Спосіб зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу

Реферат: Спосіб зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, включає обробку і очищення зношеної поверхні металевої конструкції, приготування твердіючої у функції часу зносостійкої суміші із зносостійкої роздробленої або порошкоподібної мінеральної маси і полімерної речовини, і формування з приготованої суміші футерувального шару на поверхні металевої конструкції, що підлягає зміцненню або відновленню її зношеної поверхні. Заздалегідь для ділянок поверхні металевої конструкції, схильної до найбільшого ерозійного руйнування, виготовляють зносостійкі накладки, які встановлюють на поверхню незатверділого на даних ділянках футерувального шару, причому накладки виготовляють формою, відповідною проектній формі поверхні металевої конструкції на даній ділянці, а зносостійкість згаданих накладок узята не менше (26)μ де: μ - зносостійкість футерувального шару. UA 83297 U (12) UA 83297 U UA 83297 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу і може бути використана в способах формування захисного футерувального покриття у виробах з складним профілем, зокрема на внутрішній робочій поверхні корпусу ґрунтового насоса. Відомий спосіб отримання захисних футерувальних покриттів за патентом на винахід RU № 2365678 С2, МПК С23С28/00 (2006.01), С23С30/00 (2006.01), В32В27/00 (2006.01), дата початку відліку терміну дії патенту: 05.09.2007р., дата публікації 10.03.2009 р., який включає обробку і очищення зношеної поверхні металевої конструкції, приготування твердіючої у функції часу зносостійкої суміші і формування з приготованої суміші футерувального шару на поверхні металевої конструкції підлягаючої зміцненню або відновленню її зношеної поверхні. На відміну від заявленої корисної моделі приведений спосіб включає пошарове нанесення покриття на поверхню виробу. Спочатку наносять шар високоеластичного праймера, що має високу адгезію до матеріалу захищуваного виробу і до матеріалу основного шару покриття. Потім наносять основний шар, виконаний із смоли, на 50-80 % наповненої армуючим матеріалом, сумісним із смолою основного шару. На основний шар наносять як мінімум один захисний шар армуючого наповнювача, на 90-96 % просоченого хімстійкою смолою. Одержане покриття піддають витримці при температурі не менше +15 °C протягом не менше 20 діб або нагріву з подальшою витримкою протягом часу, що забезпечує полімеризацію шарів покриття. Найближчим аналогом до заявленої корисної моделі за сукупністю ознак і очікуваному технічному результату є спосіб відновлення корпусу ґрунтового насоса за патентом України на корисну модель № 32700, МПК (2006) В05С 1/00, дата пріоритету 21.01.2008 р., дата публікації 26.05.2008 р., бюл. № 10, який включає обробку і очищення зношеної поверхні металевої конструкції, приготування твердіючої у функції часу зносостійкої суміші із зносостійкої роздробленої або порошкоподібної мінеральної маси і полімерної речовини і формування з приготованої суміші футерувального шару на поверхні металевої конструкції підлягаючої зміцненню або відновленню її зношеної поверхні. На відміну від корисної моделі в наведеному способі на отверділій поверхні жорсткого відбудовного шару і зношеній поверхні на внутрішній частині корпуси ґрунтового насоса формують зносостійкий полімерний або композитний відбудовний шар заданої товщини. Загальним недоліком приведених способів є недостатня експлуатаційна надійність зміцнених або відновлених поверхонь, що призводить до зниження ресурсу роботи виробу, зокрема корпуса грунтового насоса. Обумовлено це тим, що в корпусах, що мають складну конфігурацію, зокрема в корпусі грунтового насоса, внутрішня його робоча поверхня зношується нерівномірно. Ділянки робочої поверхні, наприклад, в корпусі насоса, де потоки плинного агресивного середовища змінюють напрям і супроводжуються виникаючою при цьому турбулентністю, піддаються найбільшому ерозійному руйнуванню, що призводить до руйнування на даних ділянках робочої поверхні корпусу або зміцнюваного футерувального на ньому захисного шару. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити спосіб зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, шляхом зміни на ділянках, схильних найбільшому ерозійному руйнуванню, зносостійкості футерувального покриття, підвищити експлуатаційну надійність зміцненої або відновленої металевої конструкції, працюючої в умовах агресивного середовища, і за рахунок цього підвищити її ресурс. Поставлена задача вирішується тим, що в способі зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, що включає обробку і очищення зношеної поверхні металевої конструкції, приготування твердіючої у функції часу зносостійкої суміші із зносостійкої роздробленої або порошкоподібної мінеральної маси і полімерної речовини, і формування з приготованої суміші футерувального шару на поверхні металевої конструкції, що підлягає зміцненню або відновленню її зношеної поверхні, згідно з корисною моделлю, заздалегідь для ділянок поверхні металевої конструкції, схильної найбільшому ерозійному руйнуванню, виготовляють зносостійкі накладки, які встановлюють на поверхню незатверділого на даних ділянках футерувального шару, причому накладки виготовляють формою відповідною проектній формі поверхні металевої конструкції на даній ділянці, а зносостійкість згаданих накладок узята не менше (2-6)μ где: μ - зносостійкість футерувального шару. Згідно з корисною моделлю, в способі зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, як матеріал для виготовлення зносостійких накладок використовують запечений склад з самозв'язаних карбіду кремнію або оксиду алюмінію. 1 UA 83297 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Згідно з корисною моделлю, в способі зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, як матеріал для виготовлення накладок використовують зносостійкий поліуретан. Згідно з корисною моделлю, в способі зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, як матеріал для виготовлення накладок використовують поліуретан в комбінації з сумішшю із зносостійкої порошкоподібної або роздрібненої мінеральної маси. Згідно з корисною моделлю, в способі зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, зносостійку накладку за формою, відповідною проектній поверхні, виконують за формою кільця, диска, циліндра, сектора або сфери. Згідно з корисною моделлю, в способі зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, зносостійку накладку за формою кільця, диска, циліндра, сектора або сфери виконують складовою. Установка на поверхню незатверділого футерувального шару на ділянках поверхні металевої конструкції, схильної найбільшому ерозійному руйнуванню, зносостійких накладок, зносостійкість яких узята не менше (2-6)μ где: μ - зносостійкість футерувального шару, дозволило підвищити експлуатаційну надійність зміцненої або відновленої металевої конструкції, працюючої в умовах агресивного середовища, і за рахунок цього підвищити її ресурс. Виконання зносостійких накладок складовими, дозволило зміцнювати і відновлювати металеві конструкції будь-яких типорозмірів, що забезпечило розширення функціональних можливостей способу. Виконання зносостійких накладок з використанням різних складів, зокрема двошаровими, в яких верхній робочий шар формують зі складу на основі поліуретану, а нижній шар із заздалегідь підготовленої суміші із зносостійкої роздробленої або порошкоподібної мінеральної маси і полімерної речовини, дозволило економити дорогі склади і за рахунок цього знизити собівартість робіт по зміцненню і відновленню металевих конструкцій. Відомості що підтверджують можливість промислового використання способу зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, які працюють в умовах абразивного зносу. Як металеву конструкцію для реалізації заявленого способу використовують корпус грунтового насоса, що включає всмоктувальний і нагнітальний патрубок, в якому абразивному зносу піддається внутрішня робоча поверхня. Спосіб реалізується наступним чином. На початковому етапі проводять обробку і очищення внутрішньої робочої поверхні грунтового насоса. Потім в корпусі ґрунтового насоса виділяють ділянки робочої поверхні, які схильні найбільшому ерозійному руйнуванню. Як правило, в ґрунтових насосах такі ділянки знаходяться в місцях де пульпа, тобто робоче плинне середовище насосів, міняє свій напрям. Такими ділянками є внутрішні поверхні нагнітаючого і всмоктувального патрубків. Під виділені ділянки виготовляють зносостійкі накладки формою, відповідною проектній формі поверхні на даній ділянці, і мають форму плоского кільця під торцеву поверхню патрубка ґрунтового насоса та у вигляді циліндра під бічну поверхню патрубка. Залежно від форми проектної поверхні накладку виконують за формою кільця, диска, циліндра, сектора або сфери. З метою спрощення технології виготовлення накладок і забезпечення оперативності їх установки на даних ділянках, і футерівки ними поверхонь патрубків різних типорозмірів по діаметру, кільцеві і циліндрові накладки виконують складовими. Зносостійкі накладки виготовляють з матеріалу, в склад якого входить самозв'язаний карбід кремнію або оксид алюмінію. Вони також можуть бути виготовлені із зносостійкого поліуретану або поліуретану в комбінації з сумішшю із зносостійкої порошкоподібної або роздробленої мінеральної маси. Зносостійкі накладки з матеріалу, в склад якого входить самозв'язаний карбід кремнію або оксид алюмінію, виготовляють в заводських умовах, де сформовані з даного матеріалу накладки запікають при певному температурному режимі. Для виготовлення зносостійких накладок з полімерної речовини, зокрема з поліуретану, достатньо мати тільки форму з відповідними параметрами, в яку розміщують даний склад і витримують до повної полімеризації. З метою економії дорогих складів на основі поліуретану зносостійкі накладки можуть бути виконані двошаровими, в яких верхній робочий шар формують зі складу на основі поліуретану, а нижній шар із заздалегідь підготовленої суміші - із зносостійкої роздробленої або порошкоподібної мінеральної маси і полімерної речовини. Складом на основі поліуретану відновлюють по місцю, у разі коли поверхня має незначні зруйновані ділянки. Наприклад, коли 2 UA 83297 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 торцева поверхня патрубка насоса має зношені ділянки тільки в периферійній зоні. По місцю відновлення встановлюють оснащення для формування на даних ділянках зносостійкого шару на основі поліуретану. Використовування комбінованих по складу зносостійких шарів і вибіркове використовування відповідної технології відновлення, дозволяє значно понизити собівартість і підвищити технологічність відновних робіт. Після виготовлення накладок на місці виробництва робіт по зміцненню або відновленню корпусу ґрунтового насоса приступають до приготування зносостійкої суміші для формування на внутрішній його робочій поверхні футерувального шару. Для приготування зносостійкої суміші використовують зносостійку роздроблену або порошкоподібну мінеральну масу і полімерну речовину. Приготована на даних компонентах суміш має властивості полімеризації, тобто тверднути у функції часу. Процес полімеризації протікає при температурі навколишнього середовища. Далі на ділянках робочої поверхні корпусу, підлягаючої зміцненню або відновленню, встановлюють оснащення, за допомогою якого створюють обмежену робочу поверхню під футерувальний шар, який формують з приготованої суміші, що містить зносостійку роздрібнену або порошкоподібну мінеральну масу і полімерну речовину. Приготовану суміш послідовними дозами запресовують в згадану порожнину. Запресовування здійснюють шляхом динамічної дії на кожну дозу суміші ударними навантаженнями за допомогою відбійного молотка. Після формування футерувального шару на його незатверділу поверхню встановлюють заздалегідь виготовлені зносостійкі накладки. При цьому зносостійкі накладки встановлюють на поверхню незатверділого футерувального шару, виконаного на ділянках схильних найбільшому ерозійному руйнуванню. Зокрема в корпусі насоса плоскі кільцеві зносостійкі накладки встановлюють на поверхні робочої камери насоса в зоні сполучення зі всмоктувальним патрубком, де відбувається зміна напряму потоку пульпи. Циліндрові зносостійкі накладки встановлюють на поверхню футерувального шару, виконаного на внутрішній бічній поверхні патрубка в зоні її сполучення з робочою камерою насоса. При зміцненні або відновленні внутрішньої робочої поверхні великогабаритних корпусів насоса, зносостійкі елементи виконують складовими, складові частини якого послідовно встановлюють на поверхню незатверділого футерувального шару до повного покриття ними заданої поверхні. При цьому зносостійкість згаданих накладок узята не менше (2-6)μ где: μ зносостійкість футерувального шару. Після установки накладок сформований футерувальний шар із зносостійкими накладками на окремих ділянках корпусу витримують при температурі навколишнього середовища до повного затвердіння суміші згаданого шару. На завершальному етапі способу зміцнення і відновлення футерувальний шар звільнюють від оснащення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, включає обробку і очищення зношеної поверхні металевої конструкції, приготування твердіючої у функції часу зносостійкої суміші із зносостійкої роздробленої або порошкоподібної мінеральної маси і полімерної речовини, і формування з приготованої суміші футерувального шару на поверхні металевої конструкції, що підлягає зміцненню або відновленню її зношеної поверхні, який відрізняється тим, що заздалегідь для ділянок поверхні металевої конструкції, схильної до найбільшого ерозійного руйнування, виготовляють зносостійкі накладки, які встановлюють на поверхню незатверділого на даних ділянках футерувального шару, причому накладки виготовляють формою, відповідною проектній формі поверхні металевої конструкції на даній ділянці, а зносостійкість згаданих накладок узята не менше (2-6)μ де: μ - зносостійкість футерувального шару. 2. Спосіб зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, за п. 1, який відрізняється тим, що як матеріал для виготовлення зносостійких накладок використовують запечений склад з самозв'язаних карбіду кремнію або оксиду алюмінію. 3. Спосіб зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, за п. 1, який відрізняється тим, що як матеріал для виготовлення накладок використовують зносостійкий поліуретан. 4. Спосіб зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, за п. 1, який відрізняється тим, що як матеріал для виготовлення накладок використовують поліуретан в комбінації з сумішшю із зносостійкої порошкоподібної або роздробленої мінеральної маси. 5. Спосіб зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, за п. 1, який відрізняється тим, що зносостійку накладку за 3 UA 83297 U 5 формою, відповідною проектній поверхні, виконують за формою кільця, диска, циліндра, сектора або сфери. 6. Спосіб зміцнення і відновлення зношених поверхонь металевих конструкцій, що працюють в умовах абразивного зносу, за п. 1 або п. 3, який відрізняється тим, що зносостійку накладку за формою кільця, диска, циліндра, сектора або сфери виконують складовою. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4