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Mit Kompositen Risse und Korrosion reparieren

Zersetzungserscheinungen an großen Stahlkonstruktionen, die in der Luft- und Raumfahrt, im Schifffahrtssektor und im Hoch- und Tiefbau verwendet werden, können katastrophale Folgen haben. EU-finanzierte Wissenschaftler haben nun eine moderne Reparaturtechnologie entwickelt, mit der sich das Problem angehen lässt.

Industrielle Technologien

Konventionelle Verfahren zur Behebung von Ermüdung und Korrosion sind die Erneuerung der Schweißnähte, der Einsatz verschraubter oder verschweißter Platten oder sogar ein Ersatz kompletter Platten. Seit kurzem werden in der Luftfahrt- und Raumfahrtindustrie auf effektive Weise Komposit-Patches genutzt, um die mit Reparatur oder Verstärkung verbundenen Wartungszeiten und Kosten zu senken. Die Wissenschaftler wandten im Rahmen des EU-finanzierten Projekts "Composite patch repair for marine and civil engineering infrastructure applications" (CO-PATCH) experimentelle und rechnerische Techniken an, um deren Einsatz an Schiffen und Brücken zu erforschen. Das Team begann mit der Definition des Rechtsrahmens für beide Anwendungen, um die Regelbefolgung zu gewährleisten. Die Forscher entwickelten eine Fehlerinspektion und eine Klassifizierungsprozedur, um zu ermitteln, welche Defekte Kandidaten für eine Reparatur mit einem Verbundwerkstoffflicken sind. Man bewertete zerstörungsfreie Prüfverfahren zur Überwachung der Unversehrheit des einmal aufgebrachten Patches. Einige erwiesen sich als geeignet für eine automatisierte Überwachung. So wurden numerische Modelltechniken entwickelt, um das Verhalten der mit Reparaturstellen versehenen Bauteile zu simulieren. Auf dieser Grundlage erstellte das Team Richtlinien für bestmögliche Verfahren und Prozeduren zum Auftragen, welche die Bewertung der Schäden, das Patch-Design, die Anbringung der Komposit-Patches und die Reparaturüberwachung beinhalten. Die Richtlinien umfassen außerdem regulatorische Erwägungen sowie empfohlene Schulungen für das Personal. Durch Großversuche demonstrierten die CO-PATCH-Forscher die erfolgversprechenden Möglichkeiten der Reparatur mit Komposit-Patches zur Aussteifung von Stahlbauelementen. Die Technologie ist umweltstabil, kann als eine dauerhafte Reparatur eingestuft werden und eignet sich gleichermaßen für Wasserfahrzeuge und Infrastrukturen im Hoch- und Tiefbau. Ihre Umsetzung wird die Wartungskosten erheblich senken und im Fall von Metallbrücken die Lebensdauer verlängern. Das hat wichtige Auswirkungen auf unsere Sicherheit und die Wettbewerbsfähigkeit der in diesen Bereich involvierten EU-Industrie.

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