способ устранения дефектов в виде углублений на поверхности вулканизованного резинового массива

Формула изобретения

Способ устранения дефектов в виде углублений на поверхности вулканизованного резинового массива, например герметизирующего слоя гибкого шарнира, включающий изготовление заплаты, нанесение клеевого состава на предварительно обезжиренные поверхности заплаты и резинового массива, установку заплаты и вулканизацию, отличающийся тем, что вырезают из вулканизованной резины заплату, соответствующую контуру углубления на поверхности резинового массива, растворяют в толуоле навеску применяемой для изготовления резинового массива невулканизованной резины в количестве от 25 до 45 вес.% от общего веса раствора, наносят клеевой состав на поверхности углубления и заплаты, затем заполняют углубление полученным раствором, устанавливают заплату в углубление и фиксируют ее на одном уровне с поверхностью резинового массива, выдавливая излишки раствора из углубления, после чего удаляют излишки раствора и производят вулканизацию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области специального судостроения и может быть использовано при изготовлении гибких шарниров, применяемых в качестве угловых компенсаторов в трубопроводах циркуляционных трасс морской воды.

Известен гибкий шарнир, содержащий чередующиеся между собой слои эластомера и армирующие тарели, установленные между опорными элементами (патент РФ № 2231693), являющийся ближайшим аналогом предлагаемого изобретения.

Такая конструкция гибкого шарнира широко применяется в сопловых блоках ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).

Однако при применении гибкого шарнира в судостроении, например, в качестве угловых компенсаторов трубопроводов, внутренняя поверхность гибкого шарнира подвергается длительному воздействию морской воды, приводящему к поверхностным нарушениям целостности элементов конструкции, что приводит к снижению работоспособности гибкого шарнира.

Для защиты конструкции гибкого шарнира от воздействия морской воды на его внутреннюю поверхность известной конструкции гибкого шарнира наносят слои вулканизованной резины с образованием массива, выполняющего функции герметизирующего слоя.

Наиболее предпочтительным с точки зрения обеспечения наилучшей технологичности является формирование резинового массива одновременно со слоями эластомера между армирующими тарелями в процессе литьевого прессования эластомера при изготовлении гибкого шарнира в пресс-форме.

Однако при осмотре изготовленных гибких шарниров выявлено, что на поверхности вулканизованного резинового массива имеются дефекты в виде хаотично расположенных по поверхности углублений, различающихся конфигурацией и размерами.

Выяснено, что образование дефектов связано с наличием в невулканизованном эластомере, заполняющем литниковую камеру, воздушных полостей, в виде пузырьков, выталкиваемых при прессовании из литниковых каналов в формующую камеру пресс-формы и соответственно попадающих в резиновый массив.

Воздушные полости при сбросе давления в конце процесса вулканизации эластомера подвергаются температурному расширению и могут прорываться в наружном слое резинового массива с образованием поверхностных углублений.

Гибкий шарнир не может быть допущен к эксплуатации без устранения таких дефектов.

Применение для устранения дефектов традиционных методов, таких как заполнение углубления герметиком с последующим отверждением или приклеивание на поверхность резинового массива заплаты из невулканизованной резины с последующей вулканизацией, не обеспечивает, как показали результаты испытаний на отрыв и сдвиг, требуемую прочность крепления заплаты, а при испытаниях на сжатие происходило выдавливание герметика.

Низкое качество устранения дефектов изготовления недопустимо для гибких шарниров, применяемых в судостроении в качестве угловых компенсаторов трубопроводов, работающих в условиях длительного воздействия морской воды и подвергающихся в процессе эксплуатации значительным по величине амплитудно-частотным колебаниям.

Технической задачей данного изобретения является повышение качества устранения дефектов в виде углублений, образующихся при изготовлении гибкого шарнира.

Технический результат достигается тем, что в способе устранения дефектов в виде углублений на поверхности вулканизованного резинового массива, включающем изготовление заплаты, нанесение клеевого состава на предварительно обезжиренные поверхности заплаты и резинового массива, установку заплаты и вулканизацию, вырезают из вулканизованной резины заплату, соответствующую контуру углубления на поверхности резинового массива, растворяют в толуоле навеску применяемой для изготовления резинового массива невулканизованной резины в количестве от 25 до 45 весовых процентов от общего веса раствора, наносят клеевой состав на поверхности углубления и заплаты, затем заполняют углубление полученным раствором, устанавливают заплату в углубление и фиксируют ее на одном уровне с поверхностью резинового массива, выдавливая излишки раствора из углубления, после чего удаляют излишки раствора и производят вулканизацию.

Заполнение углубления раствором в толуоле навески невулканизованной резины после нанесения клеевого состава на поверхности углубления и заплаты позволяет повысить прочность сцепления заплаты с резиновым массивом, при этом применение толуола в качестве растворителя, как показали эксперименты, является предпочтительным по сравнению с другими растворителями.

Эмпирически установлено, что необходимая величина прочности сцепления заплаты достигается при применении раствора, в котором содержание невулканизованной резины составляет от 25 до 45 весовых процентов от общего веса раствора.

Повышение прочности сцепления заплаты с резиновым массивом обеспечивается за счет внедрения нагретого при вулканизации раствора в слои заплаты и резинового массива в углубление и образования монолитной структуры после охлаждения.

Установка заплаты в углубление и фиксирование ее на одном уровне с поверхностью резинового массива позволяет получить после вулканизации ровную гладкую поверхность в зоне дефекта, не отличающуюся от остальной поверхности резинового массива.

На фиг.1 показана конструкция гибкого шарнира.

На фиг.2 показаны схема расположения дефектов в виде углублений на поверхности вулканизованного резинового массива и схема устранения дефектов.

Устранения дефектов предлагаемым способом осуществляются следующим образом.

После изготовления гибкого шарнира, включающего формирование слоев 1 эластомера в зазорах между армирующими тарелями 2 и между армирующими тарелями 2 и опорными кольцами 3 и 4, с одновременным формированием на внутренней поверхности гибкого шарнира резинового массива 5, толщиной 10-15 мм, в процессе литьевого прессования эластомера в пресс-форме под воздействием температуры 140-150°С и давления 70-100 кгс/см² выявляют наличие дефектов 6 в виде углублений на поверхности вулканизованного резинового массива 5.

Отмечают зоны углублений 6, производят механическую обработку поверхности в зоне дефекта для придания правильной геометрической формы контуру углубления, например, в виде квадрата или прямоугольника.

Определяют размеры контура каждого углубления 6 на поверхности резинового массива 5 и изготавливают из картона шаблоны, соответствующие геометрической форме контура углублений 6.

По шаблонам вырезают из предварительно подготовленной пластины вулканизованной резины заплаты 7.

Растворяют в толуоле навеску применяемой для изготовления резинового массива невулканизованной резины в количестве от 25 до 45 весовых процентов от общего веса раствора.

Обезжиривают поверхность углубления 6 в резиновом массиве 5 и внутреннюю поверхность заплаты 7 ацетоном, выдерживают 15-20 минут при температуре 18-25°C.

Наносят клеевой состав 8 на основе хлорсульфированного полиэтилена, применяемый в технологии изготовления гибкого шарнира, на обезжиренные поверхности углубления 6 и заплаты 7, выдерживают 30 минут.

Затем заполняют углубление 6 полученным ранее раствором 9 навески невулканизованной резины в толуоле, нанося раствор 9 кистью на поверхность клеевого состава 8, производят выдержку в течение 40-60 минут.

Устанавливают заплату 7 в углубление 6 и фиксируют ее на одном уровне с поверхностью резинового массива 5, выдавливая излишки раствора 9 из углубления 6, после чего удаляют излишки раствора 9 с выравниванием поверхности заплаты 7 заподлицо с поверхностью резинового массива 5.

Устанавливают на поверхностность резинового массива 5 формующее приспособление, создают усилие контакта 2,0-2,5 кгс/см² , нагревают до температуры 140-150°C и выдерживают при этой температуре в течение 20-30 минут.

После чего производят охлаждение, снимают формующее приспособление и производят контроль качества поверхностности резинового массива.

Результаты контроля качества лечения поверхностных углублений предлагаемым способом показали наличие ровной гладкой поверхности в зоне дефекта, не отличающейся от остальной поверхности резинового массива, и высокой прочности крепления заплаты, при этом эластичность материала в зоне устраненного дефекта сопоставима с эластичностью основного резинового массива.

Применение изобретения позволяет обеспечить высокую надежность работы гибких шарниров, применяемых в специальном судостроении, что подтверждено практическим применением гибких шарниров после устранения дефектов, в качестве угловых компенсаторов трубопроводов, работающих в условиях длительного воздействия морской воды и подвергающихся в процессе эксплуатации значительным по величине амплитудно-частотным колебаниям.