Составы анаэробные уплотняющие (герметики)
Предлагаемые герметики отличаются по прочности, термической и химической стойкости и обеспечивают работоспособность аппаратов и конструкций при эксплуатации их в контакте с органическими растворителями, агрессивными средами (кислоты, щелочи и т.д.) в широком интервале температур и давлений.
Основой анаэробных составов являются полимеризационноспособные соединения акрилового ряда, чаще всего диметакриловые эфиры полиалкиленгликолей, для которых характерна высокая скорость превращения в пространственносшитые полимеры. В состав герметиков входят ингибирующие и инициирующие системы, обеспечивающие длительное хранение герметиков и быстрое отверждение в изделиях, различные загустители, модификаторы, красители и другие добавки.
Скорость отверждения и время достижения максимальной прочности соединения зависят от температуры окружающей среды. Понижение температуры ниже 15 О С замедляет полимеризацию, поэтому необходимо использовать активатор. Некоторые марки герметиков способны полимеризоваться при температуре -10 О С, что позволяет осуществлять сборку и ремонт изделий в полевых условиях.
На качество уплотнения оказывает влияние природа материала герметизируемого изделия, чистота поверхности (рис.1), величина зазора (рис.2), конфигурация изделий, технология сборки, режим отверждения и др.
По влиянию на скорость отверждения герметика материалы условно делятся на три группы: активные (медь, сплавы меди); нормальные (железо, углеродистые стали, цинк); пассивные (высоколегированные стали, алюминий, золото, титан и его сплавы, материалы с антикоррозионными покрытиями, пластмассовые изделия).
Зависимость скорости отверждения герметиков от контактирующих материалов приведена на рис.3.
Анаэробный герметик является готовым продуктом, который наносится непосредственно на деталь.
Для правильного выбора марки герметика необходимо учитывать вязкость состава и величину зазора между уплотняемыми деталями. Высоковязкий герметик трудно равномерно распределять в малом зазоре, а низковязкий не будет удерживаться в большом зазоре и вытечет до момента отверждения. Соотношение между этими величинами следующее:
Вязкость состава * 10 6 , м 2 /с |
5-20 |
100-150 |
150-500 |
500-800 |
1000-3000 |
3000-5000 |
Свыше 5000 |
Величина зазора, мм |
До 0,07 |
0,1-0,15 |
0,05-0,20 |
0,06-0,25 |
0,10-0,35 |
0,1-0,45 |
0,25-0,60 |
Вязкость герметика в исходном состоянии уменьшается в 5-6 раз в зависимости от температуры окружающей среды (рис. 4). Этот температурный «разброс» вязкости необходимо учитывать при использовании анаэробных составов.
При герметизации или контровке соединений расчитывается предел прочности на сдвиг при трении ( t r ) через момент отвинчивания ( М р ) на резьбовой паре с учётом величины зазора, размера резьбы и ширины нанесённого слоя. Исходя из прочности выбирается марка состава, обеспечивающая необходимую герметичность и неразборность или возможность демонтажа. Зависимость M р от t r , приведённая на рис. 5, облегчает выбор нужной марки герметика для обеспечения разборки соединения стандартным ключом усилием одной руки рабочего, равным 30 Н*м.
Пример: резьбовая пара М24, уплотнённая составом с t r =2,5 МПа при соотношении ширины наносимого слоя ( l ) и диаметра резьбы ( d ) равным l / d =0,8 , легко разбирается. Применение же состава с t r =10 МПа значительно затрудняет демонтаж.
Анаэробные составы могут применяться для герметизации изделий из металлов, стекла, керамики, полиамида и др.
Изделия из полиакрилатов, полистирола, целлюлозы при контате с жидкими уплотняющими составами склонны к набуханию и размягчению.
Длительное воздействие герметиков в жидком состоянии на эмалевые или лаковые покрытия приводит к снижению их твёрдости.
Таким образом, для выбора оптимальной марки клеев-герметиков необходимо учитывать следующие факторы:
-
Тип материала: активные, нейтральные, пассивные. Это необходимо для учёта скорости отверждения клеев-герметиков после сборки соединения ( см. таблицу характеристик: время достижения ручной прочности и полного отверждения). Пример: Материал активный ( медь и сплавы на её основе - уменьшают время отверждения), после или во время сборки необходима корректировка положения деталей относительно друг друга. Рекомендуется применять герметики с продолжительным временем отверждения, т.к. за время корректировки полимерная цепочка не успевает нарушиться, что не приводит к снижению прочности. При выборе "быстрых" герметиков в данной ситуации прочность может снизиться.
-
Тип сборки: если в процессе сборки узла необходима первоначальная фиксация деталей с последующей корректировкой ( Напр. фиксация резьбового соединения фланца по периметру с последующим затягиванием; фиксация цилиндрического соединения с последующей корректировкой положения), то, для избежания снижения прочностных характеристик, также рекомендуются герметики с большим или средним временем отверждения в зависимости от типа материала деталей. Если же требуется снизить время отверждения, то выбираются "быстрые" герметики.
-
Качество подготовки поверхности: для достижения оптимальных результатов поверхности склеиваемых или герметизируемых деталей необходимо соответствующим образом подготовить, если же, по каким-либо причинам ( техническим, временным, особенности устройства и эксплуатации, "культура производства" ), этого не удаётся сделать, то, в зависимости от степени загрязнеия поверхностей, для получения разборных соединений необходимо применять среднепрочные ( иногда высокопрочные ) клея-герметики, а для получения среднепрочных соединений - высокопрочные (см. таблицу характеристик).