СПОСОБ РЕМОНТА СТЕКЛОЭМАЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ Российский патент 1996 года по МПК C23D13/00 

Изобретение относится к способам эмалирования, в частности к ремонтной технике и технологии, и может быть использовано на заводах, изготовляющих и эксплуатирующих химическое оборудование в различных областях промышленности (химической, химико-фармацевтической, пищевой и др.).

Известны способы ремонта поврежденных участков стеклоэмалевого покрытия, заключающиеся в том, что дефектное место рассверливают на определенную глубину металла, нарезают резьбу, наносят химически стойкую замазку, устанавливают прокладку и накладной элемент, например эмалированный грибок. Химически-стойкую замазку подвергают термообработке [1]
Общий недостаток этих способов в зоне контакта химически стойкой замазки, уплотнительного элемента и прокладки не обеспечивается удовлетворительная герметичность.

Наиболее близким по технической сущности является способ ремонта стеклоэмалевых покрытий, взятый нами за прототип [2] в котором на пятно дефекта, предварительно зачищенное и обезжиренное, наносят шликер заделочной эмали, высушивают его, а затем подвергают оплавлению с помощью луча оптического нагревателя, выполненного в виде дуговой ксеноновой лампы с эллиптическим отражателем.

Основной недостаток нарушение целостности эмали вследствие значительных внутренних напряжений, возникающих из-за больших температурных градиентов при интенсивном нагреве (50 100^oС/с) слоя заделочной стеклоэмали, обладающей большим термическим сопротивлением. Кроме того, тепловой поток по тем же причинам не достигает величин, необходимых для вжигания шликера в ремонтируемую поверхность (не происходит прочного сцепления эмали с поверхностью).

В работе, взятой нами также за прототип, шликер расплавляют в термобаллоне с помощью электропечи, а затем расплавленную эмаль выдавливают плунжером на дефектный участок. К недостаткам следует отнести неудовлетворительную прочность сцепления эмали с поверхностью дефектного пятна, так как тепла выдавленной массы эмали при температуре ее расплавления недостаточно для вжигания в холодную поверхность.

Предполагаемое изобретение направлено на увеличение прочности сцепления эмалевого покрытия с поверхностью и на уменьшение несплошности эмали, т.е. на повышение качества ремонта.

В заявляемом решении поставленная задача достигается тем, что последовательно подготавливают поверхность дефектного пятна: разогревают дефектный участок поверхности потоком генераторного газа до температуры на 50 100^oC, превышающей температуру плавления твердой фазы шликера (в дальнейшем температура превышения); впрыскивают шликер в поток генераторного газа при определенном соотношении массовых расходов твердой составляющей шликера и генераторного газа (в дальнейшем соотношение массовых расходов) в пределе равном 0,005 0,03; направляют двухфазный поток в смесительную камеру, где разогревают твердую фазу шликера за время пребывания 4 6 мс; эмалируют поверхность, распыливая через сопло разогретую твердую фазу шликера, после чего проводят снятие напряжений при обжиге генераторным газом, с температурой, меньшей чем в процессе эмалирования.

Авторы впервые экспериментально показали, что только такой способ ведения процесса ремонта позволяет привести вжигание шликера снять внутренние напряжения. Причем, наибольший эффект по качеству ремонта достигается при нагревании ремонтируемого локального участка поверхности изделия до температуры превышения 50 80^oC времени пребывания твердой составляющей шликера в смесительной камере 5 мс и соотношении массовых расходов равном 0,01 0,02.

Предсказать такой эффект, исходя из анализа научно-технической и патентной литературы, не представлялось возможным.

Авторы показали, что организация процесса ремонта дефектного участка без соблюдения указанных ограничений по времени пребывания и соотношению расходов приводит либо к нарушению процесса эмалирования (происходит спекание твердой составляющей шликера с поверхностью), либо процесс эмалирования становится не технологичным низка эффективность процесса. Если распыливать шликер на предварительно неразогретую поверхность пятна дефекта, то результат будет подобен прототипу.

И только соблюдение и совмещение в одном процессе таких признаков, как нагретая поверхность, время пребывания и соотношение расходов, обеспечивает получение технического результата предполагаемого изобретения улучшение качества стеклоэмалевого покрытия ремонтируемого изделия.

Предлагаемый способ ремонта стеклоэмалевых покрытий осуществляется следующим образом.

В камеру сгорания ракетного типа подают газообразные компоненты топлива, например пропан или бутан в смеси с воздухом, для подогрева генераторного газа, который используют для предварительного прогрева поверхности дефектного участка до температуры превышения, в момент достижения которой в поток генераторного газа, выходящего из камеры сгорания, впрыскивают с помощью дополнительного газа, например азота или воздуха, определенное количество шликера. После этого двухфазный поток направляют в смесительную камеру, где происходит прогрев твердой фазы и ее равномерное распределение в потоке. Используя кинетическую энергию потока, выходящего из сопла, разогретую твердую фазу распыливают на дефектное пятно, после чего проводят отжиг эмали генераторным газом.

Качество эмалевого покрытия проверяют на оплошность и работу удара по методике в соответствии с ГОСТ.24788-81 и ОСТ 26-01-106-80.

Экспериментальный материал, полученный при реализации заявляемого способа, представлен в табл.1 4. Следует отметить что в табл.1 приведены данные по качеству эмалевого покрытия при несоблюдении одного из заявляемых параметров, а именно температуры превышения (разогретый шликер наносят на неразогретую поверхность).

В табл.1 приведены данные по качеству процесса эмалирования при нанесении расплавленного шликера на неразогретую поверхность материала. Как видно из таблицы, достичь вжигания расплавленного шликера в холодную поверхность не представляется возможность эмаль от ремонтируемой поверхности отслаивается.

Состояние эмалевого покрытия на ремонтируемом участке в зависимости от заявляемых параметров представлено в табл. 2 4. Приведенные данные показывают, что при толщинах материала от 2 до 10 мм во всем диапазоне заявляемых параметров по температуре превышения, времени пребывания и соотношения массовых расходов на ремонтируемом участке получают эмалевое покрытие, соответствующее предъявляемым требованиям по удельной нагрузке и сплошности. Режим эмалирования при температурах превышения 50-100^oC, времени прерывания 5 мс и соотношении массовых расходов 0,003, хотя и отвечает требованиям по качеству эмали, нетехнологичен из-за исчезающе малой толщины слоя эмали. Режим эмалирования при температурах превышения 50-100^oC, времени прерывания 5 мс и соотношении массовых расходов 0,050 по удельным нагрузкам отвечает предъявляемым требованиям, однако эмалевое покрытие получается пористым. При режиме эмалирования при температуре превышения 150^oC во всем диапазоне соотношения массовых расходов и времен пребывания получают качественное эмалевое покрытие, однако режим также нетехнологичен из-за изменения состояния поверхности эмалевого покрытия вблизи ремонтируемого участка (волнообразование, шрамовидные бороздки). Оптимальным режимом эмалирования является режим при температуре превышения 50-80^oС, времени пребывания 5 мс и соотношении массовых расходов 0,01-0,02.

Технический результат, который обеспечивается предполагаемым изобретением, состоит не только в получении высокого качества эмалевого покрытия, но и в увеличении срока службы ремонтируемого изделия, а также в возможности проведения процесса эмалирования мелких изделий.

Что касается промышленной применимости заявляемого способа, нужно отметить следующее. Ремонты дефектных пятен осуществлялись на деталях крупногабаритных промышленных аппаратов, применяемых в химической промышленности и на предметах бытового назначения. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3 ТТТ4

Шликер заделочной эмали впрыскивают в поток генераторного газа, соблюдая соотношение массовых расходов твердой составляющей шликера и генераторного газа в пределах 0,005-0,03, затем направляют в смесительную камеру и через сопло твердую составляющую напыляют на дефектный участок, поверхность которого разогревают генераторным газом до температуры, превышающей температуру твердой составляющей шликера на 50-100^oС. Время пребывания шликера в смесительной камере составляет 4-6 мс. 4 табл.

Способ ремонта стеклоэмалевых покрытий, включающий нанесение шликера на обработанную дефектную поверхность и термообработку, отличающийся тем, что поверхность предварительно разогревают генераторным газом до температуры, превышающей температуру плавления шликера на 50-100^oС, шликер впрыскивают в поток генераторного газа при массовом соотношении расходов твердой составляющей шликера и генераторного газа 0,005-0,03, поток со шликером выдерживают в смесительной камере в течение 4-6 мс, а нанесение шликера осуществляют распылением.