5.5. Відновлення роботоздатності деталей машин з використанням зносостійких металополімерних покриттів
На підставі узагальнення результатів виконаних досліджень і рекомендацій фірм, що постачають металлополімери, були вибрані необхідні матеріали і розроблені технологічні процеси нанесення відновних покриттів на деталі машин.
Крім безпосереднього нанесення металлополімерів вони включають етапи підготовки поверхонь з метою їх очищення. Ця операція виконується для забезпечення міцності зчеплення матеріалів покриття і підкладки відновлюваної деталі.
При відновленні роботоздатності деталей нанесенням покриттів і визначенні характеристик їх зносостійкості і адгезійної міцності необхідно оцінювати особливості ушкоджень конкретних деталей: відносні розміри дефектів на її поверхні, глибину ушкоджень, співвідношення розмірів шару, що наноситься покриття і підкладки. Застосування металлополімерів як відновлювальних покриттів вимагає певної технології, що полягає в підготовці поверхонь, на які наносяться покриття. Проводиться комплекс робіт, доступу до деталі, що підлягає відновленню або ремонту, включає:
1. Видалення механічним способом - інструментом, наждачним кругом або шкіркою, піскоструминної обробкою і т.п. - забруднень і корозії в зоні ремонту. Ступінь очищення при цій операції контролюється візуально або за допомогою приладів або реактивів;
2. Механічну обробку поверхні, відновлюваної деталі з метою підготовки підкладки до прилягання з покриттям. При наявності тріщин - їх сверлять в вершинах для запобігання розвитку; поверхні, що готуються до нанесення покриттів, до грубої шорсткості (Rz175 мкм), крім того, при необхідності, на них наносять канавки і т.п. Перед механічною обробкою проводиться хімічне очищення і знежирення поверхні, дотримуючись рекомендацій фірм-постачальників;
3. Після підготовки поверхонь до нанесення покриттів, готується наноситься маса металополімеру, шляхом перемішування компонентів на спеціальній дошці до досягнення рівномірної консистенції без утворення повітряних бульбашок.. Далі матеріал покриття наноситься на відновлювальну поверхню або безпосередньо, або на армуючи заставну пластину зі сталевої сітки або склотканини. Металополімер у вигляді рідкої консистенції наносять шприцами.
Таблиця 5.9 - Характеристики наскрізних пошкоджень стінок сталевих резервуарів і трубопроводів, що підлягають відновленню металополімер.
|
|||
№
|
Тип дефекту |
Розміри наскрізного дефекту, протяжність l, мм; площа S,мм2 |
Максимальний робочий тиск, МПа |
1
|
Наскрізний поперечний лінійний дефект |
l < 120 |
< 56 |
2
|
Наскрізний отвір |
S < 300 300 < S <400 |
< 56 < 40 |
При виконанні відновлювальних робіт із застосуванням металополімерних покриттів, існують технологічні особливості, пов'язані з характером пошкоджень різних типів деталей і вузлів машин. В основному вони визначаються типовими пошкодженнями, що виникають в машинах певного призначення.
Металополімери застосовують для ліквідації пошкоджень при ремонті корпусів редукторів, насосів і деталей. Характеристика типових пошкоджень приведена в табл. 5.9.
Рисунок 5.27- Схема відновлення тріщин.
Ці рекомендації можна прийняти і для загального машинобудування. Відновлювальні роботи при ліквідації пошкоджень включають:
• Розмітку, розсвердлювання і кернення відновлюючого отвору, по контуру розширюємо приблизно на 20 мм за край пошкодження.
• Приготування металополімеру.
• Введення через отвір попередньо очищеної і механічно обробленої підкладної пластини, відповідно до схеми наведеної на (рис. 5.27).
• Металополімером заповнюємо трішину пошкодженої деталі.
• Пошарове заповнення порожнини дефекту.
При відновленні корпусів, різьбових поверхонь, деталей машин зазвичай стикаються з дефектами типу раковин у фланцях і в корпусах, пористістю і т.п. Основними дефектами корпусних деталей є поздовжні тріщини. Так як, зазвичай працюють під тиском, то основною технологічною операцією з підготовки до нанесення покриття є запобігання розвитку дефекту (Рис. 5.28).
Рисунок 5.28 - Схема відновлення раковин
При раковинах - їх розрізають за напрямками розвитку пошкоджень. Ремонт некрізних раковин, в тому числі корозійного походження, проводять наступним чином:
• підготовка дефектної ділянки до відновлення з обов'язковою хімічною обробкою поверхні;
• визначення товщини стінки на відновлювальній ділянці і площі дефекту;
• оцінка можливості проведення відновлення некрізних отворів;
• розмітка, кернение дефекту і грунтування його поверхні металополімерами;
• пошарове заповнення дефекту металополімером.
Крім описаних операцій, необхідно поверхні дефектів змастити ортофосфорною кислотою, далі встановлюються пристрої, що перешкоджають розтікання маси металополімера до затвердіння і для притиснення маси, нанесеної на поверхню деталі.[11,12].
Технологічні прийоми були застосовані для відновлення роботоздатності деталей машин. За допомогою металополімеру «Суперіор» на сталевій основі (див. табл. 5.9) був відновлений шток гідроциліндра рульового керування.
На рис. 3.2 показаний загальний вигляд характерного ушкодження штока у вигляді канавки, утвореної в результаті абразивного зносу. Потім по ширині канавки виконується підготовча технологічна канавка для подальшого заповнення металополімерами (рис.5.28).
Перед механічною обробкою на поверхню штока був нанесений шар рідкого металополімеру, після полімеризації шток обточували по ширині його нанесення (рис. 5.29). На рис. 5.30 показаний вид відновленого штока після остаточної механічної обробки.
Рисунок 5.29 - Стан поверхні штока гідроциліндра рульового керування після полімеризації металополімер в заповненій їм канавки
Рисунок 5.30 - Загальний вигляд відновленого штока гідроциліндра рульового керування після обточування по ширині