СПОСОБ ЗАДЕЛКИ ДЕФЕКТА В ИЗДЕЛИИ Российский патент 1997 года по МПК B23P6/00 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, а именно к заделке дефектов на изделиях, обнаруженных в процессе их изготовления или эксплуатации, а также может быть успешно использовано в металлургии, вакуумной технике, арматурном производстве. Необходимость заделки дефектов в изделиях вызвана тем, что требования по герметичности предъявляются практически ко всем изделиям, содержащим под давлением газ или жидкость, утечка которых не допускается, а также требованиями по выравниванию поверхностей изделий, имеющих видимые дефекты различной конфигурации.

Известен способ заделки дефекта в изделии путем заварки с применением припоя, заключающийся в том, что в месте дефекта создается мощный источник тепла, например, электрическая дуга, в результате чего образуется расплавленный металл, в который дополнительно вводится присадочный металл, путем расплавления специальной проволоки, а после удаления источника тепла металл затвердевает и образует сварное соединение. (А.А.Алов "Основы теории процессов сварки и пайки" стр.7, изд. Машиностроение, 1964 год).

Недостатками этого способа является то, что, во-первых, его практически нельзя применять при сложной конструкции изделия, находящегося в сборке, например, в составе двигательной установки, так как можно повредить рядом находящиеся узлы при проведении сварочных работ, во-вторых, может быть затруднен доступ к месту дефекта со сварочным оборудованием, и, кроме того, не все конструкции хорошо подвергаются сварке, например, баки из тонкого металлического листа, теплообменники.

В качестве наиболее близкого аналога выбран способ заделки трещин в изделии, заключающийся в том, что трещину обрабатывают с V-образным разделом кромок (так же, как под сварку) на ширину 8-10 мм по обе стороны от ее краев. По концам трещин сверлят отверстия ⊘ 3-3,5 мм. Края трещин тщательно промывают ацетоном или спиртом. Через 10-12 мин после испарения растворителей на трещину наносят замазку, состоящую из следующих компонентов, взятых в массовых долях:
эпоксидной смолы ЭД-16 100;
дибутилфталата 20;
полиэтиленполиамина 10;
железного порошка 100.

Основным недостатком данного способа является то, что его нельзя применять для заделки сквозных дефектов больших размеров, например, o 3 мм, так как из-за отсутствия тиксотропности композиция будет стекать по стенкам дефекта и проваливаться внутрь изделия. Другим недостатком является то, что данный способ требует применения глубокой разделки кромок заделываемых трещин, так как без разделки композиция будет растекаться по поверхности ремонтируемого изделия, не образуя достаточной толщины для прочной заделки. Тем более, что при смешивании компонентов композиции внутри ее могут оставаться пузырьки воздуха, что может приводить к появлению микродефектов в отвержденном слое и, соответственно, к непрочной заделке дефекта. В то же время систем, ликвидирующих микродефекты в отвержденном слое, в данном способе не предусмотрено.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа, обеспечивающего прочную заделку и герметизацию, в том числе сквозных дефектов с характерным размером до 10 мм, работающих при эксплуатационных избыточных давлениях, не требующего привлечения дополнительных средств и оборудования с обеспечением технологичности и удобства в использовании способа на любом этапе конструирования или в процессе длительной эксплуатации изделий.

Поставленная задача решается тем, что в способе заделки дефекта в изделии, включающем заполнение дефекта герметизирующей композицией, содержащей эпоксидную смолу и железосодержащий порошок, с последующим отверждением, сначала дефект заполняют герметизирующей композицией, включающей на 100 м.ч. анаэробного герметика на основе олигоэфиракрилатов, эпоксидную смолу в количестве 50-300 м. ч. железосодержащий металлический порошок в количестве, обеспечивающем достижение тиксотропного состояния композиции (потери текучести), и отвердитель аминного типа в количестве 10-100 м.ч. после отверждения нанесенной композиции ее наружную поверхность зачищают до металлического блеска, после чего смачивают тем же анаэробным герметиком и затем вновь наносят указанную герметизирующую композицию с перекрытием поверхности первого слоя.

Технический результат предлагаемого способа заключается в том, что при его осуществлении получается высокопрочная герметичная система, надежно работающая при эксплуатационных избыточных давлениях, при этом прочность и герметичность заделки зависит от конфигурации и размера сквозного дефекта на изделии, а также от тщательности необходимой традиционной очистки поверхности дефекта от загрязнений перед использованием предлагаемого способа. Способ по сравнению с известными на сегодняшний день техническими решениями прост, технологичен, не требует привлечения дополнительных средств и оборудования и позволяет резко расширить границы размеров заделываемых дефектов с 0,1 до 10 мм и достигнуть при этом надежной прочности и герметичности заделки при избыточных давлениях. Испытания показали, что, например, трубопровод из нержавеющей стали, в котором было просверлено отверстие диаметром o 3,0 мм, заделанное по предлагаемому способу, сохранял свою герметичность при давлении Р=150 кгс/см ², а трубопровод из нержавеющей стали, в котором была заделана прорезь длиной L=5,0 мм и шириной В=2,0 мм, сохранял свою герметичность при давлении Р= 100 кгс/см ², при этом негерметичность не превышала величины Q= 1•10 л•мкс/с. Испытания резервуара из алюминиевого сплава o 600 мм и толщиной стенки 2 мм, имеющего заделанные по предлагаемому способу дефекты в виде отверстия с характерным размером 10 мм, показали, что резервуар герметичен при избыточном давлении рабочей среды - бензина 2 кгс/см ². В то же время появилась возможность заделки видимых дефектов литья: раковин, выбоин. Например, были заделаны дефекты литья на водопроводном кране, имеющем раковины на корпусе, в том числе раковину площадью 10 см ².

Устойчивость заделанных дефектов к воздействию избыточных давлений достигается за счет указанного способа нанесения на дефект вязкой неотверждающейся, герметизирующей композиции.

При этом обеспечивается прочная заделка сквозных макродефектов с характерным размером до 10 мм.

Предлагаемый способ заделки дефекта в изделии осуществляется следующим образом:
в анаэробный герметик, например, Анатерм-117ТУ 6-01-1304-85, вводят эпоксидную смолу, например, ЭД-20 (ГОСТ 10587-84) в соотношении: на 100 м.ч. герметика 50-300 м.ч. смолы;
затем в полученный состав добавляют железосодержащий металлический порошок, например, ПЖВ (ГОСТ 9644-86) до достижения тиксотропного состояния (потеря текучести) композиции и отвердитель аминного типа, например, полиэтиленполиамин ПЭПА (ТУ 6-02-594-80) в количестве 10-100 м.ч.

заполняют дефект полученной композицией;
после отверждения герметизирующей композиции зачищают ее наружную поверхность до металлического блеска. Зачистку наружной поверхности 1-го слоя отвержденной композиции до появления металлического блеска производят для удаления малопрочной поверхностной пленки полимера. При этом недостаточная прочность поверхностной полимерной пленки определяется высоким содержанием олигоэфиракрилатного герметика, отверждение которого, как известно, ингибирует кислород воздуха, в данном случае контактирующий с поверхностной пленкой полимера, формирующейся в процессе отверждения композиции;
смачивают зачищенную поверхность тем же анаэробным герметиком Анатерм-117 и вновь наносят слой указанной герметизирующей композиции на дефект с перекрытием поверхности зоны дефекта (смачивание поверхности отвержденного первого слоя производят для обеспечения надежного контакта и сцепления его с высоковязким вторым слоем, при этом после отверждения второго слоя достигается монолитность заделки и ее упрочнение);
выдерживают герметизирующую композицию до ее отверждения. В зависимости от массовых частей отвердителя время отверждения находится в пределах от 2 до 72 часов. Если герметизирующая композиция состоит из компонентов, взятых в массовых частях меньше указанного нижнего предела, то не удается получить полностью отвержденный продукт, сохраняется липкость герметизирующей композиции. В композиции же, состоящей из компонентов, взятых больше указанного верхнего предела, не достигается требуемая герметичность заделки, и, соответственно, прочность заделки.

Данный способ достаточно прост в эксплуатации и не требует применения дополнительных средств и дорогостоящего оборудования и пригоден для использования в массовом производстве в случаях, где невозможно использование сварки, например, при ремонте изделий сложной конфигурации.

Использование: восстановление изделий, к которым предъявляются требования по герметичности. Сущность изобретения: дефект заполняют герметизирующей композицией, включающей на 100 м.ч. анаэробного герметика на основе олигоэфиракрилатов эпоксидную смолу в количестве 50-300 м.ч., отвердитель аминного типа в количестве 10-100 м.ч. и железосодержащий металлический порошок в количестве, обеспечивающем тиксотропное состояние композиции. После отверждения зачищают наружную поверхность отвержденной композиции до появления металлического блеска. Затем поверхность смачивают тем же анаэробным герметиком и вновь наносят герметизирующую композицию с перекрытием поверхности нанесенного слоя.

Способ заделки дефекта в изделии, включающий заполнение дефекта герметизирующей композицией, содержащей эпоксидную смолу и железосодержащий порошок, с последующим ее отверждением, отличающийся тем, что сначала дефект заполняют герметизирующей композицией, включающей на 100 мас.ч. анаэробного герметика на основе олигоэфиракрилатов эпоксидную смолу в количестве 50 300 мас.ч. отвердитель аминного типа в количестве 10 100 мас.ч. и железосодержащий металлический порошок в количестве, обеспечивающем тиксотропное состояние композиции, после отверждения зачищают наружную поверхность отвержденной композиции до появления металлического блеска, после чего смачивают ее тем же анаэробным герметиком и вновь наносят указанную герметизирующую композицию с перекрытием поверхности нанесенного слоя.