ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЧИСТКИ РЕЗИНОВЫХ РУКАВОВ

При эксплуатации авиационной техники имеются случаи отказов отдельных агрегатов и приборов. Это связано с чрезмерно загрязненных внутренних полостей резиновых рукавов, применяемых в качестве гибких соединительных трубопроводов в гидравлических, воздушных, топливных, масляных и других системах [1], [2], [3]. 

Опыт эксплуатации показывает, что основным загрязнителем рукавов является антиадгезив (тальк). Наличие антиадгезива обусловлено технологией изготовления резиновых рукавов. В процессе изготовления антиадгезив вдавливается дорном в горячую резину, а при остывании резины оказывается частично внедренным в поверхностный слой внутренней полости рукава.  

В связи с этим к внутренней поверхности резиновых рукавов предъявляются следующие требования:

1. Не допускаются складки, трещины, механические повреждения, задиры.
2. Не допускаются возвышения и углубления от отпечатков поверхности дорнов и от антиадгезива (талька) более 0,3 мм.
3. Не допускаются включения ингредиентов, расположенных группами и одиночным размером более 0,3 мм.
4. Допускается наличие впрессованного в резину талька.

Для удаления антиадгезива в Национальном институте авиационных технологий (НИАТ) была разработана технология очистки резиновых рукавов (ПИ.1.4.733-80).  Методика состоит в том, что происходит пропыжовка рукава замшевым тампоном или киперной лентой два раза с каждого конца рукава вручную. Первая пропыжовка выполняется кипперной лентой, смоченной в бензине или спирте, вторая - сухой лентой. Данный метод является довольно трудоемкий и не нашел широкого применения на предприятиях авиационной отрасли.

На сегодняшний день очистка внутренних поверхностей резиновых рукавов осуществляется прокачкой рабочей или моющей жидкости. Но проблема загрязнения внутренних полостей резиновых рукавов остается актуальной.

Более эффективной технологией очистки резиновых рукавов предлагается гидромеханический метод очистки с применением цилиндрического очистного элемента из материала МР («металлорезина») [4], [5].

При выполнении очистки по методике НИАТ касательные напряжения, определяемы по формуле 1, достигают величин порядка 100кПа (для пыжа с диаметром 10 мм, длиной 50 мм)

                                                                          (1)

где - площадь контакта матерчатого пыжа с внутренней поверхностью;

А цилиндрический очистной элемент (диаметром 10 мм, длиной 20 мм) из материала МР позволяет достичь значений касательных напряжений, определяемых по формуле 2 (с перепадом давления 1,5МПа), порядка 200…250 кПа.

                                                                 (2)

где D_оэ – диаметр ОЭ;

S_к – площадь контакта ОЭ, определяемого по формуле 3:

S_к= L_ЦЧ∙π∙D_пэ∙ (1-П)                                                        (3)

где L_ЦЧ – длина цилиндрической части ОЭ;

П – пористость ОЭ.

Загрязнение пор очистного элемента антиадгезивом исключается в связи с высокой самопромываемосью при фильтрации моющей жидкости через поры.

Метод гидромеханической очистки с применением цилиндрического очистного элемента из материала МР был произведен с рукавов 40У-4-13 (длиной 1 м, внутренний диаметр d=4 мм, наружный диаметр D=11 мм).  Данный рукав был разделен на две одинаковые части. Эти две части имеют одинаковую исходную загрязненность антиадгезивом.

На одной части рукава был отработан действующий на предприятиях авиационной отрасли метод гидродинамической очистки. Очистка части рукава проводилась прокачкой бензином Б-70 под давлением 0,2 МПа в течение 6 минут. Каждые две минуты от рукава отрезались образцы длиной 30 мм. Качество чистоты внутренней поверхности образцов до и после промывки контролировался путем визуального осмотр, а также осмотра протянутого один раз через рукав контрольного пыжа из киперной ленты черного цвета. Внутренняя поверхность считается чистой, если на контрольном пыже отсутствует тальк в виде налета светло-серого цвета. Контроль качества очистки показал наличие антиадгезива на контрольном пыже.

Вторая часть рукава 40У-4-13 подверглась  гидромеханической очистки. Параметры цилиндрического ОЭ определены из условия обеспечения качательных напряжений трения не меньше, чем при ручной пропыжовке резинового рукава с усилием 150Н:

где – касательные напряжения трения, возникающие при гидромеханической очистке;

 – касательное напряжение, возникающее при ручной промывке.

Цилиндрический очистной элемент имел следующие параметры:

- диаметр цилиндрической части – 4,2 мм;

- длина цилиндрической части – 4,7 мм;

- длина всего ОЭ – 9 мм;

- пористость – 0,89.

Схема установки для исследования метода представлена на рис 1. 

Рисунок 1. Принципиальная схема стенда для гидромеханической очистки резиновых рукавов

В один конец рукава вводился очистной элемент, затем этот конец одевался на штуцер промывочного стенда. Второй конец опускается в сетчатый стакан-улавливатель очистного элемента. Прокачка очистного элемента проводится под давлением 0,2 МПа до выхода очистного элемента и в течение 30…40 с после выхода. После чего концы рукава меняются местами и прокачка повторяется.  Всего в процессе очистки выполнено 4 прохода очистного элемента. После каждого прохода от образца отрезалось по одному образцу длиною 30 мм. Контроль качества очистки показал, что после двух походов следов на контрольном пыже черного цвета не обнаружено, но при разрезе образцов и визуального осмотра видны отдельные частички вдавленные в слой резины. После четвертого прохода наличие антиадгезива практически не обнаружено.

Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности метода гидромеханической очистки внутренней поверхности рукавов от антиадгезива. При этом установлено, что цилиндрический очистной элемент должен иметь следующие параметры:

- диаметр цилиндрической части D_ЦЧ = D_УФ + (0,2…0,3) мм.

- длина цилиндрической части L_ЦЧ = (1…1,5) D_УФ;

- длина всего ОЭ L_ОЭ = (2…2,5) D_УФ

где D_УФ = D_У 0,5 мм – фактический внутренний диаметр очищаемого рукава;

- пористость П = 0,89…0,91

Список литературы:

1. ГОСТ 10362-76. Рукава резиновые напорные с нитяным усилением, неармированные. Технические условия [Текст]. – Введ. 1978-01-01. – М. : Изд-во стандартов, 2003. – 19 с.
2. ТУ 0056016-87. Рукава и муфты прокладочной конструкции. Технические условия [Текст]. – Введ. 1987-09-01. – М. : Изд-во стандартов, 1987. – 49 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. 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.
5. 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.