Повышение долговечности сельскохозяйственной техники нанесением и восстановлением лакокрасочных покрытий с применением грунта "преобразователь ржавчины"
Анализ современных достижений и подходы к совершенствованию технологии нанесения и восстановления лакокрасочных покрытий для защиты от коррозии. Особенности и условия эффективного использования в данном процессе грунта "преобразователь ржавчины".
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 17.11.2018 |
Размер файла | 264,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Повышение долговечности сельскохозяйственной техники нанесением и восстановлением лакокрасочных покрытий с применением грунта «преобразователь ржавчины»
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Ежегодно на сельскохозяйственные предприятия России поступает большое количество новой техники. На сегодняшний день в России насчитывается 1,6 миллиардов тонн используемого металла. При этом 40…50% металла работает в агрессивных средах, 30% в малоагрессивных средах и только 10% не требует постоянной защиты от коррозии. В связи с этим предстоит решать серьезные задачи: как можно эффективнее использовать машинно-тракторный парк, улучшать хранение техники, не допускать ее преждевременного списания в связи с коррозией.
Одним из способов продления срока службы машины является высококачественная окраска при техническом обслуживании и ремонте.
В процессе эксплуатации машин под влиянием атмосферных и механических воздействий и резкой смены температур лакокрасочное покрытие тускнеет, теряет свой первоначальный цвет, на нем появляются трещины, царапины, сколы и другие дефекты, способствующие возникновению коррозионных процессов.
Наиболее существенная особенность окраски машин в условиях ремонтного производства состоит в том, что окрашивать приходится поверхности узлов, деталей машин и агрегатов, изготовленных не из нового, а уже из бывшего в работе металла, на котором имеются следы коррозии, загрязнения от топлива и масла, остатки старой краски и отдельные вмятины и неровности. Эти особенности затрудняют проведение окраски. В то же время согласно техническим требованиям защитные и декоративные качества лакокрасочных покрытий на отремонтированных машинах и агрегатах не должны уступать новым. Ремонтные предприятия должны обеспечивать сохраняемость лакокрасочных покрытий в течение установленного техническими условиями гарантийного срока, исключая покрытия поверхностей, подверженных в процессе работы постоянному механическому истиранию (детали и агрегаты ходовой части, приводы режущего аппарата и другие рабочие органы).
Поэтому совершенствование технологии нанесения и восстановления лакокрасочных покрытий для защиты от коррозии, обеспечивающей долговечность сельскохозяйственной техники, при ремонте и постановке на хранение является в настоящее время важной задачей ремонтного производства.
Целью работы является повышение долговечности сельскохозяйственной техники путем восстановления и нанесения лакокрасочных покрытий, используя грунт «преобразователь ржавчины» для защиты от коррозии.
Научная гипотеза: повысить долговечность сельскохозяйственной техники возможно путем нанесения и восстановления лакокрасочного покрытия, которое полностью преобразует продукты коррозии в непроницаемый слой, хорошо адгезионно связанный с металлом ремонтируемого объекта.
Объектом исследования является процесс восстановления и нанесения лакокрасочного покрытия с применением грунта «преобразователь ржавчины» при ремонте и подготовке к хранению сельскохозяйственной техники для повышения ее долговечности.
Предмет исследования - закономерности и изменения процесса восстановления и нанесения лакокрасочного покрытия для увеличения долговечности сельскохозяйственной техники.
Научную новизну работы представляют:
- математическая модель оценки долговечности сельскохозяйственного оборудования при нанесении лакокрасочного покрытия по различным технологиям;
- аналитическая модель обоснования количественного состава грунта для эффективного преобразования ржавчины без ущерба для долговечности покрытия;
- режимы работы установки для обеспечения достоверного определения защитных свойств и атмосфероустойчивости лакокрасочных покрытий;
- результаты оценки эффективности применения грунта «преобразователь ржавчины» для повышения долговечности сельскохозяйственной техники.
Практическая ценность заключена в том, что на основании результатов исследования разработана технология повышения долговечности сельскохозяйственной техники при ремонте и подготовке к хранению путем восстановления или нанесения лакокрасочных покрытий без удаления продуктов коррозии.
Реализация результатов работы: технология восстановления лакокрасочных покрытий на тракторах, автомобилях и оборудовании предприятий внедрена в ЗАО «Ададымское» Назаровского района, ООО «Каменка» Бирилюсского района, ООО «Теплотехник» Бирилюсского района.
Апробация работы: основные результаты исследований доложены и одобрены на научных конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава в ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» в 2003-2009 гг. (г. Красноярск) и в ГНУ СибИМЭ Россельхозакадемии города Новосибирска в 2008-2009 гг.
Публикации: основные положения работы опубликованы в 13 научных работах, в том числе 2 статьи - в издании, указанном в «Перечне ВАК».
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 171 страницах, содержит 44 рисунка, 22 таблицы и 4 приложение. Список литературы включает 142 источника, в том числе 11 на иностранных языках.
Содержание работы
лакокрасочной коррозия ржавчина
Во введении изложена актуальность темы диссертации, сформулирована научная проблема, цель и основные положения, выносимые на защиту.
В первом разделе «Состояние вопроса и задачи исследования долговечности сельскохозяйственной техники» рассмотрены основные результаты анализа современного состояния вопроса окраски лакокрасочными материалами поверхностей при ремонте и постановке на хранение сельскохозяйственной техники. Рассмотрены основные способы окраски машин, виды ржавчины и способы ее удаления. Показано, что одним из перспективных методов увеличения долговечности машин является нанесение лакокрасочных покрытий на основе грунта «преобразователь ржавчины».
Значительный вклад в развитие теории и методов защиты от ржавчины с целью продления долговечности техники внесли: И.Л. Розенфельд, М.Л. Иошпе, Ю. Эванс, Н.В. Авдеев, В.Т. Болотин, И.П. Васютина, В.А. Войтович, А.С. Дринберг, Е.А. Каневская, О.П. Кузнецова, Ю.Н. Михайловский, А.В. Рябченков, Н.Д. Томашов, Г. Улиг, С.В. Якубович и др.
В основу действия «преобразователей ржавчины» положено превращение продуктов коррозии в безвредный защитный слой, на который затем наносятся лакокрасочные материалы.
Применение лакокрасочных покрытий, содержащих «преобразователи ржавчины», позволяет объединить операции удаления ржавчины и нанесения грунта. К тому же адгезия получаемых покрытий к металлу выше.
Несмотря на перечисленные достоинства, грунты - «преобразователи ржавчины» до настоящего времени не применялись для окраски корродированной сельскохозяйственной техники из-за ряда существенных недостатков, а именно:
- низкой скорости преобразования продуктов коррозии металла, а, следовательно, и неполной очистки поверхности;
- нестабильности физико-механических свойств покрытия, вызываемой различием количественного состава ржавчины;
- неудовлетворительного качества покрытия при окраске металла, не имеющего ржавчины.
Для решения этих проблем необходимо разработать новую технологию нанесения лакокрасочных покрытий, позволяющую повысить долговечность сельскохозяйственной техники.
Повысить долговечность сельскохозяйственной техники возможно путем нанесения и восстановления лакокрасочного покрытия, которое полностью преобразует продукты коррозии в непроницаемый слой, хорошо адгезионно связанный с металлом ремонтируемого объекта.
Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ продуктов коррозии на поверхностях деталей и узлов сельскохозяйственной техники, подлежащих окраске, для определения количества ржавчины на них.
2. Обосновать выбор способа восстановления или нанесения лакокрасочного покрытия и разработать грунт «преобразователь ржавчины», предназначенный для нанесения на поверхности без удаления продуктов коррозии.
3. Исследовать основные свойства разработанного грунтовочного материала и получаемых покрытий на его основе и установить долговечность комплексного покрытия, первым слоем которого является разработанный грунт, в лабораторных и практических условиях.
4. Дать технико-экономическую оценку эффективности применения технологии окраски ремонтируемой сельскохозяйственной техники без предварительного удаления ржавчины.
Во втором разделе «Теоретические предпосылки разработки технологии нанесения и восстановления лакокрасочного покрытия без удаления продуктов коррозии» представлена математическая модель оценки долговечности сельскохозяйственного оборудования при нанесении лакокрасочного покрытия по различным технологиям, произведено обследование корродированных деталей и узлов машин для определения возможности типизации поверхностей по наличию на них продуктов коррозии.
Для выбора наиболее эффективного способа восстановления и нанесения лакокрасочных покрытий была приведена математическая модель определения долговечности окрашенных различными способами защитных щитков электродвигателей на животноводческой ферме после 4 лет работы в одинаковых условиях. Окраска осуществлялась различными способами: механической очисткой от ржавчины и нанесением грунта ГФ-020, механической очисткой от ржавчины и нанесением грунта ВЛ-023 и нанесением преобразователя ржавчины ЭВА-0112.
Измерялась остаточная толщина стенки щитков электродвигателей в одних и тех же местах. Для выяснения глубины повреждений (коррозии, износа) стенок щитка на разных расстояниях от мест наибольшей вибрации поверхность развертки была разбита на три смежных участка. При наличии локальных разрушений (каверн, язв, питтингов) минимальное число измерений было ? 100 при доверительной вероятности 0,8 и максимально допустимой ошибке 0,05.
Для прогнозирования долговечности проведены расчеты по определению коэффициента вариации и среднеквадратичного отклонения:
у, (1)
хh, (2)
где - число измерений величины h;
- значение глубины повреждений металла, мм.
Далее определяли критерии предельного состояния щитков и параметры распределения глубин повреждений, приведенные к моменту наступления предельного состояния. Критерием предельного состояния являлось уменьшение толщины стенки до 1 мм (исходная толщина 3 мм) на поверхности, составляющей от общей площади 5%, т.е. hп = 1 мм; в=0,05. Параметры распределения глубин повреждений определялись для участка, подверженного наибольшему разрушению.
Средний ресурс щитка при различной окраске равен:
, (3)
лакокрасочной коррозия ржавчина
где c - средняя скорость коррозии выражена математической моделью представленной в диссертации.
Гарантированный (гамма-процентный) ресурс определялся по формуле:
, (4)
где uг - квантиль нормального распределения, соответствующий уровню г=0,999;
хт - коэффициент вариации ресурса.
, (5)
Расчеты традиционными методами дают большую погрешность, чем по предлагаемой методике, это видно по приведенным расчетам в диссертации.
На основании проведенных расчетов гарантированная долговечность обследованных щитков получена от 2.7 до 3 лет. Сравнивая полученные результаты, был сделан выбор в пользу преобразователей ржавчины, что свидетельствовало о целесообразности разработки новой технологии для увеличения надежности сельскохозяйственной техники и оборудования.
Произведено обследование корродированных деталей и узлов машин для определения возможности типизации поверхностей по наличию на них продуктов коррозии. По количеству ржавчины выбраны три группы поверхностей - чистая (количество ржавчины до 0,011 г./дм2), среднержавая (0,25 г./дм2), ржавая (0,5 г/дм2).
По литературным данным рекомендуется использовать «преобразователь ржавчины» с соотношением исходных компонентов К4[Fe(CN)6]·3Н2О: Н3РО4·1,25Н2О = 1:8. Но ни в одном источнике не обоснованы причины принятия такой композиции. Между тем, вопрос выбора оптимального соотношения желтой кровяной соли и ортофосфорной кислоты может оказаться решающим при определении эффективности преобразования ржавчины и получении лучших антикоррозионных свойств таких покрытий.
Решение поставленного вопроса зависит от правильного выбора критериев оценки оптимальности разрабатываемого состава. Нами приняты такие критерии:
- полнота и скорость протекания реакций преобразования продуктов коррозии;
- удельный расход исходных компонентов при их взаимодействии с железом и его окислами.
Далее на основании возможных процессов протекания реакций определялся состав «преобразователя ржавчины» для различного соотношения исходных компонентов.
В связи с этим предстояло определить оптимальное соотношение исходных соли и кислоты, что позволит значительно сократить объем экспериментальных работ. Для этого необходимо провести процесс преобразования коррозии со всеми возможными этапами протекания реакций. Данные процессы представлены на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема процесса преобразования коррозии
Далее по стехиометрическим уравнениям определялась функциональная связь между соотношением исходных компонентов и получающими при этом количествами «преобразователя ржавчины». Расчеты производились для соотношения соль / кислота = ,….
Результаты расчетов представлены графиками (рисунки 2,3). Из них следует, что полное преобразование ржавчины происходит при большем содержании железистосинеродистой кислоты. Однако, как уже отмечалось, железистосинеродистая кислота с чистым железом не реагирует. Поэтому при нанесении состава на чистую поверхность нужно создать условия для протекания реакций (5), (6), (7), (2). Для этого определялось удельное количество железа, необходимое для полного протекания реакции (6).
Сопоставлением значений установлено, что оптимальным является соотношение желтой кровяной соли и ортофосфорной кислоты 1: 3.
Рисунок 2. Изменение состава «преобразователя ржавчины» в зависимости от соотношения исходных компонентов: 1 - содержание Fe(OH)3; 2 - содержание Fe(OH)2; 3 - содержание Fe
Рисунок 3. Изменение удельного расхода (г) «преобразователя ржавчины: 1 - содержание Fe(OH)3; 2 - содержание Fe(OH)2; 3 - содержание Fe, 4 - потребное количество (г4) для полного протекания реакции с железом
Применение преобразователя ржавчины в качестве кислотного компонента грунтовочного материала может и не дать ожидаемого эффекта ввиду наличия в его составе растворимого в воде ортофосфата калия. Эта соль к тому же увеличивает процентное содержание пигмента, что может снизить эластичность пленки. Поэтому желательно избавиться от ортофосфата калия удалением его в процессе приготовления кислотного компонента грунта.
Так как количество ржавчины распределено неравномерно по всей поверхности металла, то полученный результат округляем до ближайшего значения, кратного 0,5.
Железистосинеродистую кислоту смешивали с ортофосфорной, соблюдая пропорцию 1:3,5.
При выборе пленкообразующего компонента и растворителя наиболее подходящими являются следующие полимерные материалы:
- эпоксидная смола;
- феноло-формальдегидная смола;
- поливинилбутираль.
Обоснованием для выбора перечисленных полимеров в качестве пленкообразователя послужило следующее:
1. Их совместимость друг с другом, позволяющая придавать покрытиям требуемые свойства.
2. Хорошая растворимость в этиловом спирте, являющемся растворителем железистосинеродистой кислоты.
3. Способность содержать в своем составе значительное количество воды.
4. Способность таких композиций затвердевать даже при комнатной температуре и взаимодействовать с ортофосфорной кислотой.
5. Возможность саморегулирования скорости отверждения покрытия, т.е. при большом количестве ржавчины отверждение протекает медленно, а при малом - быстро.
Грунт «преобразователь ржавчины», как и фосфатирующие грунты, должен готовиться смешиванием основы с кислотным компонентом.
В третьем разделе «Методика экспериментальных исследований влияния грунта и комплексных покрытий на основные параметры долговечности» были выбраны методы исследования, базирующиеся на комплексной оценке долговечности лакокрасочного покрытия на основе грунта «преобразователь ржавчины», параметров и режимов, приближенных к производственным условиям. Они включали основы математического моделирования, современные технические средства получения и обработки информации. Для сравнения проводились исследования свойств серийных грунтов марок ГФ-020, ВЛ-023 и ЭВА-0112 и комплексных покрытий на их основе и эмали ПФ-133.
Программа исследований предусматривала проведение экспериментов в лабораторных и натурных условиях и включала:
- исследования свойств кислотного компонента грунта «преобразователь ржавчины»;
- обоснование технологии приготовления и способов применения грунта «преобразователь ржавчины»;
- выбор и подготовку к испытаниям материала подложки образцов;
- подготовку образцов к испытаниям;
- оценку адгезии грунта «преобразователь ржавчины»;
- оценку внутренних напряжений, возникающих в процессе формировании грунта «преобразователь ржавчины»;
- определение эластичности и ударной прочности исследуемых грунтов;
- оценку адгезии покрытия на основе грунта «преобразователь ржавчины»;
- исследование долговечности комплексных покрытий на основе изучаемых грунтов и эмали ПФ-133;
- оценку внутренних напряжений, возникающих в процессе формировании покрытий на основе изучаемых грунтов и эмали ПФ-133;
- определение эластичности и ударной прочности исследуемых покрытий на основе изучаемых грунтов и эмали ПФ-133;
- оценку технологичности рекомендуемого способа окраски в условиях предприятия;
- оценку долговечности на производственных испытаниях.
Изложена методика подготовки образцов к испытаниям, описана природа адгезии, выбран метод и изготовлен прибор для определения адгезии, представленный на рисунке 4.
Рисунок 4. Прибор для определения адгезии
Прибор служит для определения адгезионных и когезионных свойств полимерных пленок и синтетических материалов, предназначен для определения:
- сцепления покрытия с подложкой методами нормального отрыва и отслаивания;
- их разрывной прочности,
- модуля упругости.
Выбрана методика исследования внутренних напряжений и других параметров грунта и лакокрасочного покрытия на его основе, а также других исследуемых грунтов.
В качестве экспериментальной установки для проведения сравнительных испытании исследуемых лакокрасочных покрытий в работе использован модернизированный термостат ТГУ-01-200 (рисунок 5). Модернизация проводилась путем замены ламп накаливания на ртутно-кварцевые лампы двух типов ПРК-2 и СВДШ-1000, а через вентиляционные отверстия принудительно подавался воздух. С помощью ламп обеспечивалось ультрафиолетовое облучение, а с помощью принудительного вентилирования создавался ветер.
Установка работала в управляемом режиме, имитируя климатические условия любой зоны. В данной установке можно было создать три вида климатических условий:
- постоянно действующие (ветер, ультрафиолетовое облучение);
- периодически действующие (термоизлучение, теплый ветер, дождь);
- возникающие в зависимости от других климатических факторов (температура, ее колебания, влажность воздуха).
Рисунок 5. Установка для проведения сравнительных испытании лакокрасочных покрытий
Ввиду того, что срок службы эмалей ПФ-133 определен для условий умеренно-континентального климата, было целесообразно при испытаниях исследуемых комплексных покрытий имитировать такие же режимы. Это позволяло определить коэффициент ускорения испытаний и с достаточной достоверностью установить долговечность покрытий.
Для условий умеренно-континентального климата установлен следующий режим:
а) продолжительность цикла 60 мин.
б) термооблучение 60 мин.
в) орошение (дождь) - интенсивное смачивание с помощью пульверизатора через 30 мин с 8 00 до 17 00 часов.
г) температура в камере 60°С
д) перепад температур 60…40°С
В четвертом разделе «Результаты исследования влияния грунта «преобразователя ржавчины» и комплексных покрытий на основные параметры долговечности» представлен анализ полученных результатов лабораторных и производственных испытаний.
Наилучшие результаты по адгезии получены после пескоструйной очистки металлических поверхностей от различных загрязнений (рисунок 6). Это обусловливается увеличением шероховатости поверхности, увеличивающей механическую адгезию покрытий. Полученные данные свидетельствует о важности качества подготовки поверхности перед окраской.
лакокрасочной коррозия ржавчина
Рисунок 6. Прочность сцепления грунтов со сталью Ст 0.8 кп, нанесенных на поверхности: - очищенные пескоструйным способом и обезжиренные; - очищенные наждачной бумагой и обезжиренные; - обезжиренные, с наличием коррозии до 0,05 г./дм2; - обезжиренные, с наличием коррозии до 0,25 г./дм2; - обезжиренные, с наличием коррозии до 0,5 г/дм2
Фосфатирующий грунт ВЛ-023 обладал высокими адгезионными свойствами лишь при нанесении на очищенные от окислов металла поверхности. При окраске деталей, имеющих на поверхности даже очень тонкую прокатную окалину, адгезия этих покрытий снижалась в два и более раза.
Глифталевый грунт ГФ-020 обладал меньшей адгезией с металлом, чем все остальные исследованные нами грунты. Очевидно, это объясняется низким содержанием адгезионно активных гидроксильных групп.
Сцепление грунтов ЭВА-0112 и грунта «преобразователь ржавчины» с подложками разного качества подготовки различно. Причем наибольшее сцепление было с металлом, содержащим на своей поверхности 0,25 г./дм2 ржавчины.
Несколько ниже адгезия грунтов ЭВА-0112 и грунта «преобразователь ржавчины», если ими окрашивалась поверхность с 0,50 г./дм2, так как при этом полной очистки металла не происходило.
Самая низкая сцепляемость грунтов ЭВА-0112 и грунта «преобразователь ржавчины» наблюдалась при нанесении их на сравнительно чистую поверхность (0,05 г./дм2). Это, очевидно, происходит из-за выделяющегося при реакции ортофосфорной кислоты с железом газообразного водорода. Тем не менее, грунт «преобразователь ржавчины» был выше адгезионно связан с подложкой, чем грунт ЭВА-0112.
Наряду с грунтом «преобразователь ржавчины», испытанию на прочность сцепления подвергались образцы, покрытые только преобразователем ржавчины (кислотным компонентом) по поверхности, содержащей 0,5 г/дм2 ржавчины. Установлено, что наличие пленкообразующего компонента повышает адгезию грунта к идентичной поверхности почти в два раза.
Испытания показали, что термическая обработка стали, содержание углерода, а также способ нанесения покрытий существенного влияния на величину адгезии не оказывает.
Исследования внутренних напряжений, возникающих в процессе формирования покрытий, показало, что при формировании полимерных покрытий на жесткой подложке в них возникают внутренние напряжения, снижающие прочностные и адгезионные свойства. В некоторых случаях эти напряжения оказываются столь высокими, что вызывают растрескивание или отслаивание покрытия.
Исследования кинетики нарастания внутренних напряжений в покрытиях при их формировании производилось визуально с регистрацией отклонения свободного конца консольно-закрепленной пластинки через 5 минут в течение часа или через 1 минуту, если образец менял свое отклонение интенсивно.
Исследования кинетики формирования грунта «преобразователь ржавчины», нанесенного как на чистую, так и на ржавую поверхность, показали, что в них возникают напряжения растяжения. Величина этих напряжений зависела от толщины наносимого покрытия и от количества ржавчины на поверхности подложки (рисунок 7). Это объясняется изменением объема в прилегающем к поверхности металла слое, вызванного реакциями кислот с железом и его окислами.
Рисунок 7. Изменение внутренних напряжений в грунте - «преобразователь ржавчины» в зависимости от толщины покрытия (1,4 - 10 мкм; 2,5 - 15 мкм; 3,6 - 20 мкм) и состояния поверхности (- чистая; 2 - - - ржавая)
На основании проведенного исследования физико-механических свойств грунтов сделаны следующие выводы. Грунт «преобразователь ржавчины» обладает высокой сцепляемостью, как с ржавой поверхностью - до 2300 кПа, так и с очищенной поверхностью - 1360 кПа, по физико-механическим свойствам по соответствующим параметрам он не уступает сравниваемым с ним грунтам. Например, его время отверждения составляет 1,5…4,5 часа. По сравнению с ЭВА-0112, как с наиболее близким по эксплуатационным характеристикам, нами разработанный его превосходит практически по всем показателям.
Ввиду того, что срок службы эмалей ПФ-133 определен для условий умеренно-континентального климата, было целесообразно при испытаниях исследуемых комплексных покрытий имитировать именно их. Это позволило определять коэффициент ускорения испытаний и с достаточной достоверностью установить долговечность покрытий.
Наихудшими антикоррозионными свойствами обладали комплексные покрытия на основе грунта ГФ-020. Такие покрытия по чистой поверхности металла начинали вспучиваться уже на седьмые сутки пребывания в растворе хлористого натрия. Количество ржавчины под этими покрытиями через 45 суток испытаний составляли 0,1485 г./дм2, а образцы с покрытиями по ржавчине на 30 сутки теряли в массе до 0,1724 г./дм2. Это объясняется низкой сцепляемостью грунта ГФ-020 с защищаемым от коррозии металлом.
Комплексные покрытия, состоящие из грунта «преобразователь ржавчины» и эмали ПФ-133, достаточно надежно защищали металлы от коррозии. Причем антикоррозионные свойства повышались, если их наносили на ржавую поверхность (потеря металла 0,426 г./дм2). Такой эффект обусловлен тем, что при преобразовании ржавчины образуется пигмент (берлинская лазурь), который повышает плотность покрытия.
Коррозия предварительно очищенного металла под пленкой грунта «преобразователь ржавчины» через 45 суток пребывания в коррозионно-активном растворе составила 0,0822 г./дм2. Такая потеря металла объясняется пористостью грунта, вызванной выделением газообразного водорода при реакции ортофосфорной кислоты с железом.
Вышеизложенное касается лишь плоских образцов. Образцы, предназначенные для испытания выносливости металла, после пребывания их в 3%-ном растворе хлористого натрия в течение 45 суток остались без изменений. Отмечалось лишь незначительное осветление покровного слоя на всех образцах, за исключением покрытых грунтом ГФ-020. Поэтому усталостные испытания не проводились. Такой эффект можно объяснить отсутствием внутренних напряжений в покрытиях.
Для проверки результатов лабораторных исследований были проведены испытания технологичности рекомендуемого способа окраски в условиях предприятий ЗАО «Ададымское» Назаровского района Красноярского края и ДП «КрайДЭО» Бирилюсского района. Результаты испытаний приведены в прилагаемых к диссертации актах. Они свидетельствуют о возможности применения разработанного грунта при нанесении и восстановлении лакокрасочных покрытий сельскохозяйственных машин.
Наряду с испытанием технологичности нанесения грунта определялась долговечность комплексных покрытий на его основе. Испытания проводились в ООО «Каменка» Бирилюсского района.
За время испытаний, длившихся 9 месяцев, состояние исследуемых покрытий практически не изменилось; оно соответствовало баллу 9 по десятибалльной системе. Результаты испытания подтверждены соответствующим актом.
В пятом разделе «Технико-экономическая оценка эффективности применения технологии восстановления и нанесения лакокрасочных покрытий при ремонте сельскохозяйственной техники без предварительного удаления ржавчины» представлены расчеты экономической эффективности от внедрения предлагаемой технологии ремонта лакокрасочных покрытий.
Из результатов расчетов технико-экономической оценки следует, что:
- Удельная стоимость грунта «преобразователь ржавчины» ниже применяемых в настоящее время грунтовок ГФ-02, ВЛ-023 и ЭВА-0112.
- Применение грунта «преобразователь ржавчины» снижает удельные затраты на окраску 1м2 в 1,2… 5 раз по сравнению с грунтами ГФ-02 и ВЛ-023 и на 20% по сравнению с грунтом ЭВА-0112.
Общие выводы
На основании проведенных исследований сделаны следующие выводы:
1. На основе проведенного анализа выявлено, что количество ржавчины на поверхностях изделий из металла варьируется в широких пределах от 0,05 г./дм2 до 0,5 г/дм2. Количественная неоднородность ржавчины зависит от расположения поверхности в пространстве, а также от условий эксплуатации машин и агрессивности внешней среды.
2. Обосновано, что восстановление и нанесение лакокрасочного покрытия с применением грунта «преобразователь ржавчины» повышает долговечность ремонтируемого объекта. Это доказано с помощью математической модели оценки долговечности сельскохозяйственного оборудования при нанесении лакокрасочного покрытия по различным технологиям.
3. Определено оптимальное соотношение исходных компонентов грунта «преобразователь ржавчины» на основании исследований механизма действия «преобразователя ржавчины», содержащего желтую кровяную соль и ортофосфорную кислоту, аналитическим методом. Таковым является соотношение кислот: 1 часть железистосинеродистой, на 3,5 части ортофосфорной.
4. Ввиду того, что срок службы эмалей ПФ-133 определен для условий умеренно-континентального климата, при испытаниях исследуемых комплексных покрытий имитировались такие же условия. Определен коэффициент ускорения испытаний, который позволил значительно сократить лабораторные исследования.
5. Выявлено, что грунт, нанесенный на металлические поверхности с различным качеством подготовки, по основным физико-химическим свойствам не уступает грунтам ГФ-020, ВЛ-023, ЭВА-0112, которые наносятся в соответствии с требованиями технических условий. Антикоррозионные свойства покрытий по грунту «преобразователь ржавчины» несколько снижаются, если их наносить на очищенные от коррозии металлические изделия (потеря металла 0,0822 г./дм2). Но антикоррозионные свойства грунта гораздо выше, чем свойства покрытий на основе глифталевого грунта ГФ-020 и эмали ПФ-133 (потеря металла 0,1485 г./дм2). Процесс старения комплексных покрытий на основе грунта «преобразователь ржавчины» и эмали ПФ-133 под воздействием атмосферных факторов характеризуется незначительной потерей адгезии, хотя они удовлетворяют требования ГОСТа. При лабораторных исследованиях через 45 суток по чистому металлу потери материала составляют 0,0822 г./дм2, по ржавчине - 0,0426 г./дм2. Долговечность комплексных покрытий, состоящих из грунта «преобразователь ржавчины» и двух слоев эмали ПФ-133 составляет 3,5 года.
6. Определено, что при сравнении эксплуатационных характеристик грунта - «преобразователь ржавчины» и грунта ЭВА-0112, первый выигрывает как по долговечности, так и по удельным затратам.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах
1. Медведев, М.С. Восстановление противокоррозионных покрытий тонколистных конструкций сельскохозяйственных машин [Текст] / М.С. Медведев, С.И. Торопынин // Молодежь и наука третье тысячелетие: сборник материалов межвузовского научного фестиваля студентов, аспирантов и молодых ученых. - Красноярск: КРО НС «Издательство», 2003. - С. 94-95.
2. Торопынин, С.И. Нанесение защитных покрытий по корродированным поверхностям деталей машин [Текст] / С.И. Торопынин, М.С. Медведев // Вестник КрасГАУ: научно-технический журнал. - Красноярск: КрасГАУ, 2004. - №4. - С. 138-141.
3. Медведев, М.С. Нанесение защитного покрытия без удаления продуктов коррозии [Текст] / М.С. Медведев // Красноярский край: освоение, развитие, перспективы: материалы региональной студенческой научной конференции. - Красноярск: КрасГАУ, 2004. - С. 144-145.
4. Торопынин, С.И. Теоретические предпосылки к разработке грунта «преобразователь ржавчины» [Текст] / С.И. Торопынин, М.С. Медведев // Ресурсосберегающие технологии в АПК: сборник статей. - Красноярск: КрасГАУ, 2004. - С. 49-51.
5. Медведев, М.С. Преимущества нанесения преобразователей ржавчины без удаления продуктов коррозии перед нанесением преобразователей ржавчины с их удалением [Текст] / М.С. Медведев, С.И. Торопынин // Аграрная наука на рубеже веков: тезисы докладов региональной научной конференции. - Красноярск: КрасГАУ, 2004. - С. 153-154.
6. Медведев, М.С. Достоинства и недостатки преобразователя ржавчины, содержащего железистосинеродистый калий и ортофосфорную кислоту [Текст] / М.С. Медведев, С.И. Торопынин // Ресурсосберегающие технологии в АПК: сборник научных статей. - Красноярск: КрасГАУ, 2005. - С. 23-24.
7. Медведев, М.С. «Преобразователь ржавчины» современное средство борьбы с коррозией [Текст] / М.С. Медведев, С.И. Торопынин // Молодежь и наука третье тысячелетие: сборник материалов Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «». - Красноярск: ГОУ ВПО «ГУЦМиЗ» и НС «Интеграция», 2005. - С. 567-571.
8. Медведев, М.С. «Преобразователь ржавчины» как средство совершенствования технологического процесса окраски [Текст] / М.С. Медведев, С.И. Торопынин // Аграрная наука на рубеже веков: материалы региональной научной конференции. - Красноярск: КрасГАУ, 2006. - Ч. 1. - С. 324-326.
9. Медведев М.С. Ремонт антикоррозионного покрытия [Текст] / М.С. Медведев, С.И. Торопынин // Аграрная наука на рубеже веков: материалы региональной научной конференции. - Красноярск: КрасГАУ, 2007. - С. 223-224.
10. Торопынин, С.И. Методы определения внутренних напряжений при нанесении лакокрасочных покрытий [Текст] / С.И. Торопынин, М.С. Медведев // Ресурсосберегающие технологии в АПК: сборник научных статей. - Красноярск, 2007. - №4. - С. 40-41.
11. Медведев, М.С. Исследование долговечности комплексных покрытий на основе грунта преобразователь ржавчины и эмали [Текст] / М.С. Медведев // Молодые ученые науке Сибири: сборник статей молодых ученых. - Красноярск: КрасГАУ, 2008. - №3 - С. 144-147.
12. Медведев М.С. Разработка грунта «преобразователь ржавчины» для восстановления лакокрасочных покрытий на ремонтно-обслуживающих предприятиях [Текст] / М.С. Медведев // Проблемы современной аграрной науки: материалы международной заочной научной конференции. - Красноярск: КрасГАУ, 2009. - С. 125-127.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение и виды лакокрасочных покрытий. Методы их нанесения. Основные свойства лакокрасочных покрытий. Их промежуточная обработка. Защита материалов от разрушения и декоративная отделка поверхности как основное назначение лакокрасочных покрытий.
контрольная работа [172,4 K], добавлен 21.02.2010Патентная документация, методики поиска патентов, обработка найденной информации. Устройство для нанесения лакокрасочных покрытий в электрическом поле. Нанесение лакокрасочных покрытий в электрическом поле. Нанесение порошкообразных материалов.
курсовая работа [136,8 K], добавлен 30.06.2011Технологии, связанные с нанесением тонкопленочных покрытий. Расчет распределения толщины покрытия по поверхности. Технологический цикл нанесения покрытий. Принципы работы установки для нанесения покрытий магнетронным методом с ионным ассистированием.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 04.05.2011Поверхностное упрочнение твердых сплавов. Упрочнение нанесением износостойких покрытий. Методика нанесения износостойких покрытий на прецизионный твердосплавный инструмент. Оптимизация технологии формирования покрытий на сверлах из твердого сплава.
дипломная работа [6,1 M], добавлен 08.10.2012Контроль за выполнением очистных и окрасочных работ, а также оценка качества работ требованиям стандартов. Коррозия металлов и защита их от коррозии. Защитные свойства лакокрасочных покрытий и оценка степени разрушения ранее окрашенной поверхности.
реферат [28,6 K], добавлен 30.04.2011Условия пассивности стали в нейтральных и щелочных средах. Механизм защитного действия бетона, существующие виды антикоррозионных покрытий. Механизм, этапы технологии приготовления и нанесения порошковых покрытий и ее технико-экономический эффект.
диссертация [517,7 K], добавлен 31.12.2015Общее понятие о коррозии. Виды и технологии нанесения изоляционных покрытий труб в заводских и трассовых условиях и их характеристики. Производственная и экологическая безопасность при выполнении работ по переизоляции участка магистрального нефтепровода.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 26.12.2013- Исследование процесса движения частиц в газоплазменном потоке при газотермическом нанесении покрытий
Характеристика основных закономерностей процесса газотермического нанесения покрытий. Устройство плазматрон. Преимущества технологии газотермического нанесения покрытий. Моделирование воздействия концентрированного потока энергии на поверхность.
контрольная работа [3,2 M], добавлен 16.06.2013 Характеристика, свойства и применение современных износостойких наноструктурных покрытий. Методы нанесения покрытий, химические (CVD) и физические (PVD) методы осаждения. Эмпирическое уравнение Холла-Петча. Методы анализа и аттестации покрытий.
реферат [817,5 K], добавлен 26.12.2013Исследования и оценка эффективности различных способов по измерению площадей пятен ржавчины: с применением палетки, основанный на определении длины и ширины пятна, с разбивкой пятна на отдельные фигуры, метод "разбиения на строки". Размерность площади.
реферат [179,7 K], добавлен 11.10.2012Состав гальванического покрытия и его использование для защиты деталей от коррозии и придания им красивого внешнего вида. Особенности применения и отличительные свойства анодных и катодных металлических покрытий. Сферы использования химических покрытий.
контрольная работа [930,4 K], добавлен 18.09.2009Основные методы и технологии защиты внутренних и внешних поверхностей труб водопроводных и тепловых систем. Кинетика образования диффузионных хромовых покрытий. Особенности нанесения покрытий на трубы малого диаметра. Условия эксплуатации изделия.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 22.06.2011Значение подготовки поверхности окрашиваемых материалов для получения качественных покрытий. Способы подготовки поверхности перед окраской. Структура многослойных покрытий и процессы пленкообразования. Классификация и хранение лакокрасочных материалов.
реферат [31,4 K], добавлен 11.10.2013Технология окраски, основные применяемые инструменты и оборудование. Перечень, краткая характеристика лакокрасочных материалов. Эмали, грунтовки, преобразователи ржавчины, шпатлевки, растворители, разбавители. Основные приемы выполнения окрасочных работ.
реферат [23,4 K], добавлен 02.11.2009Создание технологической схемы малоотходной технологии производства покрытий. Расчет материальных балансов процессов. Выбор основного и вспомогательного оборудования для процессов получения покрытий, очистки СВ и воздуха. Основы процесса цинкования.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 26.10.2014Создание защитно-декоративных покрытий на основе жидких лакокрасочных и пленочных материалов. Стадии формирования защитно-декоративных покрытий. Технологический процесс отделки деталей или собранного изделия. Основные и вспомогательные материалы.
курсовая работа [72,2 K], добавлен 09.08.2015Понятие и особенности применения защитных покрытий, порядок и правила их нанесения. Технологические режимы окраски поверхностей разными лакокрасочными материалами. Ингибиторы коррозии и специфика их применения в неорганической технологии, эффективность.
контрольная работа [19,5 K], добавлен 28.04.2011Способы защиты резервуаров от коррозии, виды покрытий, применяемых в них. Типы распыляющих устройств. Расчет исследуемого устройства, его главные параметры и оценка практической эффективности. Выбор и обоснование необходимых средств автоматизации.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 12.05.2014Структура и свойства антифрикционных гальванических покрытий. Влияние процессов трения на структуру гальванических покрытий Pb-Sn-Sb. Технические рекомендации по повышению износостойкости пары прения подпятник – планшайба аксиально-поршневого насоса.
дипломная работа [5,7 M], добавлен 08.12.2012Общая характеристика, технологический процесс производства и нанесения лакокрасочных материалов. Принципиальная технологическая схема азеотропной системы. Ассортимент лакокрасочных материалов: полимерные красочные составы; лаки и эмалевые краски; олифы.
курсовая работа [62,1 K], добавлен 15.09.2010