CC BY
26«етушшшм-лшшау» 2021 / technical science
27
Сменная работа была идентифицирована как важный профессиональный риск, в частности, доказана связь работы с ротацией дневных и ночных смен с избыточным весом и ожирением [5].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В современном обществе нарушения циркад-ного ритма и сна чрезвычайно распространены. Есть множество доказательств о том, как плохо влияет нарушение сна на обмен веществ и характер питания что подчеркивает важность нормализации циркадных ритмов, оптимизации графиков сменной работы, устранения нарушений сна. Таким образом, основные и отдаленные негативные последствия ночной и сменной работы для здоровья не вызывают сомнений. Даже при сменном графике не стоит пренебрегать 8-ми часовым здоровым сном, и не переедать перед ночной сменой, так как плотный ужин приводит к сонливости и изжоге.
Список литературы:
1) Q&A with Amita Sehgal (англ.). Penn Today. https://penntoday.upenn.edu/news/qa-amita-sehgal 31.03.2021.
2) Sallinen M., Kecklund G. Shift work, sleep, and sleepiness - differences between shift schedules and systems // Scand. J. Work Environ. Health. 2010. V. 36 (2) Р. 121-133.
3) Viitasalo K., Kuosma E., Laitinen J., Harma M. Effects of shift rotation and the flexibility of a shift system on daytime alertness and cardiovascular risk factors // Scand. J. Work Environ. Health. 2008. 34 (3): 198-205.
4) Кельмансон И. А. Экологические и кли-нико-биологические аспекты нарушений цирка-дианных ритмов сон-бодрствование у детей и подростков Биосфера: междисциплинарный научный и прикладной журнал. — 2015. — Т. 7, № 1.
5) Цветкова Е.С., Романцова Т.И., Рунова Г.Е., Беляев Н.С., Гольдшмид А.Е., Влияние сменного графика работы на показатели метаболического здоровья — М.: Ожирение и метаболизм, 2019 — С.11-19
УДК 006.015.5
Кожемяченко А.В.
Доктор технических наук, профессор факультет техника и технологии ИСОиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты Россия, г. Шахты Головачев А.В. студент магистратуры факультет техника и технологии ИСОиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты Россия, г. Шахты Мишин А.Б. студент бакалавриата факультет техника и технологии ИСОиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты Россия, г. Шахты DOI: 10.24412/2520-6990-2021-15102-27-30 ПРИМЕНЕНИЕ КЛЕЕВ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ ТРУБОПРОВОДОВ И СОСУДОВ ГЕРМЕТИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Kozhemiachenko A. V.
Doctor of technical Sciences, Professor faculty of engineering and technology Isop (branch) of DSTU in Shakhty Russia, Shakhty Golovachev A. V. graduate student Faculty of Engineering and Technology ISOiP (branch) DSTU in Shakhty Russia, Shakhty Mishin A.B. the undergraduate student faculty of engineering and technology Isop (branch) of DSTU in Shakhty Russia, Shakhty
APPLICATION OF ADHESIVES FOR SEALING CONSTRUCTIONS OF PIPELINES AND VESSELS
OF SEALED CONSTRUCTIONS
Аннотация.
В статье представлен аналитический обзор использования клеевых композиций на основе эпоксидных смол для герметизации соединений трубопроводов и емкостей используемых в нефтегазовой отрасли. Abstract.
The article provides an analytical review of the use of adhesive compositions based on epoxy resins for sealing joints of pipelines and containers used in the oil and gas industry.
Ключевые слова: композиция; клей; герметичность: емкость; трубопровод; соединение. Keywords: composition; glue; tightness: capacity; pipeline; compound.
Современные клеи-герметики на основе различных полимеров нашли широкое применение для герметичного соединения металлов, неметаллических материалов и их сочетаний в конструкциях и изделиях практически во всех отраслях народного хозяйства. Несомненные достоинства технологии использования клеев-герметиков обусловили их использование в авиационной, ракетно-космической и автомобильной, химической, нефтегазовой, электротехнической и радиотехнической отраслях промышленности, судо- и приборостроении, строительстве, медицине и ремонтном производстве. Использование клеев-герметиков часто позволяет упростить технологию производства, снизить себестоимость изделий и получить значительный экономический эффект. В некоторых случаях клеевая технология сборки является единственно возможным способом соединения разнородных материалов, позволяющим получить прочный, герметичный и долговечный шов между деталями.
В трубопроводном транспорте и нефтегазовой промышленности широкое распространение получили способы соединения металлических труб с помощью клеев. В США разработана технология соединения труб с толщиной стенки до 4,5 мм и диаметром от 1,5 до 4,5 дюймов при помощи эпоксидного клея [1]. Клей наносится на внутреннюю поверхность раструба одной трубы и наружную поверхность не нарезанного конца другой. Последний вставляют в раструб и стык обжимают в специальном зажимном приспособлении, работающем от гидравлической системы. После обжатия стык для изоляции обматывают полимерной лентой с клее-
W//S/S//////
1 1 777777777Т7777^77777777777
а
вым слоем, после чего трубопровод сразу же укладывают в траншею. Если по каким-либо причинам трубопровод не будет в течение 15 мин уложен в траншею, его следует оставить в покое до отверждения эпоксидного клея, на что требуется около 48 час. В противном случае в клеевом шве могут появиться трещины, которые в дальнейшем приведут к утечке продукта. Такие клеевые соединения работают под давлением 56-85 атм. в интервале температур от минус 45 до плюс 90 оС.
В России также используют эпоксидные клеи для соединения труб в нефтепроводах, газопроводах и водопроводах. Соединение металлических труб газопровода производят с помощью металлической муфты длиной 40-50 мм с гладкой внутренней поверхностью. Зазор между муфтой и трубами составляет от 1 до 1,5 мм. Перед соединением труб поверхность склеивания очищали травлением в 20%-ном растворе кальцинированной соды и промывали водой. Затем очищенную поверхность обезжиривали бензином-растворителем. Собранный таким способом газопровод при гидравлических испытаниях выдержал давление 10,5 МПа [1;2].
В зависимости от диаметра и условий эксплуатации труб существует несколько способов их соединения с помощью клея (рис. 1) [1-4]. Трубы небольшого диаметра можно соединять путем формирования стеклопластиковой муфты из стеклоткани, пропитанной эпоксидной композицией (рис. 1, г). Трубы диаметром больше 50 мм рациональнее соединять с помощью металлических муфт или раструбов (рис. 1, а, в).
ЩШШЗШЬ
б
уУУУУУУУУУУУ^ГО;
\УУУУУУУУУУУУУУ^у|
Т///М//М//7777Щ
у—„шшишт
".....^INIIIIIIlilllllllNir
TZZZZZZZZZZZZZZ.
'¿/////////////А
в
Рисунок 1 - Типы герметичных клеевых соединений металлических трубопроводов: а - на надвижной муфте; б - телескопическое; в - раструбное; г - на клеевой стеклопластиковой муфте; 1- труба; 2 - металлическая муфта; 3 - клеевой слой; 4 - слои стеклоткани
«шушмим-лшигмау» 2021 / TECHNICAL SCIENCE
29
Зазор между склеиваемыми поверхностями не должен превышать 2 мм, а оптимальная его величина 0,5 - 0,8 мм. После склеивания всех стыков необходимо обеспечить неподвижность склеенных соединений на период отверждения клея (6 - 10 ч при 10 - 20 оС). В случае склеивания при низких температурах (ниже 10 оС) соединение рекомендуется подогревать, применяя для этой цели греющие пояса, позволяющие поддерживать температуру в зоне стыка до 80 оС.
В нефтяной промышленности эпоксидные композиции применяют для соединения трубопроводов и ремонта нефтяной запорной аппаратуры. Наибольшее распространение получили клеи холодного отверждения на основе эпоксидного олигомера ЭД-20, ЭД-16 и отвердителей - полиэтиленамина или АФ-2, с наполнителями - алюминиевой пудрой, чугунным порошком, пылевидным кварцем, портланд-цементом и др., и пластификаторами - дибутилфталатом, тиоколом. Для этих целей можно использовать также эпоксидные клеевые композиции марок К-153, К-115, Т-111. Для герметизации поверхностей нефтяной аппаратуры используют порошковые эпоксидные композиции, отверждаемые при температуре 150-200 оС в течение 0,5-4 час, например, ПЭП-177 [2;5].
Эпоксидные композиции применяют для герметизации резьбовых соединений в трубопроводах высокого давления, которые выдерживают давление до 30 МПа при температуре до 100 оС. Эти свойства клеевой композиции позволяют использовать их для герметизации резьбовых соединений обсадных колонн нефтяных, газовых и нагнетательных скважин в нефтегазовой промышленности [2;5;6]. В работах [1;6] показана возможность использования эпоксидных клеев для получения неразъемных соединений бурильных труб.
В химической промышленности эпоксидные клеи применяют для соединения кранов из бронзы и латуни с цистернами для химических реагентов. Присоединение кранов другими способами требуют применения специальных уплотнительных средств, что усложняет и удорожает производство. Испытания показали преимущества такого способа соединения этих деталей, благодаря простоте технологии, герметичности и долговечности клеевого соединения [3].
В производстве авто- и мототехники с помощью эпоксидного клея изготавливают топливные баки некоторых типов автомобилей, мотоциклов и мопедов. Бак изготавливают склеиванием двух металлических или стеклопластиковых частей, кроме того, в бак вклеивают горлышко и штуцер крана [3].
В авиационной промышленности широко используются клеи для герметичного соединения металлов и неметаллических материалов в узлах, панелях, секциях и целых агрегатах. Применение герметичных клееных конструкций в производстве авиационной техники обусловливает ряд существенных преимуществ по сравнению с обычными стрингерными клепаными конструкциями. Это, во-первых, высокая прочность при соединении тонких листов в металлических конструкциях и увеличение предела усталости за счет снижения концентрации напряжений, которая присуща клепаным, болтовым и сварным конструкциям. Кроме того, клееные конструкции имеют большую долговечность,
чем клепаные, что в значительной степени обусловлено тем, что усталостные трещины в клееных изделиях развиваются медленно. Существенное значение имеет также гладкость наружной поверхности, снижение массы и трудоемкости изготовления изделий. Фирмы США Lockheed, Boeing, McDonnel Douglas Aircraft Corp., европейская фирма Airbus, российские фирмы «Ильюшин», «Туполев», «Яковлев» и др. используют герметичные клееные конструкции из алюминиевых сплавов, площадь которых достигает несколько тысяч квадратных метров в одном изделии. Для производства герметичных конструкций в самолетах и вертолетах используют эпоксидные, полиэфирные, фенолокаучуковые, по-лиуретановые и др. клеевые композиции. [6].
Находят свое применение клеевые соединения и в ракетно-космической технике. Герметичность, высокая усталостная прочность клеевых соединений, хорошая обтекаемость поверхностей клеевых конструкций, стойкость к действию криогенных и повышенных температур, радиации и глубокого вакуума, возможность соединения разнородных материалов - все это позволяет использовать клеевые системы в строительстве ракетоносителей, искусственных спутников и больших космических кораблей. Наиболее распространенными клеями, применяемыми для склеивания металлов и неметаллических материалов в конструкциях космических аппаратов, являются различные эпоксидные, кремнеорганические, алюмохромфосфатные клеевые композиции, а также полиуретановые и некоторые другие типы клеев [7]. Существуют методы склеивания металлов в условиях космического пространства при ремонте кораблей на орбите с использованием быстроотверждающихся клеев.
В медицинской технике клеи используют для приклеивания головок шприцов к стеклянным калиброванным цилиндрам. Для этого используют термостойкие эпоксидные композиции, способные выдерживать высокую температуру при многократной стерилизации шприцов. [3].
Для склеивания корпусов электровакуумных приборов применяют кремнийорганические клеи-герметики, например, герметик У-2-28. Приборы, изготовленные с его применением, способны работать при температуре 250 оС и сохранять вакуум более 1 года. [8]. В работе [7] показана возможность использования эпоксидных клеев для склеивания медных и алюминиевых трубок кондиционеров.
Список литературы
1. Турусов, Р.А. Напряженное состояние и особенности оценки прочности адгезионных соединений при сдвиге / Р.А. Турусов, К.Т. Вуба // Физика и химия обработки материалов. М.: - 1976. №5, С. 87-94. 2.
2. Протасов, В.Н. Применение клеевых соединений при сооружении и ремонте технологических трубопроводов / В.Н. Протасов, Я.М Кершембаум, А.И Алашев. - М.: ЦНИИГЭнефтехим, 1972. - 44 с.
3. Ковачич, Л. Склеивание металлов и пластмасс: пер.со словац. / Л. Ковачич, Под ред .А.С Фрейдина. - М.: Химия, 1985. - 240 с.
4. Кейгл, Ч. Клеевые соединения / Ч. Кейгл; пер.с англ. -М.: Мир, 1971.- 295 с.
5. Хрулев, В.И. Синтетические клеи и мастики / В.И. Хрулев. -М.: Высшая школа, 1970. - 272 с.
6. Кардашов, Д.А. Конструкционные клеи /
Д.А. Кардашов. -М.: Химия, 1989. - 464 с. 8. Притыкин, Л.М. Клеи и их применение в
7. Клеи и герметики / под. ред. Д.А. Кардашева электротехнике / Л.М. Притыкин, М.Г.Драновский, - М.: Химия, 1988. - 200 с. Х.Р.Паркшеян.-М.: Энергоатомиздат, 1983.-136 с.
УДК 006.015.5
Кожемяченко А.В.
Доктор технических наук, профессор факультет техника и технологии ИСОиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты Россия, г. Шахты
Головачев А.В.
студент магистратуры факультет техника и технологии ИСОиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты Россия, г. Шахты
Мишин А.Б.
студент бакалавриата факультет техника и технологии ИСОиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты Россия, г. Шахты DOI: 10.24412/2520-6990-2021-15102-30-33 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЛЕЕВ-ГЕРМЕТИКОВ ДЛЯ РЕМОНТА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ, УЗЛОВ МАШИН, АГРЕГАТОВ И ТРУБОПРОВОДОВ
Kozhemiachenko A. V.
Doctor of technical Sciences, Professor faculty of engineering and technology Isop (branch) of DSTU in Shakhty Russia, Shakhty Golovachev A. V. graduate student Faculty of Engineering and Technology ISOiP (branch) DSTU in Shakhty Russia, Shakhty Mishin A.B. the undergraduate student faculty of engineering and technology Isop (branch) of DSTU in Shakhty Russia, Shakhty
USE OF SEALANT ADHESIVES FOR REPAIR OF METAL PARTS, MACHINE UNITS, UNITS AND
PIPELINES
Аннотация.
В статье приведен обзор технологий использования полимерных клеевых композиций при восстановлении герметичности металлических деталей, узлов машин, агрегатов и трубопроводов. Abstract.
The article provides an overview of technologies for using polymer adhesive compositions in restoring the tightness of metal parts, machine components, units and pipelines.
Ключевые слова: узел; агрегат; машина; трубопровод; герметичность; восстановление; ремонт; полимер; клей.
Keywords: node; unit; a car; pipeline; tightness; recovery; repairs; polymer; glue.
Клеи-герметики находят все большее применение в технологиях ремонтного производства для восстановления герметичности металлических деталей, узлов машин, агрегатов и трубопроводов [13].
При ремонте автомобилей значительное количество корпусных металлических деталей, таких как блоки и головки блоков цилиндров двигателей, картеры двигателей коробки передач, муфты сцепления и ведущих мостов, корпуса коробки передач, водяного и масляного насоса, карбюратора и т.п. отправляли на переплавку из-за имеющихся на этих деталях
трещин длиной до 10 см и шириной от нескольких сотых до 2 мм, пробоин и других дефектов, т.к. ремонт толстостенных деталей с помощью сварки вызывает ряд технологических затруднений и требует наличия сложного оборудования. В настоящее время широко используется технологический процесс ремонта ряда деталей двигателя автомобиля, с применением клеевых композиций на основе эпоксидной смолы [4-7]. Для восстановления герметичности металлических деталей рекомендуют использовать клеевую композицию, имеющую состав, приведенный в табл. 1.1
[1;4].
