4.3. Технология нанесения эпиламов

Придание требуемых свойств обрабатываемым поверхностям с помощью эпиламирования зависит не только от выбора марки эпиламов, концентрации ПАВ в растворах смазочных композиций, но к в значительной степени и от того, насколько правильно выбрана и соблюдена технология их нанесения.

Процесс эпиламирования не нуждается, в сложном оборудовании, прост и удобен в применении и практически не требует капитальных затрат. При эпиламировании поверхностей твердых тел из различных материалов технологические операции, как правило, проходятся в следующей последовательности [26]:

- подготовка обрабатываемых поверхностей;

- нанесение пленок эпиламов (эпиламирование);

- термофиксация или сушка поверхностей;

- контроль качества эпиламирования.

Подготовка обрабатываемых поверхностей. Поверхности деталей, подлежащие эпиламированию, должны быть чистыми и сухими, без следов масла, ржавчины, окалины, смазки. Детали с прижогами (режущие кромки инструмента) не подлежат эпиламированию.

Обезжиривание (расконсорвация) является обязательным условием перед эпиламированием, так как необходимо открыть поверхности детали для попадания в них ПАВ. Исключением может быть только тот случай, когда эпиламирование деталей узлов осуществляется через среду эксплуатации (масло, СОЖ) масло- и водорастворимыми эпиламами.

Для расконсервации и обезжиривания могут применяться различные растворители: ацетон, бензин "Колоша", хлорсодержащие растворители, хладоны, спирты и др. Кроме того, обезжиривание можно осуществлять и пожаробезопасними техническими моющими средствами на основе ПАВ типа Вертолин-74, Омега-1 и др.

После расконсервации детали протираются хлопчатобумажной тканью насухо либо просушиваются на воздухе (при использовании Омеги-1 необходима горячая сушка при температуре 60...100 °С).

Нанесение пленок эпиламов. Эта операция является определяющей при получении качественного покрытия. В зависимости от габаритов деталей, их материала, оснащенности предприятия используются в основном 3 метода:

- холодное эпиламирование: погружение детали в эпилам, смачивание с помощью тампонирования поверхности или аэрозольное распыление;

- горячее эпиламирование - обработка поверхностей в кипящем растворе ПАВ. Осуществляется в специальных герметичных установках, оснащенных регулируемой системой подогрева, конденсации и емкостью для рабочей среды. Нагрев растворов ПАВ возможен ТЭНами, горячей водой, паром, ультразвуком, либо погружением в эпилам предварительно разогретой детали;

- эпиламирование через рабочую среду (СОЖ, масло) - введение в рабочую среду определенного количества эпилама в виде масло- и водорастворимых композиций.

Термофиксация или сушка. Термофиксация обычно осуществляется при температуре 100...150 °С в течение 40...60 мин в термошкафах, печах или сушилках. Она усиливает хемосорбционную связь пленки эпилама с поверхностью обрабатываемого материала. В некоторых случаях качество обработки поверхностей холодным способом сравнимо с результатами эпиламирования деталей в кипящем растворе ПАВ. Однако крупногабаритные детали (из-за отсутствия больших сушильных шкафов), полимерные материалы (из-за низкой термостойкости) чаще всего подвергаются только сушке при нормальных температурах в течение 3...6 ч.

Учитывая многофакторность технологического процесса эпиламирования, целесообразно для его изучения привлекать методы математического планирования эксперимента. [10]. Для оптимизации технологии эпиламирования образцов можно использовать полный факторный эксперимент. В качестве факторов могут быть выбраны температурно-временные режимы обработки и термофиксации деталей.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭПИЛАМОВ И ДОСТИГАЕМЫЙ ЭФФЕКТ

В технике

Узлы трения машин и механизмов ресурс работы подшипников скольжения и качения возрастает в 2-10 раз.

Исключается закритическое смещение смазки ( "сухое" трение).

Приборостроение

• ресурс работы оптических приборов в узлах трения повышается в 2 и более раза;

• ресурс работы переключателей типа ПГ39 и ПГ2 повышается в 2 раза,

• обработка поршневых систем приборов давления повышает точность, надежность и долговечность работы; по результатам испытаний момент трогания поршневых систем снижен с 1,5-2,0 кг до 0,0002 кг.

Запорная и регулирующая арматура (вентили, заглушки, исполнительные механизмы)

• обработка запирающих элементов электромагнитных клапанов управления компонентных магистральных трубопроводов повысила ресурс их работы в 100 раз (за счет минимизации массопереноса при ударных нагрузках).

• возможна замена конструкционных материалов с дорогих на более дешевые (например бронзу на сталь).

• исключаются ударные нагрузки при работе клиновых затворов и т.д.

Гидросистемы и гидроприводы

• применение ФТОР-ПАВ - технологий для узлов трения и трубопроводов гидравлических систем снижает износ, коэффициент трения, момент трения и повышает ресурс их работы.

Нефтегазовая отрасль

• обработка буров, обсадочных труб, арматуры

• средства пожаротушения

• обработка газо-нефтеперекачивающих агрегатов (турбин и компрессоров)

• добавка в нефть антитурбулентных присадок с целью гидравлического сопротивления при транспортировке

•обработка запорной и регулирующей арматуры, работающей в arpeссив-ных условиях (нефть с высоким содержанием серы, высокие температуры )

Суда морского флота

Эпиламирование узлов трения и трубопроводов гидравлических систем снижает износ, коэффициент трения и повышает ресурс работы

• компрессоров КН-4 в 3 раза;

• винтовых насосов ЭМН в 3 раза;

• гидромоторов в 2 раза;

• запорной арматуры в 3 раза;

• уплотнительных узлов из резины марки ИРП-3012 в 10 раз;

• узлов трения систем рулевого управления в 5 раз.

Дизельные агрегаты

Испытания топливно-нагнетательной и впрыскивающей аппаратуры дизельных агрегатов показали, что эпиламирование поверхностей позволяет уменьшить разницу максимальных давлений у насоса и форсунки на 80-100 кг/кв.см; таким образом это мероприятие снижает давление, создающее механические нагрузки на детали привода топливного насоса на 30-40 кг/кв.см и повышает давление впрыска на 50-60 кг/кв.см, что позволяет повысить качество распыления топлива и экономичность дизеля до 3-5 г/л.с.ч.

Двигатели внутреннего сгорания

• увеличение долговечности и улучшение характеристик работы ДВС.

• исключение заклинивания двигателя при полной потере масла.

Авиация

• добавки в масла повышающие ресурс, надежность и ТТХ двигателей, гидросистем и других узлов и агрегатов самолетов.

• нетоксичные и некоррозионные жидкости против обледенения.

• рельсовая смазка

• средства против обледенения проводов

Часовая промышленность

• увеличение ресурса и точности хода часовых механизмов.

Технологическое оборудование

• обработка узлов трения металлорежущих станков повышает точность позиционирования и "мягкость" работы исполнительных механизмов, повышает ресурс работы оборудования.

• обработка любых пар трения обеспечивает увеличение ресурса работы (межремонтного пробега) в 1,5 - 2раза.

Резинотехнические изделия

Срок службы РТИ (сальниковых уплотнений) возрастает в 6-10 раз; манжетные и другие уплотнения приобретают более высокую стойкость, т.к. обработка композициями фтор-ПАВ переводит РТИ из нестойких в ограниченно стойкие, а ограниченно стойкие, в ряде случаев, в химически стойкие; при этом повышается их износостойкость (до 25 раз), повышается стойкость к старению (до 3 раз) за счет образования прочной поверхностной пленки, снижающей разрушительное воздействие окружающей среды; снижается коэффициент трения в парах РТИ-металл, РТИ-полимер, РТИ-керамика, РТИ-РТИ.

Поверхности и материалы с гидрофобными и гряземаслоотталкивающими свойствами

За счет эпиламирования гидрофобные свойства приобретаются кремнеземными, угольными, бумажными, синтетическими, стеклянными поверхностями и изделиями; повышается химическая стойкость лаков, эмалей и красок; повышается прочность пленок ЛКП, снижается пористость, возрастает их биостойкость; ликвидируется пушистость искусственных нитей.

В технологии.

Металлорежущий инструмент

Эпиламирование позволяет повысить стойкость режущего инструмента при одновременном снижении шероховатости обработанных поверхностей:

• резцов и фрез в 1,5 - 2 раза и более;

• сверл и метчиков в 3 -10 раз;

Штамповый инструмент

• обработка вытяжных штампов повышает их стойкость в 2-4 раза при исключении хромирования рабочих поверхностей;

• обработка вырубных штампов повышает их стойкость в 2-8 раз.

Пресс-формы

• обработка пресс-форм для вулканизации изделий из резины повышает стойкость инструмента в среднем в 4 раза; при этом исключается хромирование инструмента, исключается применение силиконовых смазок;

• обработка пресс-форм для литья изделий из пластмасс повышает стойкость инструмента в среднем в 4 раза; при этом исключается хромирование инструмента, исключается или снижается в 8-10 раз расход силиконовых смазок, повышается качество поверхности и повышается выход годных изделий,

Шлифование, полирование металлов

• испытания шлифовальных кругов, пропитанных составом с фтор-ПАВ, показали, что стойкость кругов между правками возрастает в 1,5 раза, стойкость до полного износа возрастает в 1,3 раза, исключаются микротрещины.

Производство полимеров, эластомеров, герметиков и т.п.

• обработка фтор-ПАВами поверхностей аппаратов и реакторов позволяет исключить влияние пристеночного каталитического эффекта при синтезе ВМС, обеспечить близкий к ламинарному режим течения жидкостей в трубопроводах; выход целевого продукта в ряде случаев повышается в 1,1-1,5 раза одновременно с повышением его качества; возрастает ресурс работы оборудования.

Строительство

• новые препараты и вещества, предотвращающие образования плесени, грибков, старения древесины и иных строительных материалов

• смазки и технологии, повышающие ресурс узлов и механизмов, работающих в особо сложных условиях (бетономешалки, бетононасосы и т. д.)

Пожаротушение

• на основе эпиламов созданы пенообразователи аналогичные "легкой воде", но с более высокими характеристиками и более дешевые.

Ниже представлена таблица областей применения эпиламов и достигаемый эффект (табл. 22.). Следует отметить, что это деление условно, так как все рассмотренные марки эпиламов придают обрабатываемой поверхности антифрикционные, антиадгезионные свойства и удерживают смазку, но степень их воздействия различна.