CC BY
179
Применение клеевых составов при техническом сервисе
О.П. Голубев, к.т.н., профессор, e-mail: [email protected]
И.Л. Кручер, преподаватель, e-mail: [email protected]
О.С. Никишина, инженер
С.В. Стребков, к.т.н., доцент
С.В. Ушаков, аспирант, e-mail: [email protected]
ФГОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», г. Москва
Рассмотрены способы восстановления работоспособности деталей машин и оборудования при помощи клеевых составов; проанализированы свойства клеевых составов на основе отечественного и зарубежного опыта их применения; доказано, что использование полимерных композиционных материалов при техническом сервисе машин и оборудования экологически оправдано.
The authors examine techniques to renovate machine parts and equipment with the use of adhesives. This article analyzes the properties of adhesive solutions and their use in Russia and in the world. The use of polymer composite materials for the technical autoservice and equipment is economically feasible.
Ключевые слова: адгезив, клеевые составы, автосервис, полимерные материалы, герметизация микротрещин. Key Words: adhesion, adhesives, autoservice, polymeric materials, sealing of microfissure.
Для поддержания автомобиля в исправном техническом состоянии требуется не только своевременное проведение технического обслуживания, но и устранение различных неисправностей. Использование полимерных материалов позволяет существенно расширить номенклатуру услуг, оказываемых автосервисами. В торговле имеется широкий выбор как отечественных, так и импортных полимерных материалов. Зная характеристики этих материалов, а также типовые технологии их использования, можно производить сложные ремонтные работы без применения дорогостоящего специального оборудования.
Использование полимерных материалов позволяет во многих случаях не только заменить сварку, наплавку, пайку, но и восстановить работоспособность деталей, ремонт которых традиционными способами невозможен или затруднен.
Рациональное использование физико -механических и химических свойств полимерных материалов позволяет снизить трудоемкость ремонта машин и оборудования на 20%, себестоимость работ на 15-20% и сократить при этом расход металлов на 40-50%. При техническом сервисе машин и оборудования преимущественно приходится иметь дело с деталями, бывшими в эксплуатации, а это значит, что поверхность их загрязнена различными отложениями органического, химического и природного происхождения, не исклю-
чено и наличие коррозии. С учетом вышеизложенного разработаны практические рекомендации по использованию клеевых составов при техническом сервисе автомобильной техники.
Ниже приведены типовые технологии, на базе которых могут быть разработаны и другие технологии использования адгезивов для ремонта и обслуживания автомобильной техники.
Ремонт сердцевин радиаторов
Несмотря на разнообразие конструкций радиаторов, используемых в автомобильной технике, и различия в материалах, из которых они выполнены, представленная технология является универсальной, т.е. пригодной для использования в любых условиях.
Сложность устранения течи в радиаторе состоит в том, что не всегда удается точно определить место течи, а также в том, что оно часто оказывается труднодоступным для герметизации. Для ремонта радиаторов в основном используются технологии, в соответствии с которыми сам радиатор полностью разбирается, на стенде определяются поврежденные трубки, после чего их запаивают с обоих концов или меняют. Такая технология допускает пайку до 10% трубок, что существенно уменьшает теплоотдачу радиатора. Данная технология трудоемка и не может быть использована для новых ти-
пов радиаторов, конструкции которых практически являются неразборными или требуют специализированного оборудования и оснастки. Кроме того, новые модели радиаторов для легковых автомобилей выполнены из пластмассы и алюминия, что делает их непригодными для ремонта по известной технологии.
Использование адгезивов позволяет, не разбирая радиатор, без точного определения места течи устранить ее, при этом технология одинакова для радиаторов как с пластмассовыми, так и с медными бачками (рис. 1).
Рис. 1. Устранение течи сердцевины радиатора
Разработанная технология ремонта радиаторов с использованием адгезивов заключается в следующем.
1. Отмечают мелом предполагаемое место течи в радиаторе и снимают радиатор;
2. Тщательно очищают предполагаемое место течи (желательно при помощи струи моющего раствора), продувают его сжатым воздухом и сушат;
3. Снизу радиатора на предполагаемое место течи накладывают резиновую прокладку, смазанную тонким слоем масла для того, чтобы после отверждения адгезива она легко отделилась от него, не повреждая покрытие, и радиатор укладывают горизонтально на деревянную подставку так, чтобы обеспечивалось плотное прилегание ее к плоскости радиатора.
В качестве адгезивного материала используется компаунд «Десан-термо», так как его малая вязкость позволяет полностью заполнить ячейки вокруг поврежденной трубки и обеспечить ее герметизацию.
Приготовленным составом сверху заполняют поврежденное место до полного заполнения этим составом всех ячеек вплоть до самого верха. Для обеспечения более полного проникновения компаунда во все полости радиатора необходимо, чтобы температура окружающей среды была 20-25 0С. Если она ниже, необходимо нагреть радиатор и компаунд. После заполнения компаундом радиатор оставляют в таком положении до полного отверждения компаунда.
Такой способ ремонта практически не ухудшает работу радиатора, так как компаунд «Десан-термо» обладает хорошей теплопроводностью.
Герметизации микротрещин в корпусных деталях
Использование адгезивов для герметизации микротрещин в корпусных деталях во многих случаях не только экономически выгодно, но и иногда является единственно возможным способом восстановления работоспособности дорогостоящей корпусной детали.
Резьбовое отверстие Каналы системы
болта крепления охлаждения
Рис. 2. Герметизация микротрещин в блоке цилиндров: а -трещина между масляной магистралью и системой охлаждения; б - трещина на корпусе двигателя
На рис. 2. показаны примеры трещин в корпусе двигателя внутреннего сгорания: рис. 2, а -трещина, «соединяющая» масляную магистраль (отверстие для подачи масла) и систему охлаждения, которая проходит через резьбовое отверстие; рис. 2, б - трещина на корпусе двигателя,
для предотвращения дальнейшего распространения трещины концы ее рассверливают под резьбу М6 и в подготовленные отверстия вворачивают заглушки с нанесенным на резьбу высокопрочным анаэробным герметиком. Ни один из общепринятых способов не подходит для устранения такого дефекта, так как трещина уходит вглубь детали, доступ к ней невозможен, и такой блок обычно выбраковывается. Использование адгезивных материалов позволяет устранить этот дефект, даже не производя демонтаж двигателя.
Перед использованием адгезивов микротрещину обезжиривают (проливают) ацетоном или бензином, продувают сжатым воздухом и сушат.
Для герметизации таких трещин в корпусных деталях (при толщине стенок более 3 мм) используются адгезивы, обладающие малой вязкостью, что обеспечивает им повышенную проникающую способность. Этим требованиям отвечают анаэробные адгезивы АН-1У (ТУ 6-01-1308-85) и Уг-7 (ТУ 6-01-1312-85). Учитывая тот факт, что трещина может иметь сложный профиль, а зазор в трещине может изменяться, предлагается использовать два адгезива. Вначале адгезивом меньшей вязкости, АН-1У, заполняют все самые мельчайшие поры и зазоры, при этом в большем зазоре он не задерживается и вытекает. Затем для герметизации оставшегося пространства необходимо использовать адгезив с большей вязкостью, Уг-7, который способен герметизировать трещину размером до 0,2 мм.
Ремонт трубопроводов
Несмотря на разнообразие режимов работы тру-боироводов и характер их повреждения (механическое, коррозионное, кавитационное), использование адгезивов во многих случаях является более целесообразным, чем использование традиционно применяемой сварки. Однако приведенные в различных литературных источниках способы ремонта (в основном нанесение бандажа с использованием стеклоткани), согласно проведенным научным исследованиям, могут обеспечить работоспособность только безнапорных трубопроводов.
На основе теоретических и экспериментальных исследований разработана технология ремон-
та трубопроводов, в соответствии с которой их необходимо разделить на две группы: безнапорные трубопроводы (системы канализации) и трубопроводы, работающие под давлением (системы гидро- и пневмоприводов, системы водоснабжения, отопления).
Согласно разработанной технологии, ремонт безнапорных трубопроводов можно производить путем нанесения на поврежденные участки адгезивных материалов, например, компаунда «Де-сан», ЛЕО и др. Возможно использование бандажа (сплошного кольцевого слоя) с прослойками стеклоткани, которая используется для армирования адгезива, придания ему нужной формы и предотвращения его стекания. Предлагаемый способ ремонта является не только экономически оправданным, но и часто бывает единственно возможным средством продлить срок службы трубопровода, так как он бывает настолько поражен коррозией, что сварку применить нельзя (как говорят сварщики, «варить не к чему»).
Разработанная технология ремонта напорных трубопроводов отличается от технологии ремонта безнапорных трубопроводов. Проведенный теоретический анализ напряженно-деформированного состояния и экспериментальные исследования показали следующее. При использовании одного адгезивного материала без жесткой накладки происходит концентрация напряжений по периметру герметизируемого отверстия, что приводит к самому неблагоприятному режиму работы для клеевого соединения - от-диру. Согласно теории клеевых соединений, такое соединение является самым ненадежным.
Поэтому для ремонта трубопроводов, работающих под давлением, необходима жесткая накладка, которая позволяет приблизить режим рабо-
ТПРМ1МНЯ
1 з
Рис. 3. Герметизация трубопроводов, работающих под давлением: 1 - трубопровод; 2 - адгезивный материал; 3 - жесткая накладка
ты клеевого соединения к рекомендуемому, когда клеевой шов будет работать на отрыв (рис. 3).
Встречаются и механические повреждения трубопроводов. Поврежденные участки трубопроводов бывает часто выгоднее вырезать и вместо них вставить новые. При этом также целесообразно использовать адгезивы, если предварительно изготовить две соединительные муфты. Таким же образом можно соединять различные трубопроводы, особенно это выгодно использовать, когда из двух выбракованных деталей собирают одну (рис. 4), например, глушитель автомобиля, у которого прогорает, как правило, одна часть, а механическим повреждениям повергается другая часть, в результате можно из двух выбракованных глушителей собрать один вполне работоспособный.
Труба Муфта Формообразующий
Рис. 4. Соединение труб с применением соединительной муфты
Перспективным является использование для герметизации поврежденных трубопроводов клеев-расплавов, которые еще мало исследованы. Разработанная примерная технология заключается в следующем. Предварительно готовится жесткая накладка так, чтобы ее площадь была в 2-3 раза больше площади герметизируемого отверстия (зависит от давления в трубопроводе). Поверхность, предназначенную для адгезивного соединения, очищают и обезжиривают. Затем на трубопровод накладывают клей-расплав, который может быть в гранулах, но для трубопроводов лучше использовать клей-расплав в виде пластин. Затем на него накладывают накладку, временно закрепляют ее в таком виде и нагревают нагревательным элементом, например, паяльной лампой. После расплавления клея-расплава паяльную лампу убирают, а накладку дополнительно прижимают к трубе на 5-10 с. После осты-
вания адгезива соединение готово для эксплуатации. Это является главным преимуществом клея-расплава, где практически отсутствует время отверждения [1].
Анализ свойств клеевых составов и технологий их применения отечественными и зарубежными ремонтными предприятиями позволяет сделать вывод, что использование полимерных композиционных материалов в условиях автосервиса и МТС при техническом сервисе экономически оправдано. Представляется целесообразным разрабатывать конкурентоспособные клеевые составы на основе отечественных компонентов, позволяющие восстанавливать работоспособность узлов и деталей машин.
По результатам теоретических и экспериментальных исследований можно утверждать, что полимерные композиционные материалы позволяют реально повысить эффективность технического сервиса машин и оборудования.
Герметизация и фиксация резьбовых соединений
Несмотря на то, что герметики используются в машиностроении не одно десятилетие, при ремонте и обслуживании автомобилей до настоящего времени они не находят широкого применения. Это можно объяснить следующим. Условия и объемы применения герметиков в машиностроении, особенно при массовом производстве, позволяют практически для каждого резьбового соединения подбирать необходимый герметик. При выполнении ремонтных работ, особенно в условиях автосервисов, необходим универсальный герметик.
Многолетний опыт внедрения герметиков, наблюдения за работой и разборкой узлов и механизмов, собранных с использованием герметиков, показал, что в качестве универсального герметика может быть анаэробный герметик УГ-9. Вязкость этого герметика и малое время схватывания позволяют использовать его для резьбовых соединений всех размеров, которые при демонтаже могут быть разобраны без повреждения, а также без применения инструмента.
Технология использования герметика при ремонте автомобилей отличается от технологии его применения в машиностроении необходимостью очистки резьбового соединения от мас-
ляных и других загрязнений. При этом не допускается использование синтетических моющих средств, так как после их высыхания остается пленка, которая препятствует отверждению анаэробного герметика [1].
Ремонт пластмассовых деталей автомобиля склеиванием
Современный автомобиль, как правило, щедро увешан пластиковыми деталями. Бамперы, решетки, накладки и прочие декоративные детали и аксессуары хотя и имеют множество достоинств по сравнению с металлом - красивые, легкие, не ржавеют, - но уж очень хрупкие. Малейший контакт, например, при парковке или при пустяковой аварии - и пластик зачастую рвется. Альтернативой замене дорогостоящей пластиковой детали может стать ремонт с применением клеевого состава. Данная технология не менее распространена, чем сварка, и является единственно возможным способом ремонта бампера из термореактивных пластмасс. Использование современных клеевых композиций позволяет ремонтировать как термопласты, так и реак-топласты.
Клеевые составы для склеивания пластмасс можно разделить на два вида.
Клеевые составы на основе растворителя плавят пластмассу, что очень удобно использовать при склеивании однородных материалов, способных растворяться. При этом предусматривается, что склеиваемые детали должны плотно прилегать друг к другу.
Наиболее широкое распространение при ремонте бамперов получили формообразующие клеевые композиции, которые после затвердевания превращаются в полимерный материал. Правильный выбор клея необходим для высокого качества ремонта. Это обеспечит лучшую адгезию клеевой композиции к данному виду пластика и одинаковые физические свойства материалов бампера и шва после его отвердения. Для проверки желательно производить контрольное склеивание. В случае последующей окраски бампера горячей сушкой необходимо применить термореактивные клеи и термопластичные клеевые композиции, нагрев которых не вызвал бы разрушения или изменения свойств полученного шва. По этой же причине желательно ремонт
бампера и его окраску производить в одной и той же мастерской.
Подготовка к склеиванию также оказывает значительное влияние на качество соединения. Поверхность подготавливают для достижения максимально возможной смачиваемости пластика клеем. Для этого, как правило, с внутренней стороны бампера производят следующие операции:
• тщательную мойку для удаления загрязнений;
• механическую обработку краев повреждения с помощью фрезы или абразивного круга для придания месту будущего шва У-образного профиля, что увеличит площадь контакта пластика с клеем, соответственно возрастет и прочность соединения;
• обезжиривание и (иногда) химическую обработку.
При изготовлении бампера для облегчения формования в состав пластика вводятся смазывающие присадки, которые могут привести к снижению адгезии клея. Для их удаления необходима многократная тщательная обработка поверхности специальными составами.
Перед началом склеивания на лицевую поверхность бампера можно нанести самоклеящуюся алюминиевую фольгу. Это позволит не только зафиксировать склеиваемые элементы и предотвратить вытекания клея, но и свести к минимуму последующие операции, необходимые для восстановления внешнего вида. После отверждения клеевого состава фольгу удаляют.
Клеевую композицию наносят ровным слоем на прилегающие поверхности склеиваемых деталей. Для упрочнения шва с внутренней стороны бампера наклеивают синтетическую или металлическую сетку, пропитанную тем же составом.
При восстановлении утерянных небольших фрагментов бампера возможно их восстановление с использованием формообразующих составов, для этого края пролома обрабатывают, как при склеивании. Затем с внутренней стороны бампера накладывают 2-3 слоя армирующей сетки, пропитанной клеевой композицией, ею же заполняют пролом. После отверждения состава на него наносят шпаклевку. В большинстве случаев выгоден ремонт проломов бамперов из стеклопластиков, поскольку недостающую часть изготавливают из недорогих полиэфирных или эпоксидных смол, усиленных сеткой или стекловолокном.
Восстановление внешнего вида - последний этап при любом ремонте - начинается с удаления лишнего материала с поверхности бампера шлифованием или срезанием. Шлифование термопластов возможно только при небольших усилиях и скоростях из-за способности плавиться.
Затем у не подлежащих окраске бамперов имитируется структура поверхности.
У окрашиваемых изделий последующую подготовку к окраске производят с помощью специально предназначенных для пластика материалов: шпаклевок, грунтовок и т.д. В противном случае при эксплуатации или уже при установке обязательно появятся трещины и отслоения. Все покрытия наносят в соответствии с технологией окраски пластмассовых деталей [2].
Таким образом, восстановление работоспособности деталей машин и оборудования при помощи клеевых составов находит все большее применение в автосервисе вследствие
простоты и доступности технологий их применения. Анализ свойств клеевых составов и изучение отечественного и зарубежного опыта их применения позволяют сделать вывод, что использование полимерных композиционных материалов при техническом сервисе машин и оборудования экономически оправдано. Для обеспечения необходимой работоспособности необходимо опираться на фундаментальные исследования специалистов данной области.
ЛИТЕРАТУРА
1. Башкирцев В.И., Гладких С.Н. Азбука склеивания и герметизации при ремонте автомобилей: Учеб. пособие. - М., 2007.
2. Башкирцев В.И. Ремонт автомобилей полимерными материалами // За рулем, 2000, № 8-7.
Поступила 03.12.2009 г.
ДИССЕРТАЦИИ, ЗАЩИЩЕННЫЕ В ДИССЕРТАЦИОННЫХ СОВЕТАХ ПРИ ФГОУВПО «РГУТиС» В 2009 ГОДУ
Д 212.150.05
Специальность 05.17.08 — «Процессы и аппараты химических технологий»
Буткевич Денис Михайлович
Тема: «Математическое моделирование коагуляции в осветлителях со взвешенным осадком»
Специальность 05.02.13 — «Машины, агрегаты и процессы (коммунальное хозяйство и бытовое обслуживание)»
Шагунов Дмитрий Валентинович
Тема: «Совершенствование амортизирующих покрытий гладильного оборудования предприятий бытового обслуживания»
