INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH I EKSPLOATACYJNYCH

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH I EKSPLOATACYJNYCH"

Daniel Janik
7 lat temu
Przeglądów:

1 INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH Politechnika Śląska w Gliwicach INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH I EKSPLOATACYJNYCH MATERIAŁY REGENERACYJNE Opracował: Dr inż. Grzegorz Nowak Gliwice 2001

2 Materiały regeneracyjne zalicza się do grupy tzw. materiałów o specjalnych zastosowaniach, wśród których można wyszczególnić jeszcze: Materiały powłokowe Materiały konserwacyjne Kleje i silikony Materiały lutownicze i spawalnicze Materiały regeneracyjne służą do wykonywania różnego rodzaju napraw i konserwacji elementów maszyn i urządzeń, często bez konieczności wyłączania ich z eksploatacji. Stosowanie tych materiałów pozwala na poprawę własności eksploatacyjnych elementów poprzez ich zabezpieczenie przed skutkami korozji oraz erozji, zwiększenie odporności na działanie kawitacji czy substancji chemicznie aktywnych. Materiały takie, zgodnie z przepisami światowymi, nie mogą zawierać oraz powodować wydzielania żadnych substancji szkodliwych. Ogólnie technologia oparta na stosowaniu materiałów specjalnych polega na: Klejeniu pękniętych miejsc i szczelin Wypełnianiu ubytków materiałowych Nanoszeniu powłok ochronnych Rys. 1 Naprawa pęknięcia korpusu zaworu przy pomocy pasty regeneracyjnej. Do tego typu zabiegów stosuje się dwie różne odmiany materiałów, różniące się przede wszystkim gęstością i lepkością. W przypadku dwóch pierwszych typów napraw stosuje się tzw. pasty, będące mieszaniną tzw. bazy oraz utwardzacza. Nazwa pasta bierze się z dużej lepkości tego materiału, gdzie do jego nanoszenia potrzebne jest twarde narzędzie typu szpachelka, packa itp..

3 Rys. 2 Nanoszenie materiałów regeneracyjnych (płynu i pasty) na elementy. Powłoki ochronne wykonuje się z wykorzystaniem tzw. płynów, które mają konsystencję gęstej farby. Płyn daje się rozprowadzać na powierzchni elementu przy pomocy pędzla, z krótkim, twardym włosiem. Materiały regeneracyjne w zależności od składu chemicznego można podzielić na następujące grupy: 1. metaliczne zimne metale Są to dwuskładnikowe związki epoksydowe zawierające: wypełnienie stanowiące w 80% proszek metaliczny oraz w 20% żywicę epoksydową i utwardzacz. Jako proszków metalicznych używa się proszków stali zwykłych, nierdzewnych, tytanu, mosiądzu, brązu, czy aluminium. Po utwardzeniu materiały te wykazują odporność na działanie warunków atmosferycznych i aktywnych chemicznie czynników, a poza tym są obrabialne mechanicznie. Rys. 3 Naprawy wykonywane z użyciem past metalicznych. Pasty metaliczne w wielu przypadkach zastępują tradycyjne spawanie oraz napawanie elementów wykonanych z różnych metali (stąd stosowanie różnych proszków metalicznych jako wypełniaczy). Usuwanie uszkodzeń przy pomocy tych materiałów jest szczególnie korzystne w przypadkach trudności technologicznych zastosowania napraw tradycyjnych, w przypadkach zagrożenia pożarowego, obecności par i gazów łatwopalnych. Jakość i skuteczność wykonywania tego typu napraw jest porównywalna z metodami tradycyjnymi, natomiast odporność regenerowanych miejsc na ścieranie i korozję oraz odporność chemiczna jest znacznie wyższa.

4 Rys. 4 Regeneracja wału pompy (zgrubne nanoszenie materiału regeneracyjnego i jego późniejsza obróbka mechaniczna) Elementy podlegające regeneracji poddaje się czyszczeniu, najczęściej przez piaskowanie, a następnie miejsca, gdzie wystąpiły ubytki materiału, wypełnia się pastą metaliczną. Powierzchnie, które chcemy chronić przed działaniem środowiska zewnętrznego (wilgoci, erozji, korozji, kawitacji, itp.) pokrywane są płynami metalicznymi, tworzącymi powłokę oddzielającą materiał elementu od tego środowiska. Powłoki ochronne wykonuje się również na elementach nowych w celu przedłużenia ich trwałości. 2. ceramiczne Pasty i płyny ceramiczne różnią się od materiałów metalicznych jedynie wypełnieniem, którym w tym przypadku jest proszek ceramiczny. Najważniejszą, wyróżniająca je cechą jest szczególnie duża odporność na ścieranie. Dlatego często bywają stosowane w przypadku napraw elementów narażonych na ten rodzaj zużycia. Bywają również stosowane na wykonanie powłok ochronnych na elementy nowe, które pracują w warunkach intensywnej erozji (wirniki pomp do transportu hydraulicznego, łopatki wentylatorów pracujących w warunkach zapylenia itp.). Rys. 5 Wykonywanie powłok ceramicznych na elementach podlegających erozji 3. uretanowe (gumopodobne) Pasty i płyny gumopodobne (różniące się tylko gęstością) są materiałami dwuskładnikowymi produkowanymi na bazie uretanu. Po zmieszaniu składników ze sobą w odpowiedniej proporcji powstaje elastyczne tworzywo o różnej twardości podobne do gumy, zestalające się w temperaturze pokojowej. Materiały te posiadają bardzo dobrą odporność na ścieranie oraz wytrzymałość na rozciąganie przy zachowaniu dużej elastyczności. Odznaczają się odpornością na działanie substancji chemicznych oraz korozję.

5 Rys. 6 Regeneracja rolki podajnika taśmowego przy pomocy materiału uretanowego Są materiałami dźwiękochłonnymi oraz dobrymi izolatorami elektrycznymi. Łączą się w sposób trwały z gumą, metalami, drewnem, betonem i tworzywami sztucznymi. Ich podstawowe zastosowanie to: - naprawa i regeneracja transporterów taśmowych - pokrywanie powierzchni zbiorników na aktywne chemicznie media - wypełnianie szczelin dylatacyjnych - ograniczenie emisji hałasu Przebieg ćwiczenia: W ramach zajęć laboratoryjnych zostaną przebadane dwa materiały regeneracyjne o różnych właściwościach i różnych zastosowaniach. Badanie będzie miało na celu określenie podstawowych cech obu materiałów, do których należą: - ocena elastyczności materiału - porównanie przylegania powłoki materiału regeneracyjnego do różnych powierzchni - porównanie zachowania się badanych materiałów pod obciążeniem Do badań przyjęto następujące materiały regeneracyjne w postaci płynów: - ceramiczny - uretanowy Oba omawiane materiały naniesione zostały na przeciwległe powierzchnie metalowych płytek (stalową oraz aluminiową), które zostaną poddane rozciąganiu na maszynie wytrzymałościowej. Powłoka ceramiczna Rys. 7 Próbka do badań Powłoka uretanowa

6 Podczas rozciągania płytek należy obserwować zachowanie się obydwu materiałów regeneracyjnych oraz rejestrować wartości wydłużeń próbek, przy których obserwuje się uszkodzenia powłok. Należy zaobserwować sposób i przebieg uszkadzania powłok oraz ich odklejania się od materiału próbki. Przygotowanie sprawozdania: Sprawozdanie z ćwiczenia powinno obejmować: 1. Krótką charakterystykę materiałów regeneracyjnych 2. Opis przebiegu ćwiczenia 3. Zarejestrowane wartość wydłużeń próbek, przy których nastąpiło niszczenie powłok 4. Opis przebiegu procesu niszczenia i odklejania się powłok 5. Wnioski dotyczące badanych powłok.

Podobne dokumenty

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH Politechnika Śląska w Gliwicach INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Instrukcja przeznaczona jest dla studentów następujących kierunków: 1. Energetyka - sem.