Резиновые покрытия металлоизделий

Обкладка валов. Условия эксплуатации валов с резиновой об кладкой разнообразны, различны поэтому и требования к свой ствам обкладок.

Твердость резиновых обкладок валов. Определен­ная, постоянная для всей поверхности данного типа твердость ре­зиновой обкладки—основное и важнейшее требование. Особенно строго это требование предъявляется со стороны бумажной про­мышленности к валам для отжатия воды из тонкого слоя бумажной массы. В производственной практике резиновые заводы и заводы-потребители для определения твердости пользуются методи­кой ГОСТ 253—53, при этом обычно ограничиваются установле­нием величины погружения шарика диаметром 5 мм под грузом 10 Н в резину, выражая эту величину в целых числах, числом со­тых долей миллиметра или дробным — в сантиметрах.

Валы для бумажной промышленности, назначаемые для от­жима воды и работающие в блоке с нагружающими их гранит­ными или металлическими валами, имеют твердость резиновых об­кладок, изготовленных на СК-Б 0,07—0,03 см. Заданная твердость должна быть обеспечена в пределах ±0,010—0,005 против указан­ных норм и по всей поверхности вала.

Прочность обкладки должна быть достаточной для нагрузки 200—400 Н на 1 см длины вала; повышенные требования — до 1,0 кН/см — предъявляются к обкладкам валов для быстроходных бумажных машин. Если нагрузки выходят за эти пределы, то на валах образуются волнообразные углубления, а иногда наступает отслоение обкладки.

Повышенная стойкость к химическим реагентам обязательна для обкладки валиков в машинах по изготовлению пергамента, целлофана, а иногда и химического производства. Если темпера­тура среды не превышает 55—60 °С, то возможна обкладка эбони­том. Эбонитовой обкладкой следует защищать также торцовую сторону валов и части шеек, не соприкасающихся с подшипни­ками. В отбельных и отделочных цехах текстильного производства применяются отжимные валы и ширильные шкивы, обложенные резиной белого цвета. Такое же требование предъявляют пищевое и кондитерское производства. Резиновые покрытия валиков, роти­рующих краску для типографских печатных машин (выпуклая пе­чать) и офсетных (плоская печать), должны быть стойки к маслам и органическим растворителям. Твердость их обкладок не высока: для офсетной печати 30—40 по ТМ-2, а для типографской даже 25—30 единиц.

Для твердых обкладок применяют резину с повышенной дози­ровкой серы, для обкладок средней твердости — с применением мела и окиси цинка; мягкие обкладки валов изготовляют без ми­неральных наполнителей, с уменьшенной дозировкой серы и с при­менением фактиса. Небольшие переходы в твердости, требуемые для обкладок прессовых валов бумажных, машин, обеспечиваются комбинированием дозировки серы и извести с сохранением основы рецепта неизменной.

Средством крепления мягкой резины к металлическому сердеч­нику вала обычно служит эбонитовая подслойка, хотя это и связано с отмеченными выше недостатками. Для тяжело нагружен­ных стальных валов небольшого размера рекомендуют применять латунирование. Ряд преимуществ может дать применение специ­альных клеев.

Для полых валов из сплавов цветных металлов, например брон-кжых перфорированных, известно так называемое механическое крепление. Последнее состоит в том, что на поверхности вала про­тачиваются канавки трапециевидного сечения с широким нижним основанием. Вследствие свойственной эбониту большой усадки убонитовая обкладка прочно удерживается этими канавками.

Наибольшие по размерам валы требуются бумажной промыш­ленности. Валы современных машин для производства бумаги при общей длине 8 м имеют резиновое покрытие на длине 6 м, диаметр вала по резиновому покрытию 0,8 м. Вес резинового покрытия такого вала составляет 6,5 кН, общий вес вала до 120 кН.

Сердечники валов. Металлические валы (сердечники), по­ступающие в обкладку, бывают массивными или полыми. Послед­ние более удобны для работы благодаря их меньшему весу и воз­можности осуществления лучшего обогрева металла и резины во время вулканизации. На рис. 103 изображены два вида полых ва­лов. Валы с отверстиями в торцах (рис. 103,а), но с глухой шей­кой, более удобны, чем валы с центральным отверстием в шейке (рис. 103,6), так как из первых легче удалить конденсат. При транспортировке и в эксплуатации валов эти отверстия должны быть закрыты пробками на резьбе. Вал не должен иметь раковин, трещин и пор, так как наличие их вызовет дефекты обкладки.

В качестве примера ниже описывается процесс обкладки боль­шого вала.

Подготовка вала к обкладке. Если вал был уже в ра­боте и имеет резиновое покрытие, то старую резиновую обкладку удаляют обточкой на токарном станке. На освобожденной от ре­зины поверхности вала нарезают винтовую резьбу глубиной 1,5— 1,0 мм. Эта нарезка придает валу шероховатую поверхность и уве­личивает площадь соприкосновения его с резиной. На новый вал перед обкладкой наносят нарезку. Одновременно с этим произво­дится проверка шеек вала и состояния его поверхности. Если оси шеек не строго соответствуют оси вала, а в отливке имеются ра­ковины, поры или другие дефекты, то обкладка не может быть на­чата до устранения их средствами машиностроительного завода-заказчика.

Обнаруженные раковины и поры необходимо рассверлить и за­варить, а места заварки зачеканить и зачистить.

Для удаления масляных или иных органических загрязнений валы поме­щают на тележку, закатывают в вулканизационный котел и подвергают действию острого пара в течение 5— 6 ч. Эту обработку необходимо вести при температуре несколько более вы­сокой, чем температура вулканизации. При этом не следует допускать быст­рого подъема температуры, так как в случае неравномерного нагрева вала возможно образование трещин в местах вставки шеек. Вынутый из котла вал охлаждают до 40—50°С и затем очищают щетками из тонкой стальной проволоки от образовавшегося при нагреве тон­кого слоя ржавчины. Вместо ручной очистки стальными щетками целесообразно применять очистку стальной дробью с размерами шариков 1—2 мм, подаваемой под давлением сжатого воздуха 60 Н/см2. Менее удобно производить очистку кварцевым песком, так как это сопряжено с повышенной профессиональной вредностью (заболевание силикозом). Стальная дробь оборачивается около 40—50 раз, песок лишь 6—7 раз. Такая очистка должна производиться в изолированном помещении. Пыль, получающуюся при очистке, сдувают сжатым воздухом, после чего поверхность вала еще раз тщательно осматривается.

Процесс обкладки вала. Очищенный вал устанав­ливают на облицовочном станке. Станок для обкладки больших валов снабжен двумя люнетами (рис. 104). Один из них установ­лен неподвижно на станине, второй перемещается вдоль станины и закрепляется в зависимости от длины вала. Со стороны непод­вижно укрепленного люнета установлен мотор с фрикционной пе­редачей. Сцепление передачи с валом достигается посредством хо­мута со стрелой, надеваемого на шейку вала; на стрелу нажимает палец передачи. На этом же станке в дальнейшем производится бинтовка вала. Для подготовки обкладочного материала около об­лицовочного станка помещается стол, покрытый цинком.

Вал, остывший до 30—35 °С, 2 раза обмывают бензином и за­тем 2—3 раза покрывают тонким слоем эбонитового клея. На про­сохшую клеевую пленку вдоль вала накладывают слабо крученую пряжу или шнуры на расстоянии 70—100 или 120 мм один от дру­гого, прикатывая их к валу и выводя концы на торцы вала. Шнуры обязательно следует помещать над теми местами, где имелись за­деланные или закрытые пробками поры и раковины. По этим шну­рам выходят газы, развивающиеся в эбонитовом слое обкладки в период вулканизации. После этого накладывают первый слой каландрованной эбонитовой смеси (рубашку), тщательно прика­тывая роликом и добиваясь, чтобы были заполнены все канавки резьбы на поверхности вала. Концы рубашки соединяют внах­лестку. При накладке необходимо следить, чтобы не было воздуш­ных пузырей между рубашкой и валом. По месту образования этих пузырей рубашку обкладки прокалывают иглой для выхода воздуха, а лист тщательно прикатывают роликом. На первый слой эбонитовой смеси накладывают спирально еще три слоя до общей толщины 5—6 мм, после чего переходят к накладке мягкой резино­вой смеси. Иногда между эбонитом и мягкой резиной проклады­вают «блокирующий» слой резиновой смеси, не содержащий серы. Поскольку ширина каландрованных листов не превышает 1,1 — 1,2 м, то при обкладке валов больших диаметров неизбежны про­дольные стыки. При такой стыковке применяют стыки внахлестку. Накладку мягкой резины производят дублированными заготовками до получения заданного диаметра обкладки с припуском на об­точку по диаметру 6—8 мм. Так как резиновая смесь различных партий может иметь отклонения в цвете, то для последних 3—4 оборотов следует применять материал обязательно из одной пар­тии. По краям вала на ширине 100—150 мм накладывают допол­нительно 2—3 оборота резины, утолщая здесь обкладку на 3— 3,5 мм; этим предупреждается возможность утончения обкладки концов валов при забинтовке. Перед обкладкой полезно нагревать резину на обогреваемом столе. Излишек резины с торцов вала обрезают, оставляя лишь 5-миллиметровый припуск на обточку. Известны, но недостаточно распространены способы обкладки: пу­тем накатки на трехвалковой машине, а также спиральной навив­кой на вал профилированной на червячном прессе резиновой смеси. В этом случае червячный пресс устанавливается вблизи обкладоч­ного станка.

Бинтовку обкладки большого вала ведут от середины вала к его концам. Бинт заготовляется из плотной и прочной ткани, на­пример бельтинга, шириной 120—180 мм, заправляется вокруг труб, помещенных в углублении перед обкладочным станком, и на­кладывается на вал с некоторым натяжением. Обычно наклады­вают не менее 3—4 слоев бинта, последовательно меняя шаг бин-товки от 25—30 до 100—105 мм. Давление на обкладку, оказы­ваемое   бинтовкой,   вытесняет   пузыри   воздуха   к   концам   вала, обеспечивает прочное соединение листов резиновой смеси в об­кладке, предупреждая отвисание обкладки и перевулканизацию на­ружных ее слоев. Пузыри воздуха, обнаруженные под бинтом, прокалывают иглой через бинт. Если длина рабочей части вала не превышает ширины каландрованных листов, накладка их идет по направлению каландрования, а не поперек него.

Толщина промежуточного эбонитового слоя обкладки валов со­ставляет 1.5—6 мм, в зависимости от общей толщины обкладки; толщина слоя мягкой резины определяется требованиями заказ­чика и колеблется в пределах 5—40 мм. При обкладке валов только эбонитом толщина обкладки составляет 6—10 мм.

Вулканизация обкладок валов. Забинтованный вал помещают на тележку вулканизационного котла, снабженную люнетами, на которые опирается шейка вала. Тележку с валом подают в вулканизационный котел и выкатывают оттуда электри­ческой лебедкой. Количество резины на больших валах очень значительно; несмотря на плотную бинтовку, разогретая во время вулканизации резиновая смесь может под действием собственной массы отвиснуть и отстать от вала. Чтобы предупредить это, а также для обеспечения равномерной вулканизации обкладки боль­шие валы в процессе вулканизации поворачивают. Для этого сзади котла устанавливают электромотор с редуктором, вал которого че­рез сальник заднего днища котла входит в котел; на конце этого вала надета планка с пальцем. На шейку обложенного резиной вала, ближайшую к заднему днищу котла, надевают разрезную муфту со стрелкой. Нажимая на эту стрелку, палец вала редуктора вращает вал. В непрерывном вращении вала нет необходимости, достаточно делать повороты на 90—180°, повторяя это несколько раз через 2—3 ч в процессе вулканизации.

Чтобы обеспечить одинаковую твердость поверхности обкладки вала, требуется равномерный прогрев его. При больших размерах вала и наличии разнородных элементов (металла, эбонита, мягкой резины и тканевых бинтов) равномерный прогрев осуществить трудно. Для обеспечения равномерной температуры во всех пунк­тах вулканизационного котла имеется несколько паровпускных вен­тилей. Напуск пара производят не сразу до требуемого давления, а ступенями; давления пара выше (2,8—3,0) -105 Па не применяют. Спуск давления пара также осуществляют ступенчато. Вулканиза­ция обкладки большого вала длится 18—20 ч.

При установлении режима вулканизации или при желании про­контролировать температуру этого процесса применяют термопары, монтированные в слоях обкладки. Концы проводов, выходящие из торцов обкладки и находящиеся в котле, изолируют асбестовой оберт-кой и выпускают наружу через втулку, ввернутую в стенке котла.

После спуска пара вал при открытой крышке котла оставляют и котле на 2 ч для равномерного остывания. Лишь после того как эбонитовый слой вала остынет ниже температуры размягчения эбо­нита, возможны дальнейшие перемещения вала в цехе без риска повредить прочность обкладки. С остывшего вала снимают бинты и вал направляют на обточку.

Учитывая влияние давления на поверхность вулканизуемого изделия, иногда при обкладке валов для печатных машин не про­изводят забинтовки, а вулканизуют валы в перегретой воде под повышенным давлением. Котел наполняют теплой водой с таким расчетом, чтобы весь вал находился под водой. Нагрев воды до 130 °С производится бойлером, установленным рядом с вулкани-зационным котлом, и регулируется автоматически. Давление в котле создается подачей сжатого до 15-105 Па воздуха и регулируется также автоматически. Когда вулканизация закончена, горячую воду перекачивают в смежный котел, а вал охлаждают разбрызгиваемой холодной водой.

Обточка и шлифовка обкладок валов. Для цилинд­рической обточки и последующей шлифовки обкладок валов рези­новые заводы применяют токарные станки. Для дополнительного придания бомбировки обточенному валу заводы-потребители имеют специальные точильные машины. Бомбировка особенно необходима для отжимных валов бумажных машин. Обложенные резиной валы в этих машинах работают в блоках с гранитными ва­лами. Гранитный вал располагается вверху, а обложенный рези­ной— внизу. Вследствие значительного собственного веса и давле­ния верхнего вала нижний вал несколько провисает. Бомбировка этого вала устраняет возможность образования просвета и обеспе­чивает нормальный отжим воды из бумажной массы.

Перед обточкой необходимо вновь проверить правильность цен­тровки шеек валов. Верхний слой обкладки снимают резцом, укреп­ляемым в суппорте токарного станка. Последующую обточку и шлифовку производят с помощью шлифовального устройства. По­следнее состоит из небольшого электромотора, установленного на суппорте, и шлифовального круга, насаженного на валу этого элек­тромотора. Ток к электромотору подводится гибким кабелем. Шли­фовальные круги различаются по твердости, по роду и величине режущих зерен и связывающему их материалу. Для шлифовки ва­лов применяют круги средней твердости. Для точной шлифовки лучше брать более мягкие круги. Окружная скорость шлифоваль­ных кругов составляет 30—40 м/с, а скорость шлифуемых валов 9—12 м/мин. Шлифовку мягких обкладок валов производят на меньших из названных скоростях станка; такие же скорости при­меняют в случае требования особо точной шлифовки. Шлифоваль­ному кругу дают то же направление вращения, что и валу, поэтому в точке соприкосновения круга и вала, где происходит шлифов­ка, направления их движения противоположны. При шлифовке не следует допускать нагревания обкладки вала; шлифовка твердых валов сопровождается охлаждением их поверхности водой. Имеются токарные станки с таким устройством суппорта, что на нем поме­щают и резец и шлифовальный камень с электромотором, но с разных сторон вала. На таком станке обточка и шлифовка произво­дится одновременно. Передовики производства завода «Каучук» производят обточку и одновременно двукратную шлифовку валов, применяя для последней две полосы наждачного полотна, охваты­вающие вал и закрепляемые в специальном приспособлении на суппорте, вслед за резцом.

Характер бомбировки валов различен; обычно обточка ведется по катенарной кривой; величина бомбировки зависит от длины вала, с увеличением диаметра обкладки вала бомбировка умень­шается. Возможна и вогнутая обточка вала.

Средние и малые валы изготовляют с меньшим припуском по диаметру и шлифуют по цилиндрической поверхности. Для пере­мещения больших и средних валов цех оборудуют мостовыми кра­нами. Помещение, где производится обкладка валов, должно быть изолировано от остальных участков цеха, так как попадание пыли, резинового шлифа или других загрязнений поведет к браку об­кладки. Отопление и вентиляция цеха должны обеспечивать отно­сительную влажность воздуха, не превышающую 50—55%, так как в более влажном воздухе может последовать осаждение влаги на поверхности вала.

Несмотря на большую эластичность резиновые обкладки валов обладают некоторым пластическим течением и необратимой оста­точной деформацией. Поэтому при хранении обложенных резиной валов их следует опирать на шейки сердечников и не допускать контакта обкладки с полом. При длительном хранении следует пе­риодически поворачивать валы на одну четверть оборота.

Обкладка роликов, колес и шкивов. Ролики, колеса и бандажи для электровозов и тележек, катки для танков, шкивы для шириль­ных машин и фрикционных приводов обкладывают резиной в ос­новном по описанным выше порядку и приемам. Нажимные вы­тяжные валики прядильных машин обкладывают полуэбонитом. Поверхность бандажей и колес вместо токарной нарезки, а иногда в дополнение к ней, имеет канавки различной формы. Обкладку катков и съемных бандажей колес для больших нагрузок произво­дят непосредственно с каландра теплой резиной с прикаткой при помощи механических прикатчиков. Для придания эбонитовому слою лучшей теплопроводности в эту смесь рекомендуют иногда вводить алюминиевый порошок. Между слоями эбонита и мягкой резины иногда помещают тонкую прослойку резиновой смеси без серы. Применение изоцианатных клеев, а также клея 201, значительно упрощает процесс. В первом случае поверхность должна быть обработана на дробеструйной установке, а во втором — долж­на быть гладкой и слегка выпуклой. Такие обкладки вулканизуют в формах, помещаемых в автоклавы.

Контроль качества обкладок валов. В правильно вулканизированной обкладке вала не должно быть вздутий, от­слоений и поверхностных дефектов. Для проверки отсутствия отслоений поверхность вала простукивают небольшим молот­ком. Твердость обкладки вала определяют по ГОСТ 253—53. Промеры диаметров вала производят кронциркулем; диаметр мяг­ких и эластичных обкладок лучше проверять измерением длины окружности вала стальной лентой.

Обкладка химической аппаратуры. Применение резиновых и эбонитовых защитных обкладок. В зависимости от характера агрессивных жидкостей, температуры и материала аппарата применяют различные виды защитных покрытий как металлические, так и неметаллические. Одно из первых мест среди неметалличе­ских покрытий занимают эбонит и мягкая резина как материалы, стойкие в отношении значительного ряда химических реагентов.

Корродирующие среды и условия воздействия их на резину различны. Во всех случаях повышенная температура усиливает воздействие корродирующих сред.

К коррозии металла химической аппаратуры ведут и электриче­ские токи, образующиеся между отдельными точками поверхности металла; цепь при этом замыкается через электролит, наполняю­щий аппарат. Эти токи своим происхождением обязаны разности электрических потенциалов, возникающих по ряду причин: двух­фазной структуры металла в случае сплавов; наличия механиче­ских напряжений в металле вследствие холодной обработки по­верхности металла и т. п. Покрытие резиной или эбонитом металла аппаратуры предупреждает образование этих токов.

Относительно большей устойчивостью обладают вулканизаты мягкой резины с наименьшим коэффициентом вулканизации. По мере увеличения этого коэффициента стойкость мягкой резины па­дает. В эбонитовых смесях, вулканизованных с содержанием серы 30—50% на каучук, особой разницы в стойкости к корродирующим средам не наблюдается. Так как присоединение серы вначале идет по месту двойных связей в концах углеродной цепи, то в этих усло­виях система оказывается относительно устойчивой, поскольку внутренние двойные связи, уравновешиваясь, обладают малой ак­тивностью. Но дальнейшее присоединение серы идет уже по месту внутренних двойных связей: взаимное равновесие нарушается; остающиеся двойные связи приобретают большую активность, боль­шую склонность к окислению и воздействию корродирующих аген­тов. Следовательно, по мере присоединения серы (в пределах мяг­кой резины) система становится все менее устойчивой. При пере­ходе же к эбониту устойчивость системы повышается и становится максимальной.

Поскольку все разнообразие требований к химической стойко­сти обкладок не может быть удовлетворено ограниченным ассор­тиментом резин, очень важно для каждого случая выбрать подходящую резину. В основном для специальных целей, помимо натурального каучука, применяют: хлоропрен, бутиловый и нит-рильный каучуки и хайпалон (хлорсульфополиэтилен).

Резины из хлоропрена более теплостойки, чем из натурального каучука, и более стойки к солнечному свету, озону, атмосферному воздействию и светопогоде. Хлоропреновые обкладки применяют в разбавленной серной кислоте при 80 °С и в соляной, когда при­сутствуют следы органических растворителей; в процессах обра­ботки урановых, титановых, ванадиевых и кобальтовых руд горя­чей серной кислотой; для обработки жирных кислот и жиров 10%-ной серной кислотой до 10 ч и более.

Нитрильные резины более стойки к углеводородным маслам, в частности, если содержание в них ароматических углеводородов высокое, обкладки из нитрилыюго каучука применяют во флота­ционных установках с масляным слоем на поверхности. Такой слой предупреждает жидкость от окисления, сохраняет тепло и снижает испаряемость. Мягкие нитрильные резины очень стойки к истира­нию и пригодны для защиты дна аппарата, в котором подают за­масленные стальные шарики.

Резины из бутилкаучука исключительно стойки к проникнове­нию газов и адсорбции воды; стойки к 30%-ной азотной кислоте при комнатной температуре; к солнечному свету, озону; к живот­ным и растительным маслам. Такие обкладки применяются в пи­щевой промышленности. Однако они не достаточно устойчивы к минеральному маслу и не рекомендуются к применению с хло­ром или другими галогенами или хлорированными углеродами.

Обкладки из хайпалона стойки к сильным окисляющим кисло­там, к солнечному свету и озону. Их, в основном, применяют при обкладке ванн для хромирования, так как это единственный эла­стомер, противостоящий хромовой кислоте. Кроме того, их исполь­зуют при обкладке реакторов и емкостей для 95%-ной серной и 30—40%-ной азотной кислот при комнатной температуре.

Эбонитовые обкладки применяют для транспортных средств и емкостей, назначенных для хранения на открытом воздухе. Бутил-каучук, хлоропрен и хайпалон не образуют с серой (20—30%) эбони-тов, но прослойки из таких резин применяют для крепления к стали таких обкладочных материалов, как полиэтилен и полипропилен.

Для аппаратов, в которых обработка изделий производится при повышенной температуре, резиновые обкладки применять не сле­дует, если только обкладка не может быть изолирована от среды с помощью достаточной теплоизолирующей прослойки. Эбонит, как материал химически более стойкий, может быть применен в каче­стве защитной обкладки против 60%-ной серной кислоты, 8%-ной азотной кислоты, уксусной кислоты, хлористого цинка, раствора аммиака в любых концентрациях. Стойкость эбонитовых покрытий вависит от температуры размягчения эбонита.

Конструкции и методы крепления обкладок. Высокая химическая стойкость эбонита, несложность и надежность крепления его к стали уже давно определили эбониту должное ме­сто в обкладке резервуаров, центрифуг, мешалок, рамок фильтр-прессов и т. п. Ввиду того, что эбонит хорошо поддается механической обработке, его широко используют в обкладках кранов, насо­сов и вентиляторов.

Однорядная (однослойная) эбонитовая или полуэбонитовая обкладка дублированной эбонитовой зоготовкой толщиной 3—4 мм применяется для стационарной аппаратуры простой формы — ба­ков, ванн, мерников. Однорядную обкладку также применяют в слу­чае трудностей, вызываемых наличием узких проходов, как, напри­мер, при обкладке корпусов и пробок кранов. Каландрованная за­готовка для такой обкладки дублируется из нескольких слоев; при соединении листов применяется простой шов внахлестку.

Реже применяется двухрядная (двухслойная) эбонитовая об­кладка толщиной каждой заготовки по 2 мм. Последовательная прикатка двух тонких листов хотя и требует больше времени, но лучше гарантирует качество покрытия. При двухрядных обкладках применяется соединение листов встык (с разбежкой стыков), обеспечивающее большую прочность, чем шов внахлестку. Хруп­кость эбонита требует особо осторожного обращения с эбонито­выми обкладками: толчки, удары и сотрясения недопустимы; при резких переменах температуры наблюдаются случаи отрыва эбо­нита от металла.

Открытие методов крепления мягкой резины к металлу вытес­нило эбонитовые обкладки в тех случаях, когда хрупкость и исти­раемость обкладки недопустимы. Однорядная мягкая резиновая об­кладка дублированной заготовкой толщиной 2—3 мм, наложенная по прослойке термопренового или специального клея, успешно за­меняет эбонитовую обкладку в металлических и деревянных реак­торах.

Двухрядная обкладка, состоящая из слоя мягкой резины, при­крепленной к металлу при помощи клея, и наружного- эбонитового слоя, хорошо противостоит ударам по наружной поверхности аппа­рата и обеспечивает большую химическую стойкость. Толщина слоя мягкой резины 1,5—2 мм, толщина эбонитового слоя 3—5 мм. Двух­рядная обкладка, состоящая из эбонитового слоя, прикрепленного к металлу, и наружного слоя мягкой резины (старый тип об­кладки), пригодна в тех случаях, когда требуется особо прочное крепление. Толщина эбонитового слоя составляет 1,5 мм. мягкой резины 3 мм.

Трехрядная обкладка, состоящая из слоя мягкой резины, при­крепленной к металлу с помощью клея, промежуточного слоя, эбо­нитовой резины и наружного слоя мягкой резины, наиболее на­дежна как со стороны химической стойкости и сопротивления исти­ранию, так и по амортизирующему действию при толчках и уда­рах. Слои мягкой резины имеют толщину 1,5—2 мм; заключен­ный между ними эбонитовый слой — 3—4 мм.   Чтобы обеспечить свободное расширение эбонитового слоя, он разобщен в швах про­слойкой мягкой резины (рис. 105).

Требования к аппаратуре, предназначенной к обкладке. Химическая аппаратура, подлежащая обкладке рези­ной, должна удовлетворять следующим требованиям: поверхность металла аппарата должна быть ровной, без пор, трещин и рако­вин. Как и при обкладке валов, незаваренные металлом поры яв­ляются причиной вздутий и отрыва обкладок. Все подлежащие по­крытию места должны быть доступными для осмотра и работы; в аппаратах не должно быть острых углов. Соединения жела­тельны сварные, хорошо зачищенные. Во избежание пористости в сварном шве рекомендуется соединение встык, со сваркой по наружной и внутренней сторонам соединяемой стенки; с резиновой обкладкой должен соприкасаться узкий конец сварки. Если же сварка производится за одну операцию, ее следует вести со сто­роны, прилегающей к резиновой обкладке. Стык затем шерохуют в уровень с поверхностью стенки. Резиновая обкладка помещается на зашерохованную сторону стыка.

Большие резервуары следует изготовлять разъемными на флан­цах, обращая борта фланцев наружу. При монтаже обложенной аппаратуры между фланцами помещают прокладочное кольцо из мягкой резины. Если внутренний диаметр резервуаров не превы­шает 180 см при толщине стенки до 15 мм, то борта резервуара могут быть отогнуты в горячем состоянии. При большем диаметре применяется сварная конструкция соединения. Если аппарат нельзя сделать разъемным, необходимо обеспечить наличие в нем люка диаметром не менее 800 мм.

Иногда аппарат имеет столь значительные размеры, что поме­стить его в вулканизационный котел не представляется возможным (железнодорожные цистерны, большие заводские емкости и т. п.). Если подобные аппараты могут быть герметически закрыты, то вулканизацию производят напуском пара внутрь аппарата. В та­ком случае к аппарату предъявляются те же требования, как к па-роприемникам. Такие аппараты и цистерны должны иметь паспорт на металл, из которого они сделаны. Необходима также справка о разряде сварщика и акт гидравлического испытания. Так как вулканизация протекает при давлении пара 3-Ю5 Па, то гидравли­ческое испытание следует производить при давлении 4,5-105 Па.

Подготовка аппаратов к обкладке. Тщательная ««чистка металла, назначаемого в обкладку, имеет решающее зна­чение. Если аппарат загрязнен землей или песком, необходимо предварительно обмыть его водой. Стойкие загрязнения можно удалить промывкой раствором соляной кислоты с последующей обработкой слабым щелочным раствором. Аппарат, если он может быть помещен в вулканизационный котел, следует прогреть паром н течение 1 —1,5 ч. Такой прогрев, как и при подготовке валов, способствует удалению органических загрязнений. Очистку внутрен­них полостей в корпусах кранов, фасонных частей труб производят посредством стальных ершей, укрепляя их в патроне токарного станка или гибкого вала. В отдельных случаях применяют ручную очистку металлическими щетками, рашпилями и т. д. Вся ржав­чина должна быть удалена, и очищенная поверхность должна иметь характерный металлический блеск. Очищенный аппарат протирают сухой чистой тряпкой и передают на рабочее место для обкладки.

Мелкую аппаратуру — краны, фасонные части трубы и т. п.— обкладывают на столах; аппаратура средних размеров — центри­фуги, ванны — помещается на полу на невысоких подставках; круп­ная аппаратура обкладывается на специально отводимых для этого местах, но чаще такая работа производится особыми выездными бригадами у потребителя. Чистота рабочего места и тщательность работы должны соблюдаться особо заботливо, где бы ни произво­дилась обкладка. Рабочее место и столы для закроя каландрован-ных полос должны содержаться в чистоте; руки рабочих должны быть сухими; брызги пара, воды, масла недопустимы; попадание пыли и талька должно быть исключено.

Обкладка травильных ванн. При изготовлении тонкой листовой стали для удаления окалины с поверхности прокатанных листов применяется травление их серной кислотой путем пропуска листов через травильные ванны. Травильная ванна шириной 2,3 м, высо­той 1,5 м и длиной 18,7 м состоит из ряда крупных деталей, соеди­няемых при монтаже болтами по наружным фланцам. Непрерыв­ная работа ванн определяет необходимость применения трехслой­ной комбинированной обкладки.

Детали ванны хорошо очищают от ржавчины по внутренней по­верхности ванны и борту и промывают бензином. После испаре­ния бензина детали промазывают 2—3 раза термопреновым клеем, сначала жидким, а затем более густым, с тщательным просушива­нием каждого слоя промазки. Далее следуют накладка и прикатка слоев обкладочных смесей. Вначале обкладывается дно, а затем стенки ванны. Закроенный лист предварительно завертывается в полосу ткани, затем свободным краем накладывается на соответ­ственное место ванны; накладка идет постепенно сверху вниз. Когда лист полностью уложен на место, производят прикатку ро­ликом, тщательно удаляя обнаруживаемые воздушные пузыри. Стыки между обкладками стенок и дна дополнительно покрывают ленточкой мягкой резиновой смеси. Общая толщина обкладки — б мм. в том числе эбонитовый слой — 3 мм.

Для вулканизации обкладки приготовленную таким образом Л1 таль  травильной   ванны   помещают  в открытый,   специально для этого изготовляемый металлический резервуар определенных рая меров. Последний наполняется остуженной кипяченой водой, в ко торой растворен хлористый кальций. Применение кипяченой волы предупреждает осаждение на стенках ванны   пузырьков   воздуха, выделяющихся при  нагревании некипяченой воды.  Наличие воздушных пузырьков замедляло бы вулканизацию соответственных  мест обкладки. Обогрев ванны производят глухим паром. Вулканизация в такой открытой ванне протекает при 106—108 °С.

Температура травильного раствора не допускает возможности непосредственного контакта   раствора и резиновой   обкладки, по этому по внутренней поверхности ванны производится футеровки кислотостойким кирпичом по ки слотоупорной замазке (рис. 106). Вследствие этой теплоизолирую-щей футеровки температура у по верхности резины не превышает 70 °С. Кирпичная футеровка од­новременно предохраняет резино­вую обкладку от порезов сталь­ными листами и может быть сме­нена в порядке предупредитель­ного ремонта.

Если обложенный резиной ап­парат может быть использован как открытый резервуар, то вул­канизация производится путем наполнения аппарата раствором хлористого кальция и обогрева раствора змеевиком. Чтобы прогреть резину, наложенную на бор­тах аппарата, необходимо уровень раствора поднять выше борта. Для этого верхнюю часть аппарата окружают специальным кожу­хом, прикрепляя его к аппарату хомутами на уплотняющей рези­новой прокладке.

Обкладка центрифуг. Корпус центрифуги и перфорированный барабан (корзину) обкладывают эбонитом или полуэбонитом, при­меняя двухслойную обкладку. Очищенный и промытый бензином корпус центрифуги промазывают эбонитовым клеем, сначала жид­ким (с отношением резиновой смеси и растворителя 1:6), а затем более густым (1:4), каждый раз тщательно просушивая. Об­кладку производят листами, закроенными по соответственным шаб­лонам. Некоторые особенности представляет обкладка перфориро­ванного барабана центрифуги, так как отверстия в стенках бара­бана также должны быть обложены резиной. На внутреннюю и наружную поверхности барабана накладывают листы обкладки и хорошо прикатывают роликом. Под прикатанными листами доста­точно заметно выступают места отверстий. В этих местах листы прорезают круглым сверлом. Поверхность отверстий смазывают клеем и после испарения бензина в отверстия вставляют отрезки трубок из эбонитовой смеси, предварительно смоченные бензином. Трубки внутри должны быть хорошо пропудрены тальком. Внут­ренний диаметр трубок должен соответствовать заданному размеру щиерстий; толщина стенок 2—3 мм. С учетом этих данных и сле­дует рассверлить отверстия в стенке барабана. Когда клей вполне Просохнет и бензин улетучится, концы трубок осторожно срезают цпюдлицо с обкладкой. В образовавшиеся сквозные отверстия Вставляют гвозди или шпильки соответственного диаметра.

Вулканизацию центрифуг производят в котлах, располагая корпус и барабан центрифуги вертикально. Применяются два спо­соба вулканизации: за один цикл и за два цикла. В случае вулка­низации за два цикла во время перерыва между циклами изделие пынимают из вулканизационного котла и тщательно осматривают. Если обнаруживаются вздутия обкладки, то производят по­чинку, вырезая дефектные места и накладывая новый слой об­кладки. Хотя вулканизация за два цикла требует значительно больше времени, но ввиду возможности своевременного исправле­ния дефектов она оправдывается. При обнаружении вздутий и раз­рывов в готовой обкладке пришлось бы снять все эбонитовое по­крытие, а это представляет далеко не легкую задачу.

Обкладка закрытых аппаратов большой вместимости. Обкладка железнодорожных цистерн, мерников, монжюсов и иных аппаратов большой вместимости связана с необходимостью пребывания ра­бочего внутри аппарата. Ручная или механическая очистка подоб­ных аппаратов не представляет особых осложнений. Промывка же их бензином и промазка клеем, как операции особо опасные и вредные, обязывают к соблюдению специальных правил.

Ранее обкладку железнодорожных цистерн и иных подобных аппаратов производили, применяя эбонитовый слой, на который накладывалась предварительно дублированная мягкая резина. В настоящее время ограничиваются однослойной обкладкой из по­луэбонитовой смеси. Вулканизация осуществляется подачей пара внутрь закрываемого наглухо аппарата. Как пароприемники, такие аппараты должны быть снабжены предохранительным клапаном, и процесс вулканизации следует вести, соблюдая все требования Котлонадзора, предъявляемые к пароприемникам. Чтобы преду­предить смятие обкладки на бортах люка, крышку люка ставят на дополнительную бельтинговую или свинцовую кольцевую про­кладку, которая принимает на себя усилие от затяжки болтов. Иногда рекомендуют применять вулканизацию проточным паром, чтобы избежать недовулканизации у нижнего штуцера. Полости насосов и вентиляторов, обложенных резиной, а также корпуса кранов, отверстия в пробках, патрубки, тройники и другие фасонные части целесообразно перед вулканизацией набивать баритом. Такое заполнение предупреждает образование вздутий.

Среди специальных видов резиновых обкладок следует назвать обкладку   баков   для   горючего,   применяемых   на   самолетах   и  танках. В таких обкладках поверхность бака покрывается слоем губчатой резины, затем слоем резины особого состава, а сверх по­следней — прорезиненной тканью. Резиновая обкладка особого состава предохраняет от утечки содержимого бака; в случае проби­вания пулями стенок бака отверстие быстро закупоривается рези­ной, набухающей в вытекающем бензине.

Применяются резиновые покрытия и для палуб морских кораб­лей. Высокая стойкость мягкой резины к истиранию используется для защиты роторов водяных турбин и лопастей корабельных вин­тов от вредных последствий кавитации. В результате быстрого вра­щения роторов и винтов создаются мощные вихревые потоки. В тех местах потока, где давление понижено, образуются пузырьки (ка­верны), наполненные водяным паром малой упругости. Эти пу­зырьки , отрываясь от вращающихся деталей и попадая в слой с большим давлением, смыкаются, что вызывает водяные удары, ведущие к постепенному изнашиванию деталей. Эластичная рези­новая обкладка, положенная на эбонитовый подслой, предупреж­дает такой износ, а также защищает детали от действия раство­ренного в воде кислорода.

Поскольку равномерная вулканизация как эластичных, так и эбонитовых обкладок названных объектов ввиду значительности их размеров затруднительна, целесообразно применять эбонитовую «наплавку». Последняя состоит в нанесении эбонитовой пыли (а также тиокола, пластмасс) путем факельного разогрева, соединен­ного с воздухоструйной распыляющей установкой.

При химической деструкции низкомолекулярного хлоропрена («жидкого» наирита) получают высококонцентрированные рас­творы, которые могут быть применены в качестве материала для гуммирования. Такие растворы наносят кистью, окунанием или пульверизацией. Обычно наносят три слоя, но можно покрывать одним слоем толщиной до 3 мм; существует и вулканизация горя­чим воздухом (при 100 °С). Этот способ нанесения обкладок прост и может быть осуществлен на любом предприятии. Покрытие жидким неопреном однородно, не имеет стыков и швов и обладает хорошей адгезией к металлу.

Контроль качества и ремонт резиновых обкла­док. Проверка качества обкладки путем осмотра покрытия не всегда позволяет обнаружить дефекты. Небольшие отверстия и проколы могут остаться незамеченными. Поэтому необходимо ис­пытывать обкладку на сопротивление электрическому току, соеди­няя один из полюсов с металлом аппарата и подводя другой полюс к тем местам обкладки, где можно предполагать присутствие де­фектов; падение напряжения указывает на наличие отверстия. Для такого контроля предложены переносные аппараты.

Небольшие дефекты обкладки можно устранить при ремонте. Для этого дефектное место вырезают, металл зачищают и накла­дывают свежий слой резиновой смеси. Вулканизацию осуществ­ляют местным нагревом посредством электронагревательных при­боров или производят повторно, но в более короткое время. Хорошо выполненные и правильно эксплуатируемые обкладки служат годами. Периодический, не реже 3—4 раз в год, осмотр обкладки, а также систематическое наблюдение за надлежащей притиркой кранов и герметичностью соединений своевременно укажут начало малейших повреждений. Обнаруженные повреждения должны быть немедленно исправлены.

3788 просмотров

Комментарии