Reparatie

Een kunststofdraagconstructie kan ondanks alle voorzorgen in het ontwerp en ondanks goed onderhoud toch beschadigd raken. Composiet constructies kunnen dan in principe altijd worden gerepareerd. De reparaties zijn in beginsel niet moeilijker dan houtreparaties. Met de instelling van een meubelmaker en het constructief advies van de producent of de ontwerper is het merendeel van de schades goed te repareren. Kleine schades, zoals gaten in een schaal, zijn bijna volgens een recept te herstellen. Grote schades, zoals bijvoorbeeld een gebroken mast, zou men bij houtconstructies alleen met ruim voldoende kennis van zaken ter hand nemen, zo ook bij composieten. De overeenkomst met houtreparaties ligt in de krachtsoverdracht in beide materialen: Zowel in hout als in kunststof wordt belasting gedragen door vezels. Krachtsoverdracht tussen vezels en tussen lagen vindt plaats door afschuiving in de lijmlaag of de hars. Beide zijn gevoelig voor verontreiniging (vet) van het lijmvlak.

Verschillen met hout zijn de grotere afschuiningen en het werken in een nat systeem. In tegenstelling tot hout laten versterkingslagen zich in de vorm draperen. De pasvorm van een versterkingslaag is hierdoor minder van belang en meestal is geen druk nodig. Meerdere stappen in de reparatie zijn bij kunststoffen vaak in één bewerking uit te voeren.

Wel of niet repareren
De hamvraag is: "welke reparatie kan ik wel en welke kan ik niet uitvoeren?". Bij twijfel altijd de producent en/of de ontwerper raadplegen. De complexiteit van de constructie kan een leidraad zijn bij het beantwoorden van deze vraag.

Stelregel is, dat reparatie een vak is en dat het door professionals moet worden uitgevoerd, zoals reparatie aan alle metalen, betonnen en houten constructies die hoge belastingen dragen. Meer en meer wordt bij de aanbesteding van een kunststofconstructie onderhoud en reparaties in het contract opgenomen. Hierdoor ligt de verantwoordelijkheid voor eventuele reparaties na ingebruikname ook direct bij de producent, die de meeste kennis heeft van zijn constructie.

Grondbeginselen voor reparaties
Bij reparaties is het met name van belang om de omgevingscondities te verzekeren: zo moet er schoon en vetvrij kunnen worden gewerkt en moet in sommige gevallen de omgevingstemperatuur kunnen worden beheerst. Soms is ook het beheersen van de luchtvochtigheid vereist, omdat harders van epoxyharsen vochtgevoelig kunnen zijn. Een goede kennis van de toe te passen hars is dus essentieel. Een ander verschijnsel is dat harsen met de zuurstof in de lucht kunnen reageren, waardoor de toplaag ongewenste eigenschappen krijgt. Als de omgevingscondities in orde zijn, begint elke reparatie met het verwijderen van al het beschadigde materiaal. Kenmerkend bij (hoog)belaste composieten is, dat de laminaten extreem worden afgeschuind, zodat een zeer geleidelijke overgang ontstaat tussen het ‘oude’ materiaal en het reparatiemateriaal. Hierbij moet worden gedacht aan afschuiningen van ongeveer 1:20 of meer.
Bij de keuze en toepassing van het reparatiemateriaal is het van groot belang dat hetzelfde materiaal, opbouw en vezeloriëntatie worden gebruikt.

De beste reparatie wordt verkregen door "nat op nat" te werken: het in één bewerkingsgang aanbrengen en lamineren van opeenvolgende lagen. De grootste sterkte tussen lagen wordt namelijk verkregen indien de moleculen uit twee natte lagen zich met elkaar kunnen verbinden. Bovendien spaart deze methode lastige schuurbewerkingen uit aan het lijmvlak tussen de lagen. Indien "nat op nat" niet mogelijk is, is "nat op droog" het alternatief: het lamineren op een eerder uitgeharde laag. Voorwaarde is het goed schuren van het lijmvlak.

"Droog op droog" (het inlijmen van een passend inzetstuk) wordt alleen toegepast als de beide andere methoden niet mogelijk zijn: deze methode stelt zeer hoge eisen aan de pasvorm van het in te lijmen deel. Daarnaast is er een risico van onvoldoende sterkte door de kwaliteit van de lijm, van de voorbehandeling of van de vorm van de lijmnaad.

Standaard reparaties

Reparatie van de gelcoat. Deze reparatie is eenvoudig en met name cosmetisch. Een gelcoat heeft overigens ook een beschermende functie, waardoor reparatie nodig kan zijn. De volgende stappen vindt men in de reparatie steeds terug: het wegschuren van de beschadiging in de gelcoat; controle van het laminaat op beschadigingen: indien het laminaat beschadigd is, wordt eerst het laminaat gerepareerd; afwerking met twee-componenten lak of gelcoat.

Reparatie van een gat in een laminaat. Een dergelijke schade tast de sterkte van de constructie aan. De volgende kenmerkende reparatie-stappen komen in deze reparatie voor: het verwijderen van de schade en afschuinen van de randen; controle op delaminaties (loslating tussen de lagen); definitie van de opbouw van het laminaat en prepareren van de 'patches' (in te lamineren weefsellagen); het lamineren van de patches over het gat, en uitharden; het plamuren en afwerken met een twee-componenten lak of gelcoat

Het repareren van sandwichconstructies kent de volgende stappen: verwijderen van de schade; reparaties van achterste huidplaat als hierboven beschreven; opvullen van beschadiging in de kern. Hiervoor wordt kunststof plamuur en hars met katoenvlokken of microballoons gebruikt voor kleine beschadigingen en het originele kernmateriaal bij grotere beschadigingen; repareren voorste huidplaat.

Reparatie van flenzen (gordingen) uit Uni-Directioneel materiaal Een flens (gording) uit UD-materiaal is een hoogbelast onderdeel en is vaak uitgevoerd in koolstof met een hoog vezelvolumegehalte. Reparatie van een gebroken gording luistert zeer nauw voor wat betreft afschuining, gelijkmatige dikte en sprongen in de neutrale lijn.
De stijfheid is vaak goed te herstellen. Herstel van sterkte is lastiger: Zelfs voor een op het oog goed uitgevoerde reparatie kan de sterkte meer dan gehalveerd zijn door bijvoorbeeld een spanningsconcentratie aan het einde van de afschuining.

Reparatie van een gewikkeld product
Succesvolle reparatie is afhankelijk van de opbouw van het gewikkelde laminaat en van de functie van het product. Een gewikkeld product is meestal een verzameling UD-versterkingen die in stroken of tapes met een vlechtstructuur zijn aangebracht. Het herstellen van de sterkte met lagen weefsel is dus niet goed mogelijk. Indien de oorspronkelijke sterkte van het product moet worden behaald, is repareren niet goed mogelijk.

Vervangen van ingelamineerde beslagen
Kunststoffen zijn tot zekere hoogte permeabel voor vocht. Hierdoor kunnen ingelamineerde metalen beslagen corroderen. Dit is vaak waar te nemen door zwelling van het laminaat en sporen van corrosieproducten (roest) op het oppervlak rond het beslag.Ook ingelamineerde metalen beslagen kunnen worden gerepareerd. Procedures zijn vergelijkbaar met hierboven genoemde reparaties. Bij metalen beslagen moet men met name denken aan het goed reinigen en voorbehandelen van het metalen oppervlak. Het primen van de metalen delen is meestal noodzakelijk om de duurzaamheid van de verbinding te garanderen.

Onthechtingen en delaminaties
Indien twee schalen van een constructie op de overlap onthecht zijn, kan de verbinding soms worden hersteld door hars in de delaminatie te injecteren.

De schalen worden hierbij zo mogelijk van elkaar gedrukt, zonder verdere schade te veroorzaken. De spleet wordt vervolgens gereinigd en indien mogelijk geschuurd. Vervolgens wordt de spleet gevuld met een hars of lijm met vulstoffen en de schalen worden aangedrukt.

Delaminaties in een laminaat of tussen huidplaat en kern kunnen soms worden gerepareerd met een vacuüminjectie of RTM methode: de kunst is hierbij de injectiepunten en de opkomers zo te plaatsen dat alle lucht kan ontsnappen en de delaminatie volledig met hars wordt gevuld.

Osmose
Een specifiek geval is schade door osmose. Bij osmose verzamelt zich vocht in kleine holten in de gelcoat of het laminaat. Door de inwendige overdruk die in de holte ontstaat, kan schade optreden aan het laminaat, of kunnen blazen in de gelcoat ontstaan. De reparatie bestaat uit het verwijderen van de gelcoat, reinigen en repareren zoals eerder beschreven.