vakuumstøbt, støber man reparationen med vakuum. Det er for at få den samme glasprocent i reparationen som i det oprindelige laminat, og derved få de samme egenskaber. Nar materialet er udhærdet, slibes det jævnt og glat, og der påføres ca. 0,5 mm gelcoat, som beskrevet i forrige afsnit. På figurerne vises to vigtige trin i processen. 03.2011 30
Laminatskader - gennemgående Gennemgående laminatskader kan undertiden forekomme på steder, hvor laminatet ikke er tilgængeligt fra begge sider. Det er lidt mere besværligt at reparere, men med lidt ekstra omhu kan det sædvanligvis godt gøres tilfredsstillende. Er der tale om meget store skader, kan det være hensigtsmæssigt at støbe en ny detalje - helst i den oprindelige støbeform - svarende til det område i konstruktionen, der er beskadiget, og så indlaminere reservedelen efter udskæring af det tilsvarende beskadigede stykke. Er laminatet i sådanne tilfælde kun tilgængeligt fra én side, kan det være nødvendigt at skaffe sig adgang fx ved udskæring af et stykke ubeskadiget laminat og indlaminering af det igen efter endt reparationsarbejde. Et frit tilgængeligt laminat repareres ved fjernelse af alt beskadiget materiale, renskæring af brudstedet med afrundede kanter og dobbeltaffasning med den tidligere nævnte hældning 1:10. Nogle foreslår kun affasning på bagsiden af laminatet, således at gelcoatsiden fremstår med det mindst mulige hul. Forklaringen er, at reparation af gelcoatsiden volder størst vanskelighed og derfor foretrækkes mindst muligt. Andre derimod foretrækker dobbeltsidig affasning ud fra den betragtning, at en sådan fremgangsmåde giver en stærkere reparation. Enkeltaffaset reparation af gennemgående laminatskade. Dobbeltaffaset reparation af gennemgående laminatskade. Anbringelse af støtteplade gennem aflangt hul ved reparation af gennemgående laminatskade kun adgang fra oversiden. Ensidig affasning kan accepteres ved små eller ensidige belastninger. Hvis laminatet kun er tilgængeligt fra den ene side, må der laves et hul, der er stort nok til, at man kan komme til at bearbejde den anden side af laminatet igennem hullet. Om affasningen skal udføres enkeltsidigt eller dobbeltsidigt, er der som ovenfor nævnt forskellige opfattelser af. 03.2011 31
Ved dobbeltsidig affasning fås måske en stærkere reparation, som det til gengæld er betydeligt vanskeligere at udføre godt. Hvis hullet gøres lidt aflangt, kan en støtteplade skydes igennem og fastgøres, fx med et lag glasfibermåtte pålagt, med en ståltråd eller lignende til forsiden. Den videre fremgangsmåde følger det, der er nævnt ovenfor under ikke gennemgående skader. Hjælpemateriale til påføring af et lag glasfibermåtte indvendig i et lukket hulrum. Kernemateriale. Laminatskader sandwichkonstruktioner. Reparation af beskadigede sandwichkonstruktioner kan være meget forskellige på grund af de forskellige materialer. Her vil vi omtale et sandwichlaminat af GUP med PUR-, PVC skum eller balsatræ. Hvis kernen skal udskiftes, fordi den er beskadiget, laver man først den allerede eksisterende åbning i det ene dæklag noget større end i det andet. Den beskadigede kernedel kan da skæres ren og udtages igennem det større hul, og en omhyggeligt tilpasset erstatningskerne kan føres ind ad samme vej. Erstatningskernen må selvfølgeligt limes til det modsatte dæklag og til den øvrige kerne. Begge dæklag lukkes herefter udefra på sædvanlig vis. Hvis skaden ikke er gennemgående, men kun berører det ene dæklag og kærnen, kan samme fremgangs måde benyttes. Dog skal man passe på ikke at beskadige det uskadte dæklag, når kernematerialet fjernes. 03.2011 32
Overfladefinish. I forbindelse med reparation og finisharbejde kan det være nødvendigt at anvende forskellige målemetoder for at beskrive og dokumentere overfladekvalitet. Overfladens geometriske udformning er ofte fastsat som en maksimal afvigelse i forhold til konstruktionstegningerne. For eksempel med en afvigelse på maksimalt ± l mm. pr. meter. Den kan også fastsættes som en afvigelse i forhold til en skabelon, som placeres på emnet efter nogle fastsatte målepunkter. Endelig kan der fastsættes regler for, hvor store enkeltskader der skal repareres. Eksempel: Fordybninger under 0,5 mm og mindre end 2 mm i diameter repareres ikke. Ruheden på en overflade kan måles med en ruhedsmåler. Overfladens glans bestemmes med en glansmåler med måleenheden Meas. Overfladens refleksion måles med lys, og en spejlblank, højglanspoleret overflade vil måle 100 Meas, mens en overflade, der intet lys reflektere, vil måle 0 Meas. Afvigelser i farver kan måles med avanceret farvemålerudstyr, men i praksis vil det som oftest være et skøn, hvor der i kvalitetsbeskrivelserne er fastsat en synsafstand, hvor farveafvigelse kan ses. Eksempel: Farveafvigelser, der kan ses på 5 meters afstand og derover, skal repareres. Til bestemmelse af gelcoatlagets tykkelse kan anvendes et "paint -scope" Til bestemmelse af gelcoatlagets udhærdningsgrad anvendes som regel en barcolmåler, som ved indtrykning af en målespids måler gelcoatens hårdhed i barcol. Denne måling skal sammenholdes med den pågældende gelcoats datablad, hvor barcolhårdheden er opgivet for en optimal udhærdet gelcoat. Denne måling vil typisk ligge omkring 40 barcol for en standard epoxy gelcoat 03.2011 33
Gelcoat. Fejl Fejltype Årsag Afhjælpning/forebyggelse Delaminering Gelcoaten er forurenet med voks, initiator, fyldstof, støv el. Beskyt gelcoatens overflade mod forurening, indtil der påføres epoxy. Overskydende formvoks vandrer (migrerer) frem til overfladen. Gelcoaten er for udhærdet Glasfibre er forurenet med snavs, olie, vand el. Undgå dårlig påføring og polering af slip- midler. Påfør yderste lag epoxy og glasfiber inden 24 timer Benyt kun tørre og rene glasfiberprodukter Mikroporer (knappenålshuller/ Pinholes) Farvevariation/ Misfarvning Gelcoatlag for tykt Gelcoaten for højviskos Gelcoat forurenet fra ruller, pensler mm. (vand, acetone mm.) Løbere på bagsiden af gelcoaten Utilstrækkelig eller dårlig omrøring Pigmentindhold for lavt Overhold den anbefalede tykkelse på 600-800 my Justér viskositet og/eller temperatur Rens sprøjteanlæggets slanger, og brug kun helt tørre og rene pensler og ruller Se afsnit om løbere og buer Omrør håndoplægningskvaliteter omhyggeligt Sørg for, at gelcoaten er gennemrørt. Hvis farvepasta tilsættes af kunden, bør gelcoaten gennemrøres med mikser ved lavt omdrejningstal Justér tilsætningen af farvepasta Fiskeøjne/ Kratere Uklar, mat overflade. Gelcoat forurenet med vand, olie, silikoneolie eller snavs. Uegnet slipmiddel Snavset form Overskydende voks fra form Gelcoatlag for tyndt. Viskositet eller tiksotropi for lav Formens overflade er mat pga. slid eller dårlig polering. Slipmiddel indeholder vand, der ikke er fordampet inden oplægning at gelcoat Snavs og støv fra form Gelcoat ikke gennemhærdet inden afformning. Rengør og aftør værktøj, udstyr og slanger omhyggeligt Undgå slipmidler, der indeholder silikone. Rengør form med fnugfri klude. Fjern overskydende voks og polér form på ny Overhold den anbefalede tykkelse på 600-800 my. Justér gelcoatens viskositet, tiksotropi og temperatur. Omrør gelcoaten langsomt inden brug Polér formen ekstra omhyggeligt og påfør slipmiddel Bruges vandholdige slipmidler, så vent, indtil alt vand er fordampet Rengør form med antistatiske og fnugfri klude Sørg for, at gelcoaten er gennemhærdet og kontrollér, at hærdertilsætning har været korrekt. 03.2011 34
Fejltype Årsag Afhjælpning/forebyggelse Glasfiber- gennemslag Gelcoaten ikke gennemhærdet før oplægning af polyester og glasfibre. Kontrollér blandeforhold, geltid, temperatur af luft, gelcoat og form. Gulning Løbere og buer Laminat afformet før tilstrækkelig udhærdning Gelcoatlag for tyndt Forkert brug at glasfibermaterialer For tyndt glasfiberlaminat Gelcoat ikke tilstrækkeligt fleksibel Problemer med slipmiddel Revner i formen Gelcoatlag for tykt Lokal underhærdning af gelcoat Færdige laminater rengjort med midler, der indeholder alkalier eller aminer Gelcoat udsat for stærk termisk nedbrydning Pigmenter (billige typer), der har dårlig lysstabilitet Angreb fra vand eller andre kemikalier Gelcoat for tyk Gelcoatens viskositet eller tiksotropi for lav Omrøring af gelcoat for kraftig inden brug. Slipmiddel uegnet (silikoneindhold for højt) Kontroller varme og tid på udhærdning, inden det afformes Overhold den anbefalede tykkelse på 600-800 my Brug ekstra epoxy (vinylester) til glasfibermåtte med lav texværdi i første lag laminat bag gelcoatlaget. Anvend ikke vævede glasfiberprodukter tæt på gelcoatlaget Forøg tykkelsen af glasfiberlaminatet på berørte områder Anvend en mere fleksibel gelcoat Kontroller, at slipmidlerne og behandling af formen er korrekt Kontroller, at formens overflade er uden revnedannelser Påfør gelcoat så jævnt som muligt og overhold den anbefalede tykkelse på 600-800 my Kontroller fordeling af hærder og temperatur Brug kun vand eller neutrale rengøringsmidler Eliminer lokale varmekilder Hvis der anvendes klar gelcoat, bør kvaliteten af farvepasta undersøges Kontroller udhærdningsgraden. Kontroller, at den rigtige gelcoat er anvendt Kontrollér tykkelsen, og justér den Justér viskositeten inden påføring Benyt blandeudstyr med langsom omrøring, så tiksotropien ikke nedbrydes midlertidigt Anvend andet slipmiddel 03.2011 35