CC BY
62
зяйственной техники отделочно-упрочняющей электромеханической обработкой: автореферат дис. ... доктора техн. наук. — М., 2006. — 29 с.
2. Федоров, С.К. Повышение долговечности деталей сельскохозяйственной техники электромеханической обработкой: автореферат дис. . доктора техн. наук. — М., 2009. — 32 с.
3. Отделочно-упрочняющая электромеханическая обработка резьбы насосно-компрессорных труб / Л.В. Федорова, С.К. Федоров, Ю.Н. Курамшин [и др.] // Бурение и нефть. — 2006. — № 1. — С. 10-12.
4. Федорова, Л. В. Отделочно-упрочняющая электромеханическая обработка метрической резьбы / Л.В. Федорова, С.К. Федоров // Метизы. — 2007. — № 2(15). — С. 68-71.
УДК 678:53
А.С. Кононенко, канд. техн. наук, доцент
ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
ОЦЕНКА ВРЕМЕНИ ОТВЕРЖДЕНИЯ АНАЭРОБНЫХ И СИЛИКОНОВЫХ ГЕРМЕТИКОВ ПО ДЕФОРМАЦИОННЫМ СВОЙСТВАМ
Неподвижные фланцевые соединения применяются практически во всех отраслях промышленности для разделения сред с различными физическими параметрами. Герметичность таких соединений определяется в основном упругостью уплотнителя, которая зависит от его деформационнопрочностных свойств [1].
В качестве уплотнителей для неподвижных фланцевых соединений до недавнего времени использовались прокладки из традиционных материалов (алюминий, латунь, никель, свинец, медь, асбест, паронит, картон, кожа, пробка, фибра, резина, фторопласт и др.). Они не всегда обеспечивают требуемую герметичность фланцевых соединений по причине невысокого качества соединяемых поверхностей, недостаточной затяжки резьбовых соединений и т. д.
Прокладки из герметиков лишены этих недостатков, они полностью заполняют макро- и микронеровности герметизируемых поверхностей фланцев, не требуют высоких контактных давлений. Герметики целесообразно применять для герметизации соединений, которые в соответствии с правилами и нормами не предусмотрено разбирать во время эксплуатации.
Герметики по механизму отверждения, физическим и технологическим свойствам подразделяют на высыхающие, невысыхающие, вулканизирующиеся и полимеризующиеся [2-4]. Наибольшее применение для уплотнения фланцевых соединений получили вулканизирующиеся и полимеризую-щиеся герметики. Вулканизирующиеся герметики по типу каучука подразделяют на тиоколовые (по-лисульфидные), силоксановые, фторкаучуковые, фторсилоксановые, силиконовые и т. д. В качестве полимеризующихся герметиков для уплотнения фланцевых соединений используют в основном анаэробные герметики, которые представляют собой составы на основе смол акрилового и мета-
112
крилового ряда, способные длительное время находиться в вязкотекучем состоянии в присутствии кислорода воздуха и быстро отверждаться в узких зазорах при нарушении контакта с ним.
В машиностроении наибольшее распространение получили силиконовые и анаэробные герметики. На российском рынке широко представлены отечественные силиконовые герметики — Автогерметик-прокладка (далее — Автогерметик), Автогермесил и их аналоги, используемые большинством автопроизводителей, — Loctite-598 и Loctite-5920. Анаэробные герметики отечественного производства, рекомендованные заводами ВАЗ и ГАЗ, представлены составом Анатерм-501, зарубежные — Loctite-518.
Силиконовые герметики стойки к воде, антифризу, тосолу, синтетическим и минеральным маслам. Исследуемые герметики различаются диапазоном рабочих температур: Автогерметик работоспособен в диапазоне температур от -50 до 200 °С, Loctite-598 — от -54 до 205 °С, Автогермесил — от -60 до 250 °С и Loctite-5920 — от -60 до 350 °С. Анаэробные герметики используют для герметизации соединений, стойких к воздействию бензина и дизельного топлива. Анатерм-501 работоспособен при температурах от -60 до 150 °С, а Loctite-518 — от -55 до 150 °С.
Герметичность неподвижных фланцевых соединений зависит от деформационно-прочностных свойств герметизатора, которые у прокладок из анаэробных и силиконовых герметиков связаны с кинетикой их отверждения. Об окончании этого процесса можно судить по стабилизации деформационнопрочностных свойств герметика.
Деформационные свойства силиконовых и анаэробных герметиков исследовали на образцах в виде цилиндрических стальных дисков диаметром 30 и высотой 5 мм с покрытиями данных составов толщиной 0,1, 0,2, 0,3, 0,4 и 0,5 мм. Покрытия из силиконовых герметиков выдерживали на воздухе при
температуре 20 °С от 1 до 24 ч. Анаэробные герметики полимеризовали в аналогичных условиях между двумя стальными дисками.
Давление 10 МПа на цилиндрический индентор диаметром 10 мм модернизированного твердомера типа ТП создавали с помощью грузов [5]. Время нагружения (60 с) измеряли секундомером, толщину покрытия определяли с помощью индикаторной головки МИГ-1М с ценой деления 0,001 мм.
Общую деформацию определяли по уравнению
Л0 = Й0 - ^1, где к0 и кх — толщина покрытия до и после нагружения.
в зависимости от типа герметика: у анаэробных (Анатерм-501 и Loctite-518) — на 36...38 %, у силиконовых со средней теплостойкостью (Автогерметик и Loctite-598) — на 66.68 % и у силиконовых с высокой теплостойкостью (Автогермесил и Loctite-5920) — на 54.60 % (рис. 2). Таким образом, время полимеризации анаэробных герметиков менее всего зависит от температуры окружающей среды.
Остаточная или необратимая деформация, мм,
Л1 = к0 - к2,
где к2 — толщина покрытия после снятия нагрузки.
Высокоэластическая (обратимая деформация), мм,
Л2 = к2 - к1.
С увеличением времени выдержки анаэробных и силиконовых герметиков их общая и остаточная деформации снижаются, а высокоэластическая деформация увеличивается (рис. 1). Стабилизация деформационных свойств у Ана-терм-501, Автогерметика и Авто-гермесила происходит через 8 ч выдержки после нанесения герметика, у Loctite-518 и Loctite-598 — через 12 ч и у Loctite-5920 — через 21 ч. При этом общая, остаточная и высокоэластическая деформации соответственно составили, мкм: Анатерм-501- 51, 9 и 42, Loctite-518 — 62, 8 и 54, Автогерметик — 55, 14 и 41, Автогер-месил — 53, 17 и 37, Loctite-598 — 58, 12 и 46 и Loctite-5920 — 61, 21 и 40.
С целью определения влияния температуры внешней среды на скорость отверждения герметиков образцы после нанесения на них исследуемых составов нагревали в сушильностерилизационном шкафу ШСС-80. При увеличении температуры от 20 до 100 °С время отверждения снижается на 36.67 %
Рис. 1. Зависимость общей Л0, остаточной Л1 и высокоэластической Л2 деформаций герметиков от времени полимеризации V.
1, 2, 3 — соответственно общая, остаточная и высокоэластическая деформации ^^^-518; 4, 5, 6 — соответственно общая, остаточная и высокоэластическая деформации ^^^-5920
24
20
16
12
1
2
4^^ 3
5
6
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Рис. 2. Влияние температуры окружающей среды на время полимеризации герметиков.
^^^-5920; 2 — ^^^-518; 3 — ^^^-598; 4 — Анатерм-501; 5 — Автогермесил; 6 — Автогерметик
8
4
0
1
Анатерм-501 Loctite-518 Автогерметик Автогермесип Loctite-598 Loctite-5920
Рис. 3. Влияние толщины прокладок на время их отверждения:
1 — 0,1 мм; 2 — 0,2 мм; 3 — 0,3 мм; 4 — 0,4 мм; 5 — 0,5 мм
Время полной полимеризации и вулканизации прокладок из герметиков также зависит от их толщины. При увеличении толщины прокладок от 0,1 до 0,5 мм время полимеризации анаэробных герметиков Loctite-518 и Анатерм-501 увеличилось соответственно в 2,0 и 2,9 раза, время вулканизации силиконовых герметиков со средней теплостойкостью Loctite-598 и Автогерметик — в 1,7 и 2,2 раза и с высокой теплостойкостью Loctite-5920 и Автогерме-сил — в 1,2 и 2 раза соответственно (рис. 3). Время отверждения отечественных герметиков зависит главным образом от толщины прокладок.
Для определения полноты полимеризации прокладок из герметиков при температуре 20 °С их термообрабатывали в течение 2 ч при температуре 40.140 °С. С увеличением температуры термообработки общая, остаточная и высокоэластичные
деформации прокладок из герметиков изменяются всего на 3.10 %.
Выводы
1. Время отверждения герметиков составляет от 8 до 27 ч и зависит от толщины прокладки и температуры окружающей среды. При увеличении толщины прокладки время отверждения герметика возрастает, а при повышении температуры — уменьшается.
2. Анаэробные герметики обладают лучшими высокоэластическими свойствами, чем силиконовые, что свидетельствует об их высокой способности заполнять микронеровности на поверхностях герметизируемых фланцев.
3. При температуре 20 °С происходит достаточно полная полимеризация прокладок из герметиков, поэтому нет необходимости
проводить их дополнительную термообработку.
Список литературы
1. Уплотнения и уплотнительная техника: справочник / Под ред. Г.В. Голубева, Л.М. Кондакова. — М.: Машиностроение, 1994. — 448 с.
2. Лабутин, А.Л. Антикоррозионные и герметизирующие материалы на основе синтетических каучуков / А.Л. Лабутин. — Л.: Химия, 1982. — 214 с.
3. Буренин, В.В. Герметики для неподвижных соединений машин и механизмов / В.В. Буренин // Производство и использование эластомеров. Инф. сб. ЦНИИТЭНЕФТЕ-ХИМ. — 1994. — № 11. — С. 33-37.
4. Weltrmarkt Kleb—und Dichfsfoffe 1995 // Produktion. — 1996. — Р. 31-32.
5. Кононенко, А.С. Герметизация неподвижных фланцевых соединений анаэробными герметиками при ремонте сельскохозяйственной техники: дис. ... канд. техн. наук. — М., 2001. — 140 с.
УДК 51-74
Л.В. Козырева, канд. техн. наук, ст. преподаватель
ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
ПОИСК ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА ПОЛИМЕРНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ ДЛЯ ТРИБОСОПРЯЖЕНИЙ
Одним из важных направлений развития наноиндустрии является создание новых полимерных нанокомпозитов (ПНК), в которых в качестве наполнителей и модификаторов используются компоненты с размерами нанометрового масштаба.
При существующем разнообразии наноматериалов необходимо отслеживать влияние их присутствия в композите по комплексу характеристик, определяя не только оптимальный состав, структуру, качество и количество используемых нанообъектов, но и це-
