RU2084323C1

RU2084323C1 - Article repair method

Info

Publication number: RU2084323C1
Application number: RU92007577/02A
Authority: RU
Inventors: Тать на Васильевна Воробьева; Татьяна Васильевна Воробьева
Original assignee: Татьяна Васильевна Воробьева
Priority date: 1992-11-23
Filing date: 1992-11-23
Publication date: 1997-07-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering reconditioning of parts which should comply with high standards as to their tightness. SUBSTANCE: defect in article is filled up with sealing compound containing 100 mass parts of oligoester acrylate-base anaerobic seal, epoxy gum in amount of 50-300 mass parts, amine-type hardener in amount of 10-100 mass parts and ferrum-containing metal powder in amount providing thixotropic state of compound. After hardening, outer surface of compound is cleaned to bright metal. Then surface is wetted with anaerobic seal and sealing compound is applied again to overlap the surface of applied layer. EFFECT: improved quality of repaired part.

Description

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. The present invention relates to the field of mechanical engineering, namely to sealing defects on products found during their manufacture or operation, and can also be successfully used in metallurgy, vacuum technology, reinforcement manufacturing. The need to seal defects in products is caused by the fact that tightness requirements are imposed on almost all products containing gas or liquid under pressure, the leakage of which is not allowed, as well as requirements on the alignment of surfaces of products with visible defects of various configurations.

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). A known method of sealing a defect in a product by welding using solder is that a powerful heat source, for example, an electric arc, is created at the defect site, resulting in the formation of molten metal, into which an additional filler metal is introduced, by melting a special wire, and after removal of the heat source, the metal hardens and forms a welded joint. (A.A. Alov "Fundamentals of the theory of welding and soldering processes" p. 7, ed. Mechanical Engineering, 1964).

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. The disadvantages of this method is that, firstly, it is practically impossible to apply with a complex design of the product being in the assembly, for example, as part of a propulsion system, since nearby nodes can be damaged during welding, and secondly, it can be access to the defect site with welding equipment is difficult, and, in addition, not all structures are well welded, for example, tanks made of thin metal sheets, heat exchangers.

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.As the closest analogue, the method of filling cracks in the product is selected, namely, that the crack is processed with a V-shaped section of the edges (as well as for welding) to a width of 8-10 mm on both sides of its edges. Holes ⌀ 3-3.5 mm are drilled at the ends of the cracks. The edges of the cracks are thoroughly washed with acetone or alcohol. After 10-12 minutes after evaporation of the solvents, a putty consisting of the following components taken in mass fractions is applied to the crack:
epoxy resin ED-16 100;
dibutyl phthalate 20;
polyethylene polyamine 10;
iron powder 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. The main disadvantage of this method is that it cannot be used to seal through defects of large sizes, for example, o 3 mm, since due to the lack of thixotropy the composition will drain along the walls of the defect and fall into the inside of the product. Another disadvantage is that this method requires the use of deep cutting of the edges of the cracks to be fixed, since without cutting the composition will spread over the surface of the item being repaired, without forming a sufficient thickness for a solid seal. Moreover, when mixing the components of the composition, air bubbles may remain inside it, which can lead to the appearance of microdefects in the cured layer and, accordingly, to fragile sealing of the defect. At the same time, systems that eliminate microdefects in the cured layer are not provided in this method.

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. The objective of the invention is to provide a method that provides a solid seal and sealing, including end-to-end defects with a characteristic size of up to 10 mm, operating at operational overpressures, which does not require additional funds and equipment to ensure manufacturability and ease of use of the method at any design stage or during prolonged use of products.

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. The problem is solved in that in a method of sealing a defect in an article, comprising filling a defect with a sealing composition containing epoxy resin and iron-containing powder, followed by curing, the defect is first filled with a sealing composition comprising 100 mh. an anaerobic sealant based on oligoester acrylates, an epoxy resin in an amount of 50-300 mph, an iron-containing metal powder in an amount ensuring the thixotropic state of the composition (yield loss), and an amine type hardener in an amount of 10-100 mph after curing the applied composition, its outer surface is cleaned to a metallic luster, then it is moistened with the same anaerobic sealant and then the specified sealing composition is again applied with the surface of the first layer overlapping.

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.The technical result of the proposed method consists in the fact that when it is implemented, a high-strength sealed system is obtained that reliably works at operational overpressures, while the strength and tightness of the seal depends on the configuration and size of the through defect on the product, as well as on the thoroughness of the necessary traditional cleaning of the surface of the defect from pollution before using the proposed method. The method, in comparison with the technical solutions known today, is simple, technologically advanced, does not require additional funds and equipment, and allows you to dramatically expand the boundaries of the dimensions of the defects to be repaired from 0.1 to 10 mm and achieve reliable sealing strength and tightness at excessive pressures. Tests showed that, for example, a stainless steel pipeline in which a hole with a diameter of o 3.0 mm was drilled, sealed according to the proposed method, retained its tightness at a pressure of P = 150 kgf / cm ² , and a stainless steel pipeline in which a slit with a length of L = 5.0 mm and a width of B = 2.0 mm was sealed, maintained its tightness at a pressure of P = 100 kgf / cm ² , while the leak did not exceed the value Q = 1 • 10 l • μs / s. Tests of the reservoir made of aluminum alloy o 600 mm and a wall thickness of 2 mm, having defects embedded in the proposed method in the form of a hole with a characteristic size of 10 mm, showed that the reservoir was sealed at an overpressure of the working medium - gasoline 2 kgf / cm ² . At the same time, it became possible to seal visible casting defects: shells, potholes. For example, casting defects on a faucet having sinks on the body, including a 10 cm ² sink, were repaired.

Устойчивость заделанных дефектов к воздействию избыточных давлений достигается за счет указанного способа нанесения на дефект вязкой неотверждающейся, герметизирующей композиции. The resistance of embedded defects to the effect of excessive pressures is achieved due to the specified method of applying a viscous, non-curing, sealing composition to the defect.

При этом обеспечивается прочная заделка сквозных макродефектов с характерным размером до 10 мм. This ensures a solid seal of through macrodefects with a characteristic size of up to 10 mm.

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.The proposed method of sealing defects in the product is as follows:
an anaerobic sealant, for example, Anaterm-117TU 6-01-1304-85, is injected with an epoxy resin, for example, ED-20 (GOST 10587-84) in the ratio: per 100 m.h. sealant 50-300 mph resins;
then, iron-containing metal powder, for example, ПЖВ (GOST 9644-86) is added to the resulting composition to achieve the thixotropic state (loss of fluidity) of the composition and an amine-type hardener, for example, polyethylene polyamine PEPA (TU 6-02-594-80) in an amount of 10- 100 mph

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.fill the defect with the composition obtained;
after curing of the sealing composition, its outer surface is cleaned to a metallic luster. The external surface of the 1st layer of the cured composition is cleaned to a metallic luster to remove a low-strength surface polymer film. In this case, the insufficient strength of the surface polymer film is determined by the high content of oligoester acrylate sealant, the curing of which is known to inhibit atmospheric oxygen, in this case in contact with the surface polymer film formed during the curing of the composition;
moisten the cleaned surface with the same anaerobic sealant Anaterm-117 and again apply a layer of the specified sealing composition to the defect with overlapping the surface of the defect zone (the surface of the cured first layer is wetted to ensure reliable contact and adhesion to the highly viscous second layer, while after curing the second layer is achieved monolithic sealing and hardening);
maintain the sealing composition until it is cured. Depending on the mass parts of the hardener, the cure time is in the range of 2 to 72 hours. If the sealing composition consists of components taken in mass parts less than the specified lower limit, it is not possible to obtain a fully cured product, the stickiness of the sealing composition is maintained. In the composition, consisting of components taken more than the specified upper limit, the required tightness of the seal and, consequently, the strength of the seal are not achieved.

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. This method is quite simple to use and does not require the use of additional tools and expensive equipment and is suitable for use in mass production in cases where it is impossible to use welding, for example, when repairing products of complex configuration.

Claims

A method for sealing a defect in an article, comprising filling a defect with a sealing composition containing epoxy resin and iron-containing powder, followed by curing, characterized in that the defect is first filled with a sealing composition comprising 100 parts by weight anaerobic sealant based on oligoester acrylates epoxy resin in an amount of 50 to 300 wt.h. amine type hardener in an amount of 10 to 100 parts by weight and iron-containing metal powder in an amount that ensures the thixotropic state of the composition, after curing, clean the outer surface of the cured composition until a metallic luster appears, then wet it with the same anaerobic sealant and apply the specified sealing composition again with the surface of the applied layer overlapping.