УДК 620.175.2

Метод бездефектного разбора резьбовых соединений на тиоколовых компаундах и герметиках

Рубцов Виталий Юрьевич – аспирант Уральского федерального университета, слесарь-ремонтник АО "ЕВРАЗ-НТМК".

Аннотация: В статье предложен способ бездефектного разбора резьбовых соединений на тиоколовых компаундах и герметиках при помощи 3% раствора пероксида водорода.

Ключевые слова: Тиокол, компаунд, герметик, пероксид водорода.

Резьбовые соединения на тиоколовых компаундах и герметиках относятся к неразъемным соединениям с жесткой механической связью. Такие резьбовые соединения бывают двух типов: соединения с помощью специальных резьбовых крепежных деталей (болтов, винтов, шпилек, гаек) и соединения свинчиванием соединяемых деталей, т.е. резьбы, нанесенной непосредственно на соединяемые детали (трубы, корпуса снарядов).

Применение фиксации резьбовых соединений таким способом получило широкое распространение в авиации, судостроении, автомобилестроении, машиностроении, приборостроении, в промышленном и дорожном строительстве в силу того, что тиоколовые герметики являются топливо-, бензо-, маслостойкими материалами. Стойки к действию морской, водопроводной и дистиллированной воды. Отлично противостоят тепловому старению и радиационному ультрафиолетовому облучению.

При попытках развинчивания такого соединения усилие связи может превысить сопротивление металла, что приведет к его разрушению и дальнейшей непригодности изделия.

В настоящее время неразрушаемыми считаются следующие виды герметиков: У-30М, У-30МЭС-5, У-30МЭС-5НТ, УТ-32, УТ-32НТ, УТ-34, ВИТЭФ-1НТ.

Таблица 1. Технические характеристики компаундов.

Наименование показателей	У-30МЭС-5	У-30МЭС-5НТ	УТ-32НТ	УТ-32	ВИТЭФ-1НТ	УТ-34
Жизнеспособность, ч.	2-10	2-10	2-8	2-8	1-10	2-8
Условная прочность при разрыве, МПа	1,76	1,47-1,76	1,47	1,47	1,76	0,59
Относительное удлинение, %	200	200	200	200	160	200
Относительная остаточная деформация после разрыва, %	-	-	-	15	8	12
Твердость по Шору, усл ед.	-	30-35	25	-	30	-

 

Далее составим формулу для определения необходимого усилия на разрыв компаунда.

где

σ_разр - условная прочность при разрыве

p - шаг резьбы

n - число витков резьбы

d - диаметр резьбы

γ- угол при вершине резьбы (для метрических 60°)

α- угол подъема витка резьбы

В качестве опытного образца были взяты 20 винтов (М12x1,5 с 20 витками), установленных в тело на компаунды УТ-32, УТ-34 (по 10 на каждый) с выдержкой 48ч.

Расчетное усилие по формуле (1) составило:

Для УТ-32 F=1679 Н

Для УТ-34 F=674 Н

При развинчивании винтов значения максимального усилия снимали с динамометрического ключа в момент разрыва компаунда.

Фактические средние значения (на 10 образцах):

Для УТ-32 F=1240 Н

Для УТ-34 F=580 Н

По данным значениям видно, что в эмпирическом методе они получились ниже, чем в расчетно-аналитическом.

Данную погрешность значений можно списать на неполное заполнение резьбы компаундом за счет воздушных пор.

Далее опыт повторили, перед этим опустив изделие с винтами в ванну с 3% раствором пероксида водорода (H2O2) на 1 час.

Фактические средние значения (на 10 образцах):

Для УТ-32 F=890 Н

Для УТ-34 F=430 Н

Применение раствора, который вступил в реакцию с пластической полимерной смолой, входящей в состав компаунда, размягчило резьбу и уменьшило сопротивление на его разрыв. Значения прилагаемого усилия значительно упали.

При повторном опыте использовали кавитационную ванну с 3% раствором пероксида водорода (время выдержки составило 30 мин).

Для УТ-32 F=450 Н

Для УТ-34 F=140 Н

Кавитация пероксида водорода увеличила диффузию с молекулами смолы и ускорила процесс. Значения показывают, что для достижения большей эффективности потребовалось вдвое меньше времени.

Вывод: в перспективе, как в массовой утилизации изделий, так и в единичном разборе резьбовых соединений на тиоколовых компаундах и герметиках в качестве размягчающего материала возможно применять 3% раствор пероксида водорода, для большего эффекта используя кавитационный способ, что позволит производить разбор изделия без лишних усилий, без остаточных деформаций, и в отличии от единственного используемого в настоящее время способа (обжигания резьб для удаления компаунда), позволит сохранить как саму резьбу, так и чувствительные к температурам элементы сборочного узла. К тому же данный способ может оказаться достаточно экономичным в силу невысокой цены материала, а также экологически и технически безопасным.

Список литературы

1. Анурьев В.И. "Справочник конструктора-машиностроителя" - 8 издание, Том 2, М.: Машиностроение, 2001. - 912 с.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя - 8 издание, Том 3, М.: Машиностроение, 2001. - 864 с.
3. Волков, А.И., Жарский, И.М. Большой химический справочник / А.И. Волков, И.М. Жарский. - Мн.: Современная школа, 2005. - 608 с
4. Глинка Н.Л. "Общая химия" 30-е изд., испр. - М.: 2003. - 728 с.
5. ГОСТ 8724-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги.
6. Иванов М.Н. "Детали машин" - 4 изд. - М.: Высшая школа, 2001 - 383 с.
7. ТУ 38.1051386-80 Герметики тиоколовые марок УТ-32, У-30 МЭС-5, У-30 МЭС-10. Технические условия.