ВЛИЯНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА ЧИСТОТУ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ РЕЗИНОВЫХ РУКАВОВ

В авиационной техники в качестве гибких соединительных трубопроводов нашли широкое применение резиновые рукава. Они используются в воздушных, гидравлических, масляных, топливных и других системах, а чистота их внутренних полостей оказывает существенное влияние на безотказную работу этих систем. В системах с низким рабочем давлением используют рукава прокладочной конструкции [1].  Рукава оплеточной конструкции используются в системах высокого давления [2], [3].

В  процессе изготовления рукава антиадгезив (тальк)  вдавливается дорном в горячую резину, а при остывании резины оказывается частично внедренным в поверхностный слой.  Как показывает практика, существует проблема качественной очистки внутренней полости рукава от антиадгезива.

На сегодняшний день на авиационных предприятиях применяется гидродинамический метод очистки рукавов путем прокачки  рабочей жидкости или моющей жидкости для очистки внутренней поверхности рукав. Данный метод не гарантирует полного удаления загрязнений, что подтверждается практикой. Известен гидромеханический метод очистки рукавов с использованием очистного элемента из материала МР («металлорезина»). [4] Аналогом такого метода является метод гидромеханической очистки трубопроводов из стальных сплавов типа12Х18Н10Т наружным диаметром от 8 до50 мм [5].

Материал МР был разработан в Куйбышевском авиационном институте (ныне Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева) в конце 60-х годов, представляет собой однородную пористую массу, получаемую холодным прессованием определенным способом уложенной, растянутой и дозированной по весу проволочной спирали.

Применение неупругих очистных элементов типа «скребок» и «ерш» для технологии очистки невозможно в связи с жесткими требованиями к состоянию внутренней поверхности и разнотолщинностью резиновых рукавов. А очистной элемент из материала МР обладает высокой упругостью, что позволяет применять его в технологии гидромеханической очистки. За счет высокого модуля упругости материала МР, на стенках очищаемого рукава образуются значительные касательные напряжения очистного  элемента, из-за чего достигается высокая эффективность очистки. Помимо высокой упругости, такой очистной элемент обладает самопромываемостью в процессе гидромеханической очистки при фильтрации моющей жидкости через его поры, что исключает возможность загрязнения пор самого очистного элемента актиадгезивом.

После очистки, в процессе эксплуатации рукавов, а также при их хранении наблюдается увеличение загрязненности внутренней поверхности рукавов.

Исследованию влияния эксплуатационных факторов на чистоту внутренней поверхности подверглись рукава типа 40У и 2У. Были подготовлены по 7 образцов резиновых рукавов длиной 400 мм, внутренним диаметром 4 мм, имеющие одинаковую загрязненность.

Качество очистки контролируется путем визуального осмотра контрольного пыжа из х/б салфетки черного цвета, протянутого через рукав один раз. Внутренняя поверхность считается чистой, если на салфетке отсутствует антиадгезив в виде налета светло-серого цвета на черной салфетке. Также все образцы вскрывались по оси для визуального осмотра с применением микроскопа типа МСБ-2.  

Для определения загрязненности рукавов в состоянии поставки было проконтролировано по одному образцу рукавов 40У и 2У.  Результаты контроля чистоты внутренней поверхности показывают, что резиновые рукава, изготовленные из материала марки 40У, которые нашли широкое применение в системах приборного оборудования, в состоянии поставки имеют большую загрязненность по сравнению с рукавами 2У, которые применяются в гидрооборудовании летательного аппарата.  

Два образца  каждого рукава были промыты методом прокачки бензина в течение 6 минут. Другие два образца  каждого рукава были промыты методом прокачки бензином в течение 30 мин. На оставшийся образцах был отработан гидромеханический метод очистки с применением цилиндрического очистного элемента с пористостью 0,9.

Результаты контроля чистоты внутренней поверхности образцов промытых методом прокачки бензина в течение 6 минут  неудовлетворительны. Как при осмотре контрольного пыжа, так и при визуальном контроле на микроскопе типа МСБ-2 были обнаружены следы антиадгезива.

Результаты контроля чистоты внутренней поверхности образцов промытых методом прокачки бензина в течение 30 минут  удовлетворительны при осмотре контрольного пыжа.  При визуальном контроле с применением микроскопа на внутренней поверхности образцов обнаружены единичные следы (полости) неудаленного антиадгезива. На всей внутренней поверхности рукавов типа 2У видны блестящие вкрапления антиадгезива, которые не повлияли на чистоту контрольного пыжа из х/б салфетки черного цвета.

Образцы, которые были подвергнуты гидромеханической очистки, полностью очищены от антиадгезива. При визуальном осмотре на микроскопе МБС-2 видны отдельные вкрапления частиц белого цвета.

Все промытые образцы были подвергнуты воздействию переменных температур и атмосферному давлению в термобарокамере в течении 2-х месяцев при максимально возможных условиях:

1. Температура +60^О С, давление 0,1 МПа – 6 часов;
2. Температура -60^О С, давление 0,1 МПа – 6 часов; 
3. Температура -60^О С, разряжение наибольшее возможное – 6 часов.

После всех испытаний образцы были подвергнуты повторному контролю чистоты. Во всех образцах был обнаружен антиадгезив. При этом наиболее загрязненными оказались образцы промытые методом прокачки бензина в течение 6 минут, наименее загрязненными образцы подвергнутые гидромеханической очистки.

Полученные результаты свидетельствуют о миграции антиадгезива из внутренних слоев резины на поверхность в условиях имитирующих эксплуатационные, при этом наименее подвержены такому загрязнению оказались рукава, очищенные гидромеханическим методом.           

Список литературы:

1. ТУ 0056016-87. Рукава и муфты прокладочной конструкции. Технические условия [Текст]. – Введ. 1987-09-01. – М. : Изд-во стандартов, 1987. – 49 с.
2. ГОСТ 10362-76. Рукава резиновые напорные с нитяным усилением, неармированные. Технические условия [Текст]. – Введ. 1978-01-01. – М. : Изд-во стандартов, 2003. – 19 с.
3. ГОСТ 6286-73. Рукава резиновые высокого давления с металлическими оплетками неармированные. Технические условия [Текст]. – Введ. 1974-07-01. М. : ИПК Изд-во стандартов, 1998. – 13с.
4. Актуальные проблемы развития авиационной техники и методов её эксплуатации – 2017: Летательные аппараты, авиационные двигатели и методы их эксплуатации: сборник трудов X научно-практической конференции студентов и аспирантов 5-7 декабря 2017 г. Том II – Иркутск, 2017. – 21с.
5. ГОСТ 31246-2004. Метод очистки гидромеханический трубопроводов газовых и жидкостных систем машин и механизмов от загрязнений. Технические условия [Текст]. – Введ. 2004-05-26. – М. : ИПК Изд-во стандартов, 2005. – 11 с.