CC BY
8
Литература
1. Тулинов А.Б. Технологические методы применения композиционных материалов при ремонте систем жизнеобеспечения городского коммунального хозяйства. — МГУС, 2003. — С. 124
2. Храменков С.В., Примин О.Г. Стратегия восстановления городской водопроводной сети. — ВИСТ, 1999, № 9. С.17—20.
3. Буравлёв Л.Т., Ананьев П.П., Овчаренко Л.В. (СССР) // Способ магнитно-импульсной обработки заготовок.// А.С. № 1172144 СССР от 17.11.83. УДК 621.926.086
4. Буравлёв Л.Т. Разработка научных основ магнитно-импульсного разрушения конгломератов ферропорошков // Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук. — М.: МВТУ. — 1986, ДСП.
5. Кручинин С.В., Липатов А.В., Овчаренко Л.В., Феткулин М.М. Металлополимерные композиционные материалы для ремонтно-восстановительных работ технологического оборудования. // Ремонт, восстановление, модернизация, 2002.—№ 1.— С. 37—41.
6. Буравлёв Л.Т., Кручинин С.В., Липатов А.В., Овчаренко Л.В. Композиция для ремонтных и восстановительных работ. //Патент № 1787162 от 07 марта 1991 г., Б.И. №1 от 07.01.93.
УДК 69.059
Эффективность технологических методов устранения дефектов и восстановления тепловодосчетчиков с применением композиционных материалов
А.В. Шубенков
ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»
Проблема износа в процессе эксплуатации тепловодосчетчиков в жилищно-коммунальном хозяйстве и на предприятиях сферы сервиса, отраслевой и местной промышленности, невозможность качественного, оперативного восстановления и устранения дефектов традиционными методами особенно остро встала в последнее время. Резко повысилась актуальность использования при ремонте и восстановлении корпусных деталей тепловодосчетчиков композиционными полимерными материалами, а именно металлополимерны-ми композитами и анаэробными материалами.
Основными традиционными методами устранения дефектов является заварка, установка различных заглушек и пробок, заделка эпоксидными замазками и мастиками, пропитка герметизирующими материалами.
Традиционные методы устранения дефектов корпусных деталей являются не всегда эффективными, не позволяют провести ремонтные работы оперативно, требуют значительных материальных и трудовых ресурсов [1].
Сотрудниками Российского государственного университета туризма и сервиса под руководством доктора технических наук, профессора кафедры «Конструкционные материалы» А.Б. Тулинова предложены прогрессивные технологии ремонта деталей и технологического оборудования с использованием композиционных материалов.
В условиях постоянно повышающихся тарифов на энергоносители в жилищно-коммунальном хозяйстве и
промышленности применение ремонтных технологий на базе композиционных полимерных материалов позволяет не только полностью восстановить работоспособность тепловодосчетчиков и придать им качественно новые характеристики, но и делает возможным снижение себестоимости ремонта и восстановления приборов учёта тепла и воды [1].
Металлополимерные материалы можно классифицировать по следующим признакам [2]:
— по макроструктуре (взаимному расположению, типу и форме полимерной и металлической составляющей);
— по назначению;
— по способу получения;
— по природе полимера и металла.
Рассмотрим основные технологии устранения дефектов и восстановления тепловодосчётчиков с использованием композиционных полимерных материалов.
Неплотность в местах фланцевого соединения или их коррозия — одна из причин протечек. Поврежденные участки можно быстро загерметизировать, в отдельных случаях даже без снятия давления.
Данный дефект проточной части доступен ремонту с небольшой разборкой тепловодосчетчика и последующей обработкой поврежденного места.
Эрозионно-коррозионные разрушения как внутренних, так и внешних поверхностей тепловодосчетчика могут быть восстановлены без механической обработки, используя уникальные свойства композиционных
металлополимерных материалов — равномерное растекание по поверхности.
Восстановление и устранение дефектов теплово-досчетчиков с использованием композиционных материалов является наиболее эффективной ремонтной технологией. Это обусловлено следующими факторами:
— относительной дешевизной полимерных материалов по сравнению с металлами;
— простотой их применения;
— универсальностью при восстановлении деталей из цветных и черных металлов;
— высокой химической стойкостью полимеров к различным средам.
— возможностью получения разнообразных, порой уникальных физико-химических свойств полимерных композиционных материалов, часто превосходящих по своим эксплуатационным характеристикам металлы;
— малой удельной массой полимеров;
— антифрикционными и электроизоляционными свойствами.
Проведенный анализ дефектов корпусных деталей и промышленная апробация технологических методов
восстановления и устранения дефектов технологического оборудования на базе двух предприятий (ОАО «Мытищинская теплосеть» и ММК «Мосинтраст») показали широкие возможности применения композиционных материалов в ремонтных технологиях [3,4].
Технологический процесс устранения дефектов те-пловодосчетчиков с использованием анаэробных материалов иногда называют процессом формирования адгезионно-технических систем (АдТС), так как именно от него во многом зависят их свойства, в том числе и показатели надежности. Технологические методы АдТС во многом сходны с методами применения ме-таллополимерных композитов, но в то же время имеют свои отличные особенности. Технологические операции представлены на рис. 1.
Подготовка поверхностей к нанесению анатерма является одной из основных операций процесса и оказывает определенное влияние на адгезионную прочность соединения. Подготовленная поверхность не должна иметь жирных загрязнений, ржавчины и окалины. Цель подготовки поверхности — это обеспечение адгезионной прочности.
Подготовка поверхностей
Выбор и подготовка адгезива
Технология восстановления дефектов Нанесения адгезива
Процесс отверждения
Контроль качества
Рис.1. Структурная схема технологии устранения дефектов с использованием анаэробных материалов
Выбор и подготовка адгезива - важнейшая и сложная операция технологического процесса восстановления. При широком выборе анаэробных продуктов следует учитывать:
- условия эксплуатации;
- виды нагрузок, в том числе их предельные значения;
- геометрические особенности конструкции;
- необходимые условия отверждения адгезива (температура, давление, время);
- стоимость адгезива, его дефицитность и пр.
Следует выделить необходимые требования к анаэробным материалам:
- адгезив должен обладать тиксотропными свой-
ствами, т.е. не должен стекать с вертикальных поверхностей;
- адгезив должен хорошо смачивать любую поверхность, даже в случае, если на ней имеются следы влаги, ржавчины, масла и других загрязнений, так как не всегда возможно провести её очистку и обезжиривание;
- адгезив после старения, выраженного в снижении прочности в результате различных факторов, должен обеспечивать работоспособность изделия;
- адгезив не должен быть хрупким, поскольку в этом случае при вибрационных нагрузках восстановленная поверхность будет быстро разрушаться.
Выбор адгезионного материала должен удовлетво-
рять также требованиям надежности и учитывать характеристики анаэробных материалов и технологические особенности их применения.
Нанесение адгезива зависит от его состояния (ад-гезив может быть жидким, густым, пастообразным, может отличаться по вязкости), а также от конфигурации восстанавливаемой поверхности.
Большое влияние на прочность оказывает толщина нанесенного на поверхность анаэробного материала, оптимальное значение которого может составлять 0,1-0,4 мм. Как увеличение, так и уменьшение толщины анаэробного материала приводит к уменьшению прочности.
Жидкие анаэробные материалы целесообразно наносить из флакона через капельницу, методом окунания, либо используя специальные дозирующие устройства; густые и пастообразные адгезивы - с помощью специальных приспособлений, шприцов, шпателей.
Отверждение происходит в различных режимах и определяется химической природой полимерной матрицы. При этом анаэробные адгезивы отверждаются при комнатной температуре в течение 3-24 часов при отсутствии в соединении кислорода. Нагревом соединения до температуры 60—90°С можно ускорить процесс полимеризации в 5—6 раз.
Контроль качества восстановленной поверхности чаще всего осуществляется визуально. Таким образом, при создании адгезионно-технических систем на основе анаэробных материалов необходимо правильно выбирать анаэробный адгезив и тщательно разработать технологию восстановления. Только комплексное решение этих вопросов будет обеспечивать надежность склеенных конструкций в процессе эксплуатации.
Как показала практика применения анаэробных материалов при устранении дефектов тепловодо-счетчиков, эта технология имеет ряд преимуществ, основными из которых являются: отсутствие коррозии, снижения требований к допускам, снижение стоимости механической обработки; отсутствие искажения формы конструкций, исключение негерметичности. Поэтому использование анаэробных материалов может быть широко рекомендовано для устранения дефектов тепловодосчетчиков в жилищно-коммунальном хозяйстве [5].
Применение композиционных материалов (метал-
лополимерных композитов и анаэробных материалов) для устранения дефектов и восстановления тепловодосчетчиков обеспечивают повышение жизненного цикла приборов учёта тепла и воды.
Эффективное использование физико-механических свойств полимерных композиционных материалов позволяет значительно снизить трудоемкость ремонта, что обусловливается следующими особенностями их использования:
- технология с использованием полимерных композиций не требует сложного оборудования;
- использование полимерных композиций позволяет заменить сварку, пайку и наплавку;
- применение полимерных композиций позволяет восстановить детали, минуя сложные технологические процессы нанесении материалов и их обработку;
- технология ремонта композиционными материалами отличается значительной экономией энергоресурсов.
Применение композиционных материалов позволяет снизить трудоемкость ремонта на 20—60%, себестоимость работ на 45—60%, сократить расход металлов на 40—50%.Это обусловлено тем, что такая технология не требует сложного оборудования и высокой квалификации рабочего персонала. Основные преимущества технологии ремонта с использованием композиционных материалов заключаются в сокращении сроков ремонта в 5—10 раз по сравнению с традиционными.
Широкое применение прогрессивных ремонтных технологий с использованием композиционных материалов в жилищно-коммунальном хозяйстве и на предприятиях сферы сервиса, отраслевой и местной промышленности призвано обеспечить более высокую надежность и долговечность систем водоснабжения и теплоснабжения.
Таким образом, применение современных технологий устранения дефектов и восстановления корпусных деталей с использованием композиционных полимерных материалов дает возможность эффективно обеспечить допустимые значения эксплуатационных характеристик восстановленных тепловодосчетчиков и рекомендовать приборы учёта тепла и воды к эксплуатации в промышленности и в жилищно-коммунальном хозяйстве.
Литература
1. Тулинов А.Б. Технологические методы применения композиционных материалов при ремонте систем жизнеобеспечения городского коммунального хозяйства. — М.: МГУС, 2003. — 124 с.
2. Металлополимерные материалы и изделия. Под ред. В.А. Белого.— М.:, Химия, 1979. —312 с.
3. Тулинов А.Б, Шубенков А.В., Корнеев А.А. Исследование возможности восстановления литейных корпусных деталей с применением композиционных материалов /Прогрессивные технологии и научные исследования в области сервиса и дизайна: Сборник научных трудов, ГОУВПО «МГУС».— М., 2006.— С.74.
4. Корнеев А.А, Шубенков А.В. Применение композиционных материалов для восстановления и защиты деталей технологического оборудования. / Наука—сервису. XI-я Международная научно-практическая конференция. Секция «Технические средства сервиса»: Сборник научных статей, ГОУВПО «МГУС».— М., 2006.— С. 300-303.
5. Тулинов А.Б, Шубенков А.В., Корнеев А.А., Гончаров А.Б. Технологии устранения дефектов корпусных деталей анаэробными материалами. /Научно-теоретические проблемы современного российского общества: Материалы Первой научно-технической конференции аспирантов и молодых ученых, ГОУВПО «МГУС». —М., 2006.— С.113— 115.
