Публикации

В защите от износа и коррозии деталей машин и металлоконструкций эффективна активированная дуговая металлизация (далее в тексте АДМ). Для нее разработаны оборудование и гамма типовых технологий. Износостойкие АДМ-покрытия обладают повышенной прочностью сцепления и выдерживают высокие контактные нагрузки. При защите от коррозии наиболее существенны высокая плотность покрытий и возможность работы в монтажных условиях. Затраты по АДМ-восстановлению составляют 10-30% от стоимости новой детали.

Процесс электродуговой металлизации гораздо предпочтительнее других способов газотермического напыления по тепловой эффективности, стоимости напыляемых материалов, простоте обслуживания. По нашим оценкам, с учетом всех этих показателей металлизационные покрытия в несколько раз дешевле получаемых прочими газотермическими методами: плазменным, детонационным напылением и другими.

Способ активированной дуговой металлизации (АДМ) сохранил лучшие черты электродуговой металлизации и позволил избавиться от недостатков, связанных с повышенной окисляемостью покрытий и низким КПД процесса. Для этого в АДМ-аппаратах используются: восстановительные транспортирующие газы с оригинальной подачей через профилированные сопла; камера сгорания в системе подачи газов; особое расположение токоподводов и распыляющего сопла (рис. 1). Это позволило:

– снизить окисление напыляемого материала и выгорание легирующих элементов;

– увеличить скорость частиц напыляемого материала;

– уменьшить угол раскрытия струи до 10°, за счет чего на 40% снижен расход материала;

– получить покрытия низкой пористости.

Плотность алюминиевых покрытий близка к плотности литого металла. Это особенно важно для антикоррозионной защиты, где плотность определяет срок службы изделий.

Для распыления применяются как сплошные, так и порошковые проволоки из сталей, цинка, алюминия, нихрома, бронзы диаметром 1,5-2,2 мм. Производительность – 18 кг/ч (по стали). При использовании этих материалов качество покрытий не уступает плазменным, а вследствие особенностей процесса возможно получение АДМ-покрытий толщиной до 10 мм, тогда как для плазменных покрытий резко возрастает вероятность растрескивания уже при толщине от 0,7 мм.

АДМ-установка хорошо сопрягается с обычным сварочным производством и соответствует требованиям техники безопасности.

Нами разработан блок типовых процессов восстановления деталей по наиболее характерным поверхностям износа: шейки валов и осей, работающие в паре с подшипниками качения и скольжения; тормозные барабаны; изготовление биметаллических «сталь – бронза» поршней вместо цельнобронзовых; восстановление плоских деталей типа направляющая, фрикционный диск трения. Ресурс работы АДМ-восстановленных и новых деталей примерно одинаков, а в ряде случаев удается достичь значительного увеличения срока службы. Затраты по восстановлению – 10-30% от стоимости новой детали, причем чем сложнее и массивнее деталь, тем меньше относительная стоимость ее восстановления.

На ряде предприятий машиностроения, металлургии, газоперерабатывающего комплекса организованы участки АДМ-нанесения покрытий для восстановления. На них ежегодно восстанавливается по 400-1000 различных деталей.

Большая область применения – это нанесение антикоррозионных покрытий. Помимо высокого качества покрытий, к достоинствам АДМ-оборудования можно отнести малый вес (порядка 3 кг) и простоту в обращении. Это дает возможность наносить покрытия в монтажных условиях, в различных пространственных положениях.

Крупный заказ выполнен для фирмы «Экопроект» (Екатеринбург) при изготовлении оборудования для очистки питьевой воды. В комплект оборудования входил набор резервуаров, контактирующих с агрессивными средами объемом 10-30 куб. м с толщиной стенки
5 мм. На поверхность резервуаров наносилось АДМ-покрытие из нержавеющей стали общей площадью ~ 4500 кв. м. На комплект приходится 240 т металлоконструкций. Замена нержавеющей стали на низкоуглеродистую с защитным АДМ-покрытием позволила снизить стоимость сооружений на 21 млн руб. с учетом затрат на нанесение покрытия. В неблагоприятных монтажных условиях АДМ-аппараты отработали по 700 часов без капитального ремонта.

Юрий Коробов

Канд. техн. наук, доцент кафедры «Технология сварочного производства» ГОУ ВПО УГТУ-УПИ

Рис 1. Напыление стали АДМ-аппаратом

Рис 2. Нанесение АДМ-покрытия на потолок резервуара очистки питьевой воды

Рис 3. Резервуары для очистки питьевой воды с АДМ-покрытием