книги из ГПНТБ / Цуркан И.Г. Смазочные и защитные материалы учебник

Т а б л и ц а 13

2. Нестандартные методы испытаний

Определение продолжительности, степени высыхания покрытий и толщины пленки. Различают 7 степеней высыхания. При установлении первой степени испытуемая пластинка, сразу после покрытия слоем лакокрасочного материала кладется горизонтально и на нее насыпают

а бусинки слегка сметаются сухой кистью. Покрытие считают достиг­ шим 1-й степени высыхания, если все бусинки смахиваются, не вызы­ вая повреждения покрытия.

Затем на окрашенную пластинку приблизительно в 2 см от края накладывается бумажный диск, а на него — резиновый диск, на кото­ рый устанавливают гирьку весом 20 г (удельная нагрузка около

140

5 Г/см2). После 60 + 2 сек гирьку и резиновый диск снимают, а окра­ шенную пластинку бросают на ребро на деревянную основу с высоты 2—3 см. Если при этом бумажный диск отпадает, то покрытие счи­ тается достигшим второй степени высыхания.

3—7-ю степени высыхания устанавливают таким же образом, но при других нагрузках (табл. 14).

Толщина свеженанесенного на поверхность (сырого) слоя лако­ красочного материала определяется прибором ИТСГІ-1 (рис. 50), ко­ торый представляет собой три диска, скрепленных в центре болтом с гайкой: два крайних тонких диска и средний измерительный, располо­ женный эксцентрично относительно крайних. За счет эксцентриситета среднего диска он в исходном положении не касается той поверхности, на которую устанавливается прибор. При прокатывании прибора зазор между средним диском и поверхностью уменьшается. В определенном положении средняя эксцентричная поверхность смачивается свежена-

141-

ее свободные концы и плотно прижимая ее к фольге. Затем лакокра­ сочный материал наносят кистью на стеклоткань, стараясь полно­ стью смочить ее.

После окончания срока сушки образец снимают с пластины и раз­ резают вдоль на десять полосок шириной 10 мм. С каждой полоски отслаивают фольгу от пленки покрытия со стеклотканью до половины длины полоски. Толщина пленки со стеклотканью должна быть 70— 100 мк.

Полоску закрепляют на разрывной машине (с максимальной на­ грузкой 3 кГ) так, чтобы пленка со стеклотканью была зажата в одном зажиме, а фольга в другом под углом 180°. Скорость отрыва 6,5—- 7 см!мин.

Величину адгезии выражают в Псм, как среднее из восьми опре­ делений.

Определение внутренних напряжений пленок. Измерив толщину пластины-подложки 1 (рис. 51), наносят на нее лакокрасочное покры­ тие 6 и измеряют расстояние h между пластиной-подложкой и плас­ тиной-основанием 2.

После высыхания покрытия измеряют его длину I и расстояние h, а также суммарную толщину пластины-подложки s и покрытия As и помещают образец в термостат, снабженный микроскопом. При задан­ ной температуре микроскопом измеряют величину отклонения Д/г пластины-подложки с покрытием от пластины-основания.

Величину внутренних напряжений а в кГ/см2 вычисляют по фор­ муле

AhEs3

а = ----------------- ,

3Г2 As (s + As)

где Е модуль упругости пластины (Естали = 2 • ІО6 кГ/см2). Определение электрических свойств лакокрасочных материалов.

Удельное объемное сопротивление pDлакокрасочного материала изме­ ряется прибором ПУС-1 при помощи цилиндрических электродов (рис. 52). Испытуемый материал заливается в стаканчик прибора ПУС-1. В днище и крышке стаканчика размещены два цилиндрических электрода. Подключая электроды и омметр М-218 в цепь переменного

Рис. 51. Схема приспособления для определения внутренних напряжений в лако­ красочных покрытиях:

/ — пластина-подложка; 2 — пластнна-основанне: 3 —прокладка; г —держатель; 5 — винт; б — лакокрасочное покрытие

142

Рис. 52. Схема рабочего элемента (электрода) прибора ПУС-1 для определения удельного объемного сопротивления лакокрасочного материала:

/ — кабель; 2 — ручка; 3 — электрод напряжения; 4 — измерительный электрод

тока (ПО или 220 в), фиксируют сопротивление слоя материала, рас­ положенного между электродами.

Удельное объемное сопротивление рассчитывают в ом-см по фор­ муле

ри = Rk,

где R — показание омметра, ом\

k— коэффициент, равный для цилиндрического электрода 331,6 см. Определение диэлектрической проницаемости е лакокрасочных материалов производится при измерении емкости Сх, представляющей разность емкостей конденсаторов с воздухом и исследуемым материа­

лом.

Испытуемый лакокрасочный материал заливают в полость 2 между нижним 1 и верхним 3 электродами прибора (рис. 53) и измеряют ем­ кость конденсатора с лакокрасочным материалом С2 с помощью Q-метра типа КВ-1. Расчет величины диэлектрической проницаемости е про­

143

Г л а в а XI. ДРУГИЕ СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

1.Выбор металла, метода его обработки

ирациональной конструкции

Применение коррозионно-стойких сталей и алюминиевых сплавов позволяет решить вопросы противокоррозионной защиты пассажир­ ских вагонов, полувагонов, цистерн и других типов грузовых вагонов.

Используемые в вагоностроении высокопрочные стали 09Г2 и 10Г2С в противокоррозионном отношении оказались менее стойкими, чем строительная сталь СтЗ, повышение коррозионной стойкости кото­ рой достигается при легировании ее медью в количестве 0,3%. Стали Халмловского месторождения являются естественно легированными.

Применение экономнолегированных хромом сталей открывает широкую перспективу использования их в вагонном хозяйстве. Для обшивки цельнометаллических пассажирских вагонов может быть использована сталь 15ХСНД в сочетании со сталью 09Г2С; для каркаса и рамы— сталь 10ХНДП в сочетании со сталью 09Г2С. Противокоррозионная стойкость сталей 15ХСНД и 10ХНДП на 40— 50% превышает стойкость сталей 09Г2 и 10Г2С.

Значительный интерес представляют легированные стали 15ХГ2СФР и 15ХГ2СФМР из качканарских чугунов, содержащие ва­ надий и молибден. По коррозионной стойкости они не уступают стали 10ХНДП. То же относится к стали ГЦ с 0,48% циркония, которая превосходит по стойкости сталь 10Г2С на 18—25%.

Для особо агрессивных условий в цистернах, перевозящих улучшен­

Алюминиевые сплавы, обладающие большей коррозионной стой­ костью, все шире применяются в вагонном хозяйстве, обеспечивая одно­ временно облегчение веса вагона. На сети дорог эксплуатируются цис­ терны, полувагоны и ряд пассажирских вагонов, вагонов дизелей и электровагонов из алюминиевых сплавов. -

Наиболее высококачественными алюминиевыми сплавами, сочетаю­ щими высокую прочность с коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, являются сплавы 01915, В92, В92Ц и В93. Сплавы В92 и В93 имеют высокие прочностные свойства, превышающие соответст­ вующие характеристики стали СтЗ. Эти сплавы являются коррозион­ но-стойкими в условиях эксплуатации и под напряжением при уста­ новленных режимах их термообработки.

Из сплава В92 могут быть изготовлены как сварные, так и клепаные элементы конструкций. Сплав В93 может быть эффективно использо­ ван при изготовлении крупногабаритных штампованных деталей на болтовых и заклепочных соединениях. Хорошо зарекомендовали себя сплавы АМгб, АМг5м, АМгЗ.

144

Алюминиевые сплавы В92-Т и АМгб наиболее пригодны для ос­ новных элементов кузова и рамы вагонов; В92-Т1, АЛ8У, АЛ 19, АК8-Т1— для колесных центров, рам тележек, букс; АМг5М, АДЗЗ-Т1, АВ-Т1— для элементов рамы, гофрированной обшивки, кровли; АМгЗ — для внутренней обшивки изотермических и рефрижераторных вагонов; АМг5 и АМгб — для котлов цистерн.

Коррозионно-стойкие чугуны — никеле-меднохромистый, высо­ кокремнистые, высокохромистые и аустенитные — применяются для деталей насосов, компрессоров и труб.

Чистая медь используется для защиты от коррозии при воздей­

Повышение однородности, даже поверхностного слоя металла, закалкой, термической обработкой или механической обработкой (дро­ беструйной, дробеметной) и полировкой повышает коррозионную стойкость металлов и сплавов.

Выбор рациональной конструкции включает:

а) устранение контактов разнородных металлов, металлов с дре­ весиной путем изоляции их прокладками из пластмасс или лакокра­ сочными покрытиями;

б) наличие дренажных отверстий и наклонов для стока осадков в коробчатых сечениях (если их нельзя избежать);

в) уплотнение замазками, герметиками всех швов, зазоров точечной сварки, накладных гофр и т. д.;

г) устранение возможности ударного действия струи в трубопрово­ дах и других установках, где проходит вода.

2. Металлические покрытия

Металлические покрытия также служат для защиты от коррозии и декоративной цели. Они могут быть получены различными способами.

Покрытие горячим методом заключается в погружении листовой стали или деталей и изделий в расплавленный металл — цинк, свинец, олово, алюминий. После извлечения из ванны на поверхности удержи­ вается тонкий слой металлического покрытия. Такой метод широко применяется для получения оцинкованной стали для изотермических и рефрижераторных вагонов, для покрытий поддонов, потолочных ба­ ков этих вагонов, а также водяных баков и воздухораспределителей пассажирских вагонов и для лужения кипятильников и кухонной посуды.

Плакирование заключается в нанесении на основной металл тон­ кослойного (0,1—0,2 мм) более коррозионно-стойкого металла (нер­ жавеющие стали, алюминий, никель, медь, латунь), а также пласти­ ков. Это позволяет повысить долговечность основного металла изделия. Плакированные стали применяются для котлов цистерн и кузовов пассажирских вагонов.

145

Диффузионное покрытие осуществляется погружением нагретых деталей в порошкообразный металл, атомы которого в результате диф­ фузии проникают в основной металл, образуя на его поверхности за­ щитный слой. В последнее время диффузионные покрытия осущест­ вляют в газовой среде (например, газообразного треххлористого хрома). Для этого метода применяют кремний, хром, алюминий, сплавы хрома с кремнием или алюминием.

Металлизация напылением может быть осуществлена на неметал­ лические поверхности (дерево, бумагу и т. д.) для декоративной цели.

Для металлизации применяют цинк, алюминий, медь, свинец, же­ лезо, нержавеющую сталь и.т. п.

Обычно металлизацию осуществляют двумя слоями одного металла или двух разнородных металлов. Металлизационные покрытия явля­ ются пористыми, и их усиливают окраской или наполнением пор смазкой.

Гальванические покрытия наиболее распространены для противо­ коррозионной защиты и декоративной отделки мелких и среднего га­ барита изделий, узлов и деталей. Покрытие наносят в ваннах с элект­ ролитом (солью металла), через который пропускают постоянный элект­ рический ток, что вызывает осаждение катионов на поверхности

Химический метод получения металлических покрытий заклю­ чается в восстановлении находящихся в растворе ионов до металла специальными восстановителями (гипосульфитом, формальдегидом и др.).

3. Полимерные материалы

Полимерные материалы применяют как конструкционные для за­ мены металлов или в качестве футеровочных материалов и покрытий — пленочных (толстых и тонких) и пластиковых. Их используют также

ввиде герметизирующих составов.

Ввагонном хозяйстве конструкционные полимерные материалы

применяются широко для изготовления контейнеров и крыш грузовых вагонов (стеклопластики), тормозных колодок, поглощающих аппара­ тов автосцепки пассажирских вагонов с резино-металлическими эле­ ментами, резиновых элементов центрального рессорного подвешивания

идругих деталей вагонов.

Вкачестве способа футеровки цистерн используется гуммирование,

котлов цистерн для перевозки соляной кислоты последовательно двумя слоями из полимерных материалов — эбонита и резины.

В качестве противокоррозионных покрытий различных устройств при транспортировке агрессивных жидкостей — контейнеров, цистерн, труб канализационных линий, линий и узлов холодного и горячего водоснабжения — применяются полиэтиленовые, полиизобутилено-

146

вые, полистирольные, фторопластовые (фторопласт-3 п 4), поливинил­ хлоридные и каучуковые покрытия, а также тиокол, найрнт и др.

Применение пластических масс в виде покрытий, наносимых путем напыления газоплазменным, вихревым, электростатическим и другим методом, а также в виде органодисперсий широко раскрыло пути для их использования в вагонном хозяйстве. Термоизоляционные и про­ тивокоррозионные покрытия из поливинилбутираля и других материа­ лов наносятся на внутренние поверхности кузовов цельнометалличе­ ских вагонов напылением; на арматуру и гарнитуру вагонов — вих­ ревым способом и распылением в электростатическом поле.

Перспективным является применение органозолей и органодис­ персий из полимерных материалов для противокоррозионной защиты металлов.

4. Ингибиторы коррозии

Ингибиторы коррозии являются одним из эффективных средств противокоррозионной защиты в разных агрессивных средах и атмос­ фере. Ингибиторы, вводимые в агрессивную среду, образуют на поверх­ ности металла те или иные защитные локальные или сплошные пленки (адсорбционные, хемосорбционные) и дезактивируют среду, изменяют электрохимические свойства поверхности металлов в данной среде.

По химическому составу ингибиторы можно разделить на следую­ щие группы: амины, аминокислоты, амиды, алкалоиды и др ; серусодержащие соединения (сульфокислоты, тиосоединения и т. д ); про­ дукты конденсации альдегидов и аминов, альдегидов и амидов; эле­ ментоорганические соединения. Для эффективного действия ингибито­ ров достаточно их минимального количества — от 0,01 до 1%.

Для кислых сред применяются чаще других уротропин и изготов­ ленный на его основе состав ПБ-5, катапин, ПБ 8/2 и присадки на ос­ нове бензиламинов БА-12 и БА-6 для соляной кислоты, 4M для серной кислоты, тиомочевина и мочевина для азотной кислоты. Соляную кислоту перевозят в стальных цистернах с теми же ингибиторами. В ус­ ловиях атмосферной коррозии эффективно действуют нелетучие и ле­ тучие ингибиторы, такие, как нитрит дициклогексиламина (НДА), смесь уротропина с техническим азотистокислым натрием (NaN02), метанитробензоат гексаметиленамина (Г-2), бензоат натрия, карбонат циклогексиламина (КЦА), азотистокислый натрий. Ингибиторы склон­

пленку.

На железнодорожном транспорте широко применяют в водогрей­ ных стационарных котлах для технической воды фосфаты (Na3P 0 4-

• 12 Н 20 , Ыа2Н Р0412 Н 20), вводя их в воду. Эти составы эффективны также при защите от коррозии в изотермических вагонах от воздейст­ вия солей (NaCl, СаС12). В водных средах применяются также нитриты,

147

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Кпервой части

Де р я г и н Б. В. Что такое трение? ІТзд. 2-е, перераб. и доп. М., Изд-во Акад. наук СССР, 1963. 230 с.

Ка п и н а П. Л. Гидродинамическая теория смазки при качении. «Журнал технической физики», т. XXV, вып. 4, 1955, с. 745—762.

Ко р о в ч и н с к и й М. В. Прикладная теория подшипников жидкостного трения. М., Машгнз, 1954. 186 с.

Инструкция по применению смазочных материалов на локомотивах и мотор­ вагонном подвижном составе (№ ЦТ/2635). М., «Транспорт», 1970. 65 с. (МПС

СССР. Глав. упр. локомотиви. хозяйства).

Инструкция по ремонту и содержанию букс вагонов с подшипниками сколь­ жения (№ 323/ЦВ) М., «Транспорт», 1969. 32 с. (МПС СССР. Глав. упр. вагон, хозяйства).

Нефтепродукты. Масла. Смазки. Присадки. Изд. офиц. М., Изд-во стандар­ тов, 1970. 395 с.

Нефтепродукты. Методы испытания. Изд. офиц., ч. 1—2. М., Изд-во стандар­ тов, 1967. 1141 с.

Новые масла и смазки для узлов трения подвижного состава (под редакцией С. Ф. Гончарова и И. Г. Цуркана). М., «Транспорт», 1973. 123 с. (Труды Всесоюзн. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта. Вып. 490).

Смазочные материалы для подвижного состава. М., «Транспорт», 1967. 168 с. (Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж. -д. транспорта. Вып. 335).

.Способы улучшения смазок для железнодорожного транспорта. М., «Тран­ спорт», 1970. 136 с. (Труды Всесоюзн. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта. Вып. 400).

Технические указания по эксплуатации и ремонту вагонных букс с роликовы­ ми подшипниками. М., «Транспорт», 1969. 112 с.

Ко второй части

А к и м о в Г. В. Основы учения о коррозии и защите металлов. М., Металлургиздат, 1946. 463 с.

В а с и л ь е в И. П. Окраска вагонов и локомотивов. М., «Транспорт», 1966,

314с.

Го л ь д б е р г М. М. Материалы для лакокрасочных покрытий, М..«Химия», 1972. 343 с.

Защита от коррозии транспортных сооружений лакокрасочными покрытия­ ми. В сб. Новые лакокрасочные материалы. Тезисы докладов. М. НИИТЭХИМ, 1969, с. 12— 17. Авт: С. Н. Казарновский, Е. Д. Святковская, Г. М. Молчина, С. М. Зайцева.

149