background image

 

 
 
 

 

CZĘŚĆ I 

 

Temat 1: Porównanie technologii łączenia maszyn metodą klejenia 

metodami: lutowaniem, nitowaniem, nitowaniem i spawaniem. 

 

Klejenie jest przyjętą w technice metodą łączenia części obok takich tradycyjnych metod, 
jak śruby, nity, spawanie i lutowanie. 

1.1 Wprowadzenie 

Łączenie  elementów  klejem  ma  dużą  przewagę  nad  metodami  mechanicznymi.  Klej 
sprawia, że obciążenia nie koncentrują się w miejscach największego naprężenia, lecz siły 
statyczne  i  dynamiczne  rozkładają  się  równomiernie  na  całej  powierzchni.  Tak  więc 
sklejone złącze jest bardziej odporne na wyginanie i wibracje niż np. złącze nitowane. 

Klej może też równocześnie uszczelnić złącze zapobiegając korozji, jaka może wystąpić 
w  złączach  mechanicznych.  Ponadto  klej  ułatwia  łączenie  powierzchni  o  nieregularnych 
kształtach.  
Takie  złącze  jest  lżejsze  i  wymaga  niewielkiej  (lub  żadnej)  zmiany  wymiaru  ani 
geometrii. 

Istnieją  oczywiście  dodatkowe  czynniki,  które  należy  uwzględnić  decydując  się  na 
zastosowanie  kleju.  Na  przykład  to,  że  klej  musi  być  odpowiedni  do  podłoża,  do  metod 
produkcji,  przenosić  przewidziane  obciążenia  i  wytrzymywać  różne  warunki  środowiska 
pracy.  Trzeba  także  zwrócić  uwagę  na  przygotowanie  powierzchni,  metody  nanoszenia 
kleju, jego utwardzania oraz czas i koszt całej operacji. 

1.2 Łączenie powierzchni płaskich 

Istnieją trzy główne metody łączenia: 

Mechaniczna - wkrętami, śrubami i nitami 

Termiczna - spawaniem, lutowaniem twardym i miękkim, zgrzewaniem 

Chemiczna - klejami 

background image

 

 
Ilustr. 1.1: Rozkład naprężeń w złączach spawanych, nitowanych i klejowych.  

1.2.1 Połączenie mechaniczne  

Ś

ruby  są  idealną  metodą  łączenia  w  konstrukcjach,  które  trzeba  często  i  szybko 

rozmontowywać;  są  też  na  ogół  niezawodne.  Jednak  w  pewnych  okolicznościach  mogą 
się  luzować,  należy  więc  je  zabezpieczać.  Opisano  to  w  rozdziale  "Zabezpieczanie 
gwintów".  

Użycie  śrub  czy  nitów  wymaga  wiercenia  otworów,  co  osłabia  łączone  części.  Po 
poddaniu  złącza  obciążeniu,  naprężenia  koncentrują  się  blisko  wywierconych  otworów             
i może to czasem doprowadzić do przedwczesnego zmęczenia materiału (patrz ilustr. 1.1). 
W  konsekwencji  trzeba  materiał  pogrubić,  aby  zapewnić  złączu  pożądaną  stabilność. 
Ponadto  otwory  te  zwiększają  niebezpieczeństwo  korozji.  Trzeba  więc  je  dodatkowo 
uszczelniać i zabezpieczać, co jest na ogół skomplikowane i kosztowne. Przy łączeniu ze 
sobą  różnorodnych  metali  może  wystąpić  korozja  elektrochemiczna  i  zróżnicowana 
rozszerzalność cieplna. 

1.2.2 Połączenie termiczne 

Spawaniem i lutowaniem zasadniczo można łączyć tylko materiały podobne. Niemożliwy 
też,  albo  bardzo  utrudniony,  jest  ich  demontaż.  Podczas  spawania  i  lutowania  wysokie 
temperatury wywołują niepożądane naprężenia, które mogą doprowadzić do uszkodzenia 
elementów (patrz ilustr. 1.1) i zniszczenia struktury metalu. 

background image

 

Ilustr. 1.2: Korozja elektrochemiczna.  

1.2.3 Połączenie klejowe 

Klejenie poszerza zakres możliwości produkcyjnych, przynosząc wiele korzyści:  

 

Równy  rozkład  naprężeń:  nie  występuje  koncentracja  naprężeń  wokół 
wywierconych otworów (patrz ilustr. 1.1).  

 

Brak  zmian  strukturalnych:  własności  materiałów  pozostają  nie  zmienione, 
czego nie zagwarantuje spawanie.  

 

Brak  odkształcenia  części:  nie  występuje  tu  wysoka  temperatura  jak  przy 
spawaniu, łatwo też można łączyć detale o różnych masach i wymiarach.  

 

Kombinacje  różnorodnych  materiałów:  pozwala  to  konstruktorom  dobierać  i 
łączyć  różnorodne  materiały,  tak  aby  ich  własności  najlepiej  służyły  obranym 
celom.  

 

Uszczelnienie  złączy:  kleje  służą  także  jako  uszczelniacze.  Konstrukcje  łączone 
ś

rubami czy nitami często wymagają uszczelniania, co pociąga za sobą dodatkową 

pracę i koszt.  

 

Izolacja:  można  łączyć  metale  o  różnych  własnościach  elektrochemicznych. 
Unika się przez to i korozji ciernej, i elektrochemicznej (patrz ilustr. 1.2)  

 

Mniejsza liczba elementów: nie potrzeba kołków, śrub, nitów, zacisków itp.  

 

Lepszy  wygląd:  złącza  klejone  są  gładkie.  Unika  się  widocznych  szwów, 
charakterystycznych  dla  spawania.  Daje  to  konstruktorom  wiele  okazji  do 
poprawienia wyglądu wyrobu.  

 
Porównanie  metod  znajduje  się  dodatkowo  w  broszurce  Loctite  Partner  Nr.  10 
dołączonej do niniejszego opracowania. 
 
 
 
 
 

background image

 

2. Porównanie opisywanych metod w przykładach. 

 
MOCOWANIE METALOWYCH CZĘŚCI WSPÓŁOSIOWYCH 

Łączenie  części  współosiowych  z  zastosowaniem  kleju  jest  procesem  wysoce 
wyspecjalizowanym.  Przy  właściwie  przygotowanym  projekcie,  odpowiednio  dobranym 
produkcie  i  prawidłowej  konstrukcji  technologia  ta  zapewnia  konstruktorom  i 
producentom znaczne korzyści.  

2.1  Mocowanie  metalowych  części  współosiowych  z 
zastosowaniem klejów 

Dla określenia klejów stosowanych do mocowania jednej części w drugiej, Loctite przyjął 
termin  "kleje  mocujące".  Typowym  przykładem  jest  montowanie  łożysk  w  obudowie 
silnika elektrycznego. 

American  Standard  Association  (ASA)  rozpoczęło  standaryzację  metody  pasowania 
wtłaczanego  już  w  roku  1920,  a  dopiero  w  1955  roku  ukazała  się  publikacja  ASA 
Std.B4.1  "Prefered  Limits  and  Fits  for  Cylindrical  Parts"  ("Zalecane  tolerancje  i 
pasowania  dla  części  cylindrycznych").  Ograniczono  się  wówczas  tylko  do  problemu 
łączenia części masywnych, które wytrzymują obciążenia złączy wtłaczanych. 

Kleje  mocujące  Loctite  ukazały  się  na  rynku  w  1963  roku.  Wywołało  to  bardzo 
pozytywną  reakcję  ze  strony  przemysłu  łożyskowego  -  kleje  te  pozwoliły  bowiem 
nabywcom  nowych  łożysk  ratować  zużyte  korpusy.  Było  to  prawdziwym 
dobrodziejstwem  dla  użytkowników  silników  elektrycznych,  którzy  odtąd  mogli  nadal 
wykorzystywać zużyte silniki zamiast wyrzucać je na złom. 

Produkty mocujące są związkami anaerobowymi  i wobec tego nadają się do stosowania 
na  elementach  metalowych  poddawanych  wysokim  obciążeniom  i  trudnym  warunkom 
ś

rodowiskowym.  Klejenie  niemetalowych  elementów  współosiowych,  takich  jak 

tworzywa  sztuczne,  można  wykonać  sposobami  opisanymi  w  tym  rozdziale;  w 
przypadkach specyficznych można uzyskać pomoc techniczną w lokalnym biurze Loctite. 

2.1.1 Typowe zastosowania klejów mocujących 

 

Montaż łożysk w obudowach lub na wałach  

 

Mocowanie na wałach wirników, kół zębatych, kół przekładni łańcuchowych i kół 
pasowych  

 

Wklejanie tulei  

 

Uszczelnianie zaślepek odlewniczych w korpusach silników  

 

Eliminowanie wpustów i kołków poprzecznych  

 

Wykluczenie odkształceń precyzyjnych narzędzi i maszyn  

 

Montowanie prowadnic do urządzeń wiertarskich  

 

Mocowanie tulei bagnetów do kontroli poziomu oleju  

 

Korygowanie dokładności zużytych części maszyn  

background image

 

 

2.1.2 Metody łączenia części współosiowych 

Połączenia  służące  do  przenoszenia  obciążeń,  promieniowych  lub  osiowych  z  wału  na 
piastę (lub odwrotnie), można podzielić na cztery kategorie:  

1.

 

Złącze kształtowe (np. wpustowe)  

2.

 

Połączenie wtłaczane (bazujące na tarciu)  

3.

 

Spawanie i lutowanie  

4.

 

Złącze klejowe  

Rodzaje  połączeń  3  i  4  zalicza  się  czasem  do  jednej  grupy  jako  połączenia  nierozłączne 
bezpośrednie. 

2.1.2.1 Złącza kształtowe 

Najbardziej popularne złącze kształtowe to tradycyjne połączenie klinowe. Stosuje się też 
wpusty,  kołki  i  profile  wielokarbowe.  Są  one  stosunkowo  łatwe  w  montażu  lub 
demontażu  i  mogą  przenosić  bardzo  wysokie  momenty.  Zalety  te  przyćmiewa  jednak 
bardzo  istotna  wada,  jaką  jest  występowanie,  w  obszarze  zabieraka,  silnego  działania 
karbu.  Pociąga  to  za  sobą  wyższe  koszty,  konieczność  ponownego  osiowania  części  i 
samoistny luz właściwy większości tych konstrukcji.  

Dalszą  wadą  tych  połączeń  jest  nierównomierny  rozkład  masy,  który  -  szczególnie  przy 
wysokich obrotach - może powodować silne bicia. 

2.1.2.2 Połączenia bazujące na zjawisku tarcia 

Najbardziej  znanymi  rodzajami  złączy,  wykorzystującymi  siły  tarcia,  są  połączenia 
zaciskowe, skurczowe, wtłaczane i stożkowe.  

Połączenia  te  mogą  być  bardzo  ekonomiczne,  nie  występuje  tu  bicie,  nawet  przy 
wysokich obrotach, nie ma też potrzeby dodatkowego osiowania.  

Jednak  i  te  metody  mają  swoje  wady.  Ponieważ  polegają  tylko  na  tarciu,  ogranicza  je 
rodzaj  materiałów,  powierzchni  i  konstrukcji;  wymagają  też  bardzo  wąskich  tolerancji 
obróbki, aby uzyskać konkretny nacisk powierzchni ciernych. Pociąga to za sobą wysokie 
koszty  produkcyjne.  Połączenia  te,  oprócz  złączy  stożkowych  i  tulei  rozprężnych,  mogą 
też być trudne w demontażu, lub nawet nierozłączne, ponieważ często występuje w nich 
korozja  cierna.  Wtłaczanie  wprowadza  wysokie  naprężenia,  co  przy  nałożeniu  się 
przeciążeń roboczych może spowodować awarię złącza. 

 

 

 

background image

 

 

 

 
Ilustr. 2.1: Korozja cierna (freting). 

Korozja cierna 

Połączenia  kształtowe  i  wciskowe  (bazujące  na  tarciu)  są  podatne  na  korozję; 
mikroprzesunięcia  prowadzą  do  korozji,  zwiększają  zużycie  materiału  i  ryzyko 
uszkodzenia (patrz ilustr. 2.1). 

Spawanie,  lutowanie  i  klejenie  pozwala  montować  złącze,  w  którym  nie  będą 
występowały  żadne  mikroprzesunięcia.  Tak  więc  poprawna  konstrukcja  złącza  może 
wyeliminować niebezpieczeństwo fretingu.  

2.1.2.3 Spawanie lub lutowanie 

Do zalet połączeń spawanych lub lutowanych należą odporność na freting, bardzo wysoka 
wytrzymałość  oraz  przewodnictwo  cieplne  i  elektryczne.  Jednak  metody  te  wiążą  się  z 
licznymi ograniczeniami. Na przykład można nimi łączyć tylko odpowiednie metale. Pod 
wpływem  wysokich  temperatur  podczas  spawania  czy  lutowania  części  mogą  ulec 
odkształceniu.  Ponadto  rozgrzanie  materiału  może  prowadzić  do  naprężeń  i  degradacji 
strukturalnej. Demontaż może być utrudniony lub niemożliwy. 

 

background image

 

Ilustr. 2.2: Porównanie kosztów produkcyjnych najbardziej popularnych technik łączenia 
części współosiowych. Obliczenia oparto na liczbie 500 części. Koszty łączenia z użyciem 
produktów Loctite przyjęto jako 100%.  

2.1.2.4 Klejenie 

Wyróżnia się dwa typy klejowych połączeń współosiowych:  

 

Klejone  pasowania  luźne  -  części  są  wykonane  z  luzem,  a  utwardzony  klej 
przenosi wszystkie obciążenia.  

 

Klejone  pasowania  skurczowe  lub  wtłaczane  -  obciążenia  są  przenoszone 
zarówno przez utwardzony klej, jak i przez tarcie między częściami, wynikające z 
ciasnego pasowania.  

W obu przypadkach nanosi się płynny klej, który całkowicie wypełnia złącze i zastyga w 
mocne tworzywo termoutwardzalne, łącząc klejone powierzchnie. 

2.1.3 Zalety klejenia połączeń współosiowych 

 

Wzmacnia lub zastępuje złącze mechaniczne  

 

Eliminuje korozję cierną  

 

Tworzy złącza mocniejsze i sztywniejsze  

 

Eliminuje wybijanie połączeń klinowych i wpustowych  

 

Eliminacja dodatkowych elementów zabezpieczających  

 

Eliminuje  naddatek  materiału  niezbędny  do  wywołania  wysokich  naprężeń 
obwodowych  

 

Nie wymaga zachowania ścisłych tolerancji  

 

Możliwość demontażu złącza przez jego podgrzanie  

 

Możliwość łączenia różnych materiałów  

background image

 

Redukcja naprężeń przez ich równomierny rozkład  

 

Redukcja kosztów obróbki  

 

Możliwość samoosiowania się tulei i łożysk  

 

Możliwość łączenia powierzchni twardych i miękkich bez ich uszkodzenia  

 

Całkowicie uszczelnia złącza eliminując korozję  

 

 

CZĘĆ II 

 

Temat 23: Technologia napraw i regeneracji z wykorzystaniem mas 

chemoutwardzalnych. Rur i rurociągów. 

 

Uszczelnianie gwintów rurowych 

Wiadomo, że w niedoskonałym świecie połączeń mechanicznych gwintowane połączenia 
rurowe  wymagają  dodatkowych  uszczelnień.  Firma  Loctite  oferuje  do  tych  celów  wiele, 
gruntownie przebadanych i wypróbowanych, materiałów 

3.1 Uszczelnianie gwintów rurowych 

Uszczelnienia  gwintowe  zapobiegają  wyciekom  gazów  i  cieczy  z  połączeń  rurowych. 
Wszystkie  takie  połączenia  są  uznawane  za  "dynamiczne"  ze  względu  na  wibracje, 
zmienne ciśnienia i zmienne temperatury. 

3.1.1 Konstrukcje gwintowe używane na świecie. 

 

 

 
Ilustr. 3.1: Złącze z gwintami walcowymi na obydwóch częściach.  

background image

 

Ilustr. 3.2: Złącze z gwintem stożkowo-walcowym.  

 

3.3. Stożkowy gwint rurowy według norm amerykańskich, określany jako NPT. 

 

3.4.Standard europejski: gwint walcowy wewnętrzny i stożkowy zewnętrzny. 

 

3.5.Amerykański  gwint  samouszczelniający.  Ten  rodzaj  ma  ogólną  formę  taką  samą  jak 
gwint stożkowy, ma jednak lekko ścięty wierzchołek. 

 

3.6.Gwint  walcowy  według  norm  europejskich  i  amerykańskich  -  metryczny  względnie 
SAE.  

background image

3.1.2 Rodzaje uszczelnień 

 

Niezastygające mieszaniny do uszczelniania połączeń rurowych:                       
jedną  z najstarszych metod uszczelniania spiralnych dróg wycieku w złączach 
gwintowych są pasty wykonane z olejów i wypełniaczy. 
 
Zalety: smarują one złącza i wypełniają przestrzenie między zwojami gwintów, 
lecz ich nie zabezpieczają.  
 
Wady: pod dużym ciśnieniem mogą ulegać wyciśnięciu, mają słabą odporność na 
rozpuszczalniki i nie nadają się do gwintów walcowych.  

 

Ś

rodki  uszczelniające  na  bazie  rozpuszczalników:  wysychają  przez 

odparowanie  rozpuszczalnika,  to  także  stara  metoda  uszczelniania  złączy 
gwintowych.  
 
Zalety:  smarują  i  wypełniają  małe  przestrzenie,  nie  ulegają  łatwo  wyciśnięciu.  
 
Wady:  kurczą  się  podczas  utwardzania,  gdy  odparowuje  rozpuszczalnik;  aby 
zrekompensować  ten  ubytek  objętości,  konieczne  jest  dociąganie  złączy. 
Zabezpieczają gwint poprzez tarcie.  

 

Taśmy  PTFE:  Najbardziej  znana  jest  taśma  teflonowa®,  która  na  początku  daje 
dobre uszczelnienie i jest odporna na agresję chemiczną. Jest to jedyne szczeliwo 
organiczne,  które  dopuszcza  kontakt  z  tlenem  w  postaci  gazowej.  
 
Zalety:  działają  jak  smar;  pozwalają  na  wysokie  naciski;  są  odporne  na 
rozpuszczalniki.  
 
Wady:  zachowanie  własności  smarnych  równocześnie  sprzyja  samoluzowaniu. 
Złącza  obciążane  dynamicznie  mogą  przyspieszyć  płynięcie  materiału  taśmy, 
doprowadzając  po  pewnym  czasie  do  wycieku.  Smarowanie  umożliwia 
dociągnięcie,  co  prowadzi  do  nadmiernego  naprężenia  lub  uszkodzenia  złącza. 
Taśmy  PTFE  są  niebezpieczne  do  stosowania  w  instalacjach  hydraulicznych, 
ponieważ 

ich 

strzępy 

mogą 

zablokować 

ważne 

otwory. 

 
Teflon® jest zastrzeżonym znakiem towarowym E.I. DuPont de Nemours Co.Inc.  

 

Samouszczelniające  się  złącza  metalowe:  nie  chodzi  tu  dosłownie  o  szczeliwo. 
Konstruktorzy 

zalecają 

samouszczelniające 

się 

złącza 

tam, 

gdzie                

teoretycznie 

ż

adne 

dodatkowe 

uszczelnienienie 

nie 

jest 

wymagane. 

 
Zalety:  przy  starannie  obrobionych  złączach  konstrukcje  te  są  skuteczne.  
 
Wady: wysokie koszty montażu i trudne do utrzymania tolerancje.  

background image

 

 
Ilustr. 3.7.: Loctite oferuje techniczne uszczelniacze do elementów gwintowych.  

 

 

 
Ilustr. 3.8.: Produkty Loctite uszczelniają niezależnie od momentu dociągania.  

 

Ś

rodki  uszczelniające  Loctite:  anaerobowe  materiały  uszczelniające  Loctite 

utwardzają  się  tworząc  nierozpuszczalne  wypełnienie  gwintów,  które  zapobiega 
wyciekowi 

bez 

względu 

na 

ciśnienie 

siłę 

dociągnięcia 

złącza.  

 
Zalety:  

 

smarowanie podczas montażu  

 

uszczelniają niezależnie od momentu dociągania  

 

uszczelniają aż do granicy pęknięcia rury  

 

nawet  po  latach  zachowują  wartość  kontrolowanego  momentu 

demontażu  

 

nie zastygają i nie utwardzają się poza złączem, łatwe do zmycia  

 

stosowane  bez  wypełniaczy,  dla  odpowiedzialnych  złączy  w 

instalacjach hydraulicznych  

 

niższy koszt jednostkowy  

 

łatwo dozowane w procesach produkcyjnych  

background image

 

do nabycia w postaci powłok wstępnie nakładanych  

Wady: 

 

nieodpowiednie  w  kontakcie  z  tlenem  i  środkami  silnie 

utleniającymi  

 

nieodpowiednie do uszczelniania w temperaturach powyżej 200°C  

 

nie zalecane do stosowania na rurach o średnicy większej niż M80 

(R3ll)  

3.1.3 Najważniejsze cechy uszczelnień gwintowych 

Aby  dokonać  właściwego  doboru  uszczelnienia  trzeba,  już  w  fazie  projektu,  znać  i 
rozumieć  rozliczne  wpływy,  jakim  poddawane  są  złącza  rurowe  w  czasie  długotrwałej 
eksploatacji.  Szczeliwo  musi  być  przede  wszystkim  niezawodne  i  trwałe. 
Niedopuszczalny  jest  wyciek  oleju  czy  jakiejkolwiek  innej  substancji.  Rury  nie  mogą 
przeciekać  nawet  pod  najsilniejszymi  wibracjami,  poddane  agresji  chemicznej,  wysokim 
temperaturom lub ciśnieniom.  

Nawet  w  najsilniej  dokręconych  gwintowych  złączach  rurowych  dochodzi  do  wycieku 
wzdłuż zwojów  gwintów.  Może  on  także  zachodzić  poprzez  chropowatości  powierzchni 
nośnych  gwintu.  Dlatego  też  szczeliwo  powinno  mieć  właściwości  zwilżające,  aby 
dokładnie  pokryć  powierzchnie  gwintu.  Istotny  jest  też  jego  wymiar.  Uszczelniacz 
przeznaczony do gwintów o średnicy 8 mm nie będzie się nadawał do gwintów 80 mm. 

Wiele  materiałów  uszczelniających  nie  wypełnia  całkowicie  przestrzeni  wewnątrz 
gwintów.  Uszczelniają  one  tylko  dzięki  temu,  że  naprężenie  wstępne  na  powierzchnie 
nośne  gwintu  jest  tak  wysokie,  że  materiały  są  wciskane  w  chropowatości  powierzchni. 
Suche  uszczelnienia  gwintowe  działają  tylko  wtedy,  gdy  pozostają  pod  stałym  i  silnym 
naciskiem.  Jednak  w  systemach  dynamicznych  często  niemożliwe  jest  osiągnięcie  lub 
utrzymanie tak dużej siły naprężenia wstępnego. Są tego trzy powody:  

 

Złącza  często  nie  zostają  prawidłowo  dociągnięte  ze  względu  na  konieczność 
uzyskania właściwej pozycji elementów giętych lub przyrządów pomiarowych.  

 

Wibracje  mogą  często  prowadzić  do  korozji  ciernej  między  powierzchniami 
nośnymi  gwintu,  co  w  konsekwencji  powoduje  obluzowanie  złącza.  Połączenia 
ruchome,  takie  jak  elastyczne  przewody  hydrauliczne,  są  na  to  szczególnie 
narażone.  

 

Ruchy  względne  gwintów mogą spowodować wypchnięcie taśmy uszczelniającej 
ze złącza.  

Anaerobowe  uszczelniacze  Loctite  całkowicie  wypełniają  wszystkie  wolne  przestrzenie 
gwintu, 

zapewniając 

jego 

pełne 

uszczelnienie. 

Właściwy 

dobór 

materiału 

uszczelniającego  wyklucza  ewentualne  ruchy  względne  w  złączu  eliminując  główną 
przyczynę większości wycieków. 

 

 

background image

3.1.4 Łatwy montaż i demontaż 

Anaerobowe  środki  uszczelniające  Loctite  można  nanosić  ręcznie  lub  za  pomocą 
automatycznych  bądź  półautomatycznych  dozowników.  Wypływki  produktu  dają  się 
łatwo zetrzeć lub zmyć.  

Montaż  przy  użyciu  stosowanych  dotychczas  mas  uszczelniających  jest  czasochłonny  i 
brudzący.  Ponadto  jest  on  utrudniony  przez  to,  że  konieczne  jest  dociąganie  złącza 
określonym  momentem.  Posługiwanie  się  taśmą  PTFE  wymaga  wprawy,  aby  nie 
dopuścić  do  nadmiernego  naprężenia,  a  tym  samym  zerwania  gwintu  lub  pęknięcia 
odlewu.  

Uszczelniacze  gwintowe  Loctite  można  łatwo  i  czysto  nanosić  bezpośrednio  z 
pojemników  lub  urządzeń  dozujących.  Przy  montażu  gwintów  walcowych  lub 
stożkowych  należy  nakładać  produkt  zarówno  na  gwinty  zewnętrzne,  jak  i  na 
wewnętrzne.  Środki  anaerobowe  wypełniają  całkowicie  przestrzenie  międzygwintowe, 
przez co problem siły dociągającej złącze staje się mniej istotny.  

Uszczelniacze  Loctite  ułatwiają  także  demontaż,  gdyż  złącza  rurowe  nie  korodują  i  nie 
zapiekają  się.  Wypełnione  gwinty  chronione  są  przed  dostępem  wilgoci  i  chemikaliów 
powodujących  korozję.  Bez  względu  na  różną  wytrzymałość  uszczelniaczy  rurowych 
Loctite, wszystkie one pozwalają na demontaż zwykłymi narzędziami.  

3.1.5 Czyste instalacje 

Każdy  uszczelniacz  może  dostać  się  do  instalacji.  Taśmy  PTFE  są  szczególnie 
niebezpieczne  dla  systemów  hydraulicznych  z  licznymi  przewężeniami.  Zaletą 
anaerobowych  środków  uszczelniających  jest  to,  że  nie  utwardzone  rozpraszają  się  w 
większości płynów. 

3.1.6 Odporność chemiczna 

Produkty uszczelniające Loctite są odporne na większość cieczy i gazów przemysłowych.  

3.1.7 Środowisko 

Utwardzone uszczelnienia gwintowe Loctite mają małą toksyczność i często są stosowane 
w  przemyśle  spożywczym  i  przy  produkcji  napojów.  Jednak  stosowanie  ich  podlega 
obowiązującym przepisom lokalnym, których należy przestrzegać. 

3.1.8 Temperatura 

Uszczelnienia  gwintowe  Loctite,  wyszczególnione  w  dalej  przedstawionych  tabelach 
doboru,  mogą  być  poddawane  temperaturom  od  -55°C  do  +155°C  (-65°F  do  +300°F). 
Krótkotrwałe działanie wyższych temperatur nie zaszkodzi ich skuteczności. 

Uwaga:  W  przypadku,  gdy  uszczelnienie  będzie  poddane  stałemu  działaniu  wysokich 
temperatur, powyżej 150°C, należy stosować takie materiały, jak Loctite 272. Produkt ten 
jest  dostępny  na  całym  świecie.  Nadaje  się  on  do  uszczelniania  gwintów  poddawanych 

background image

stałemu działaniu temperatur do 232°C (450°F). Należy jednak przeprowadzić próby. Do 
demontażu może być niezbędna wysoka temperatura, do 260°C (500°F).  

 
USZCZELNIANIE POWIERZCHNI 

Anaerobowe  i  silikonowe  materiały  uszczelniające  -  zarówno  "formowane  w  miejscu" 
(FIP),  jak  i  "utwardzane  w  miejscu"  (CIP)  -  zapewniły  niezawodne  uszczelnienie 
milionom maszyn i pojazdów, które przetrwało okres ich eksploatacji. 

[98] 

4.1 Uszczelnianie powierzchni 

Uszczelnienia dzielimy na statyczne i dynamiczne w zależności od tego, czy uszczelniane 
części  poruszają  się  względem  siebie,  czy  nie.  Obracający  się  w  obudowie  wałek  jest 
typowym przykładem układu dynamicznego. Kołnierze natomiast zalicza się do układów 
statycznych,  chociaż  i  tu  występują  mikroprzesunięcia  na  skutek  wibracji,  zmian 
ciśnienia, wstrząsów, uderzeń, zmian temperatury, przenoszenia obciążeń itp.  

Uszczelniacz  to  materiał,  który  umieszcza  się  między  dwoma  kołnierzami,  aby  po 
zaciśnięciu  połączenia  zapewnić  mu  całkowitą  szczelność.  Szczeliwa  zapobiegają 
wyciekowi  płynu  lub  gazu  tworząc  nieprzepuszczalną  barierę.  Dla  uszczelnienia 
najważniejsze  jest,  aby  jak  najdłużej  zachowało  trwałą  nieprzepuszczalność.  Dlatego  też 
materiał  uszczelniający  musi  być  odporny  na  ciecze  i/lub  gazy  i  wytrzymywać 
temperatury pracy oraz ciśnienia, jakim jest poddawany. 

Istnieją trzy typy uszczelnień kołnierzowych:  

 

Konwencjonalne,  płaskie  uszczelki  dociskowe,  wykonane  z  papieru,  gumy, 
korka, metalu i innych materiałów.  

 

Formowane  w  miejscu  (Formed-In-Place,  FIP)  uszczelniacze,  które  nanosi  się 
w postaci płynnego materiału na jedną z powierzchni kołnierza przed połączeniem 
części.  Po  ich  dociśnięciu  uszczelniacz  rozpływa  się  pomiędzy  kołnierzami 
wypełniając szczeliny, pory, chropowatości i nierówności powierzchni. Następnie 
produkt zastyga i tworzy w złączu trwałe uszczelnienie.  

 

Utwardzane  w  miejscu  (Cured-In-Place,  CIP)  uszczelniacze,  które  w  postaci 
płynnej  nanosi  się  maszynowo  na  jedną  z  powierzchni  kołnierzy  dokładnie 
wyznaczonymi pasmami. Następnie te wstępnie nałożone wstęgi produktu zostają 
utwardzone  światłem  UV  tworząc  materiał  elastomerowy  przylegający  do 
powierzchni kołnierza. W czasie montażu części nacisk na utwardzone szczeliwo 
powoduje wypełnienie i uszczelnienie złącza.  

O  wyborze  uszczelki  decyduje  wiele  czynników.  Uszczelnienia  CIP  są  idealne  dla 
połączeń,  które  będą  często  demontowane  w  celach  serwisowych  lub  tam,  gdzie 
uszczelniacz 

musi 

przylegać 

do 

kołnierza, 

zwyczajna 

uszczelka 

płaska 

przemieszczałaby  się  podczas  montażu.  Uszczelniacze  formowane  w  miejscu  (FIP) 
nadają się do niemal wszystkich rodzajów połączeń kołnierzowych. 

background image

4.2 Wstępne powlekanie gwintów 

Firma Loctite oferuje w wielu krajach świata wstępnie nakładane, zabezpieczające lub nie 
zabezpieczające,  uszczelniacze  do  gwintów.  Produkty  te  doskonale  nadają  się  do 
produkcji  wielkoseryjnej,  oszczędzają  dodatkowych  operacji  i  mogą  być  nanoszone  na 
większość, zewnętrznych i wewnętrznych, elementów gwintowych. Unika się więc dzięki 
temu  straty  czasu  i  kosztów  oraz  gwarantuje,  że klej  zostanie  naniesiony  we  właściwym 
miejscu na każdej części. 

Zabezpieczające uszczelniacze gwintowe znane są jako produkty Loctite Dri-Loc. Tworzą 
one  suche  w  dotyku  powłoki  zawierające  mikrokapsułki.  Podczas  łączenia  części 
mikrokapsułki pękają wydzielając aktywną substancję, a klej zastyga podobnie jak płynny 
klej anaerobowy, wykazując podobną wytrzymałość i odporność na ciecze i gazy. 

Niezabezpieczające uszczelniacze gwintowe znane są jako produkty Loctite Dri-Seal albo 
Vibraseal. Tworzą one suche w dotyku powłoki, które nie utwardzają się po montażu, tak 
więc uzyskują natychmiastową szczelność i są łatwe w demontażu. 

Wszystkie  produkty  Loctite  do  wstępnego  powlekania  są  oparte  na  bazie  wody,  co 
oznacza,  że  nie  użyto  żadnych  rozpuszczalników,  nie  są  więc  łatwopalne  ani 
niebezpieczne.  Dla  łatwej  identyfikacji  mają  one  jasną  barwę.  Powleczone  nimi  gwinty 
mogą być długotrwale magazynowane. Wszystkie tak powleczone elementy można użyć 
ponownie po zastosowaniu płynnego produktu anaerobowego Loctite. 

 

 
Ilustr.  4.1.:  Powłoki  wstępnie  nanoszone  można  praktycznie  nakładać  na  wszystkie 
elementy gwintowe. 

Dalszych szczegółowych informacji mogą udzielić lokalne biura Loctite.  

 

 

 

background image

4.3 Opłacalność 

Przytoczona  dalej  tabela  pozwoli  skalkulować  koszt  uszczelnienia  w  przeliczeniu  na 
1.000 złączy.  

Koszt  naniesienia  uszczelniacza  zazwyczaj  wielokrotnie  przekracza  jego  cenę.  Jeszcze 
bardziej  kosztowna  jest  robocizna,  jeśli  nastąpi  wyciek  i  konieczne  będą  naprawy.  Setki 
klientów  przemysłowych  na  całym  świecie  dokonały  porównania  realnych  kosztów 
uszczelniaczy  Loctite  i  innych  środków.  Badania  te  wielokrotnie  potwierdziły,  że 
produkty Loctite są najtańszym środkiem do uszczelniania gwintów. Inżynierowie Loctite 
mogą na miejscu dokonać kalkulacji porównawczej. 

 

Ś

rednica 

rury 

Nanoszenie

  

dozownikiem 
(ml)
 

Nanoszenie  
ręczne  
(ml) 
 

1/8" (3 mm) 

25 

40  

1/4" (6 mm) 

45 

60  

3/8" (10 mm)  60 

90  

1/2" (13 mm)  90 

130  

3/4" (19 mm)  190 

250  

1" (25 mm) 

360 

440  

 
Tabela: Zużycie uszczelniacza na 1.000 złączy.  

 

4.4 Dobór odpowiedniego produktu 

Uszczelniacze  do  gwintów  zapewniają  złączom  i  instalacjom  rurowym  niezawodną 
szczelność na ciecze i gazy w temperaturze do 150°C. 

Produkty te są przeznaczone do instalacji metalowych z takich materiałów jak żeliwo, stal 
węglowa i stal nierdzewna. Płynnych uszczelniaczy gwintowych nie zaleca się na ogół do 
stosowania w większości złączy wykonanych z termoplastów. Informacje dotyczące tych 
zastosowań można uzyskać w lokalnym biurze Loctite. 

Przy  doborze  produktu  uszczelniającego  należy  uwzględnić  pięć  następujących 
czynników:  

 

Odporność na określoną ciecz  

 

Maksymalną średnicę rury  

 

Rodzaj gwintu (ma to wpływ na tolerancje)  

 

Trudności demontażu  

background image

 

Czas do uzyskania pełnej szczelności na płyny  

Przy  temperaturach  wyższych  niż  150°C  lub  przy  szczególnie  trudnych  warunkach 
ś

rodowiskowych należy kontaktować się z lokalnym biurem Loctite.  

Uszczelniacze  do  gwintów

  -  Płynne  uszczelnienie  do  złączy  gwintowych  i  instalacji 

rurowych,  odporne  do  150°C.  Do  instalacji  metalowych  z  takich  materiałów  jak  żeliwo, 
stal węglowa i stal nierdzewna, nie do termoplastów
 

Pełna szczelność po 24 godzinach 

 

  

 

 

4.5.

 

Uszczelnienia  rur  i  rurociągów  oferowane  przez 
firmę Chester. 

 
 

Powłoki preaplikowane chester są to powłoki wykonane z materiałów na bazie wodnych 
emulsji i nałożone na gwint dużo wcześniej przed zastosowaniem ich w procesie montażu 
maszyn i urządzeń.  

 

Zastosowanie Metoda  Płyn 

Powłoki 

wstępnie 

nanoszone 

Maksymalny 

wymiar 

gwintu 

3/4" 

(19 

mm) 

3" (80 mm) 

Do M 36 

Odporność 

na 

temperaturę 

150°C 

120°C 

Wytrzymałość 

Niska 

Ś

rednia 

Brak 

Natychmiastowa 
szczelność
 

Tak 

Tak - pełna 

Produkt

 

545

 

577

 

5061

 

Systemy nanoszenia (

patrz rozdział 13

)

 

Uchwyt dozujący  

Model 

nr 

97002

 

Bliższe  informacje  w 
biurze Loctite 

Aplikator ręczny 

Model 

nr 

97004

 

Bliższe  informacje  w 
biurze Loctite 

Sterownik 
półautomatyczny
 

Model 

nr 

97102

 

Sterowniki 
automatyczne 
 

Model 

nr 

97103

/

97123

 

background image

 

                   ChesterLock                                 ChesterSeal

  

 

 

Powłoki preaplikowane posiadają następujące zalety:  

 

są suche w dotyku (można je magazynować oraz transportować bez obawy 
sklejenia),  

 

charakteryzują się długim czasem przechowywania 3 lata w 20

o

C  

 

znacznie skracają czas montażu ,  

 

gwarantują precyzyjne nałożenie powłoki na gwint,  

 

przynoszą znaczne oszczędności dla użytkownika (nie ma konieczności 
magazynowania zapasów klejów i uszczelniaczy oraz posiadania urządzeń do ich 
nakładania; zmniejszenie zatrudnienia),  

 

są odporne na wibracje, korozję, ciśnienia oraz wysokie i niskie temperatury.  

Powłoki preaplikowane gwarantują szczelność połączeń (uszczelniacze ChesterSeal, max. 
ciśnienie 160MPa) oraz zabezpieczają położenie elementów w złączu (kleje ChesterLock, 
max. ciśnienie 210MPa).  

Powłoki preaplikowane stosowane są w:  

o

 

przemyśle maszynowym,  

o

 

lotnictwie,  

o

 

elektronice,  

o

 

telekomunikacji itd.  

background image

Mogą być nakładane na gwinty już od M4. 
 
 

 
 
 
 

   

  

Dane techniczne 

ChesterLock P30

 

Kolor 

zielony(według potrzeb)

 

Czas wstępnej (pełnej) wytrzymałości [h] 
stal – stal 

ok. 1,5 (72) 

Współczynnik tarcia 

0,13 

Numer próbki 

Dopuszczalne ciśnienie  
(gwint 3/8”) 

cylinder/cylinder  1200 bar (120 MPa)  2100 bar (210 MPa) 

cylinder/stożek 

1800 bar(180 MPa)  1700 bar(170 MPa) 

Dopuszczalne ciśnienie  
(gwint 1”) 

cylinder/cylinder  900 bar (90 MPa) 

800 bar (80 MPa) 

cylinder/stożek  1100 bar (110 MPa)  600 bar (60 MPa) 

Moment zerwania [Nm] 

6 ÷ 15 

Temp. Pracy [

o

C] 

-50 ÷ 150 

Trwałość 

3 lata w T=20

o

  

 
 

ChesterLock P30 jest klejem z mikrokapsułkami (spełniają rolę inicjatora reakcji) na 
wodnej bazie związków akrylowych. Powłoka jest sucha, bez rozpuszczalnika i 
nieszkodliwa pod względem toksycznym i fizjologicznym.  

Spełnia zarówno rolę mocującą jak i uszczelniacza. Siła łączenia zjawia się po tym 
jak mikrokapsułki, w czasie wkręcania śruby, ulegają pęknięciu poprzez ścinanie.  

Zastosowanie  
Klej jest stosowany do wszystkich połączeń gwintowych.  

Właściwości  

 

sucha powłoka,  

 

części gwintowane są pokrywane dużo wcześniej przed ich użyciem,  

 

powłoki są ekologiczne,  

 

możliwe jest automatyczne nakładanie powłok,  

 

wartość współczynnika tarcia nie ulega zmianie,  

 

duża odporność chemiczna,  

 

wytrzymują ciśnienia do 210 MPa, zabezpieczają połączenie gwintowe przed 
korozją.  

background image

 
 
Kleje anaerobowo-stykowe 

 
Przeznaczenie:

  

 

zabezpieczają połączenia gwintowe przed poluzowaniem oraz uszczelniają 
instalacje gazowe i wodne
  

 

chronią połączenia gwintowe przed korozją  

 

uszczelniają połączenia płaskie i kołnierzowe  

 

łączą części maszyn (czopy wałów z łożyskami, kołami zębatymi, kołami 
pasowymi, itp.)  

 

uszczelniają mikroszczeliny (w połączeniach spawanych i odlewach)  

 

odporne na wysokie temperatury z możliwością doboru elastyczności  

 
grupa c 
 

 

 
Przykłady zastosowania:

  

Uszczelnianie i zabezpieczanie gwintów rurowych, zabezpieczanie połączeń gwintowych 
silnie obciążonych, 
 
 
grupa a 
 

 

 
 
Przykłady zastosowania:

  

Połączenia gwintowe nieobciążone, odkręcane w czasie serwisu; zabezpieczenie śrub 
trudnodostępnych, gdy nie ma możliwości użycia większej siły przy odkręcaniu; 
zabezpieczenie śrub regulacyjnych; uszczelnienie gwintów przewodów pneumatycznych, 
hydraulicznych często odkręcanych. 

 
 

 
 
 
 

background image

 

Uszczelniacze anaerobowo-stykowe

  

 

 

 

Stosowanie

  

Uszczelniacze anaerobowo-stykowe są to jednoskładnikowe związki o konsystencji 
tiksotropowej, do uszczelniania powierzchni płaskich oraz rurowych, urządzeń 
stosowanych w przemyśle.  

 

 
4.6.  Regeneracja    rur  i  rurociągów  z  wykorzystaniem 
mas chemoutwardzalnych - część praktyczna.  
 

Zgodnie  z  metodyką  postępowania  przy  regeneracji  elementów  z  użyciem  ma 
chemoutwardzalnych należy: 
 
1. 

Analiza 

przebiegu 

regeneracji 

doborem 

odpowiedniego 

materiału 

chemoutwardzalnego.  
 
Należy  tutaj  określić,  czy  mamy  do  czynienia  z  naprawą  awaryjną  czy  okresową.  W 
przypadku nagłego przecieku rurociągu na określonej długości należy zastosować jedną z 
szybkich metod zabezpieczających przeciek. Wykorzystać tu możemy:  
- Loctite 5070 Pipe Repair Kit (tylko do tymczasowych napraw) 
Leak Stop Pipe Repair firmy Unitor, 
Jeżeli  natomiast  przeprowadzamy  regenerację  odcinka  rurociągu  możemy  posłużyć  się 
jednym z produktów Unitora (Polymer Repair Compounds): 
Metalgrade Express, 
- Metalgrade Ready-Stick, 
- Metalgrade Rebuild. 
 
 
 
 
2. Przygotowanie stanowiska pracy. 
 

background image

Na tym etapie staramy się w jak najlepszy sposób miejsce pracy. W przypadku pracy na 
rurociągu należy odsunąć niepotrzebne i utrudniające ruchy elementy. Przy regeneracji po 
demontażu rurociągu należy zadbać o czyste, odpowiedniej wielkości miejsce pracy (stół 
warsztatowy).  Zabezpieczamy  miejsce  przed  zabrudzeniem  i  zniszczeniem  przez  ciężkie 
elementy. Korzystamy z gumowych rękawic i fartuchów chroniących ubrania. 
 
3. Przygotowanie powierzchni do regeneracji. 
 
Powierzchnia  regenerowana  musi  być:  czyta  (czyszczenie  mechaniczne  np.:  szlifierką, 
szczotką  drucianą),  odtłuszczona  i  wytrawiona  (Polymer  Accessories  Set),  osuszona. 
Oczywiście w przypadku awaryjnego tamowania przecieku czas nie pozwala na dokładne 
oczyszczenie powierzchni nie wspominając o jej wysuszeniu. 
 
4. Przygotowanie materiału chemoutwardzalnego przed użyciem. 
 
W  przypadku  zastosowania  produktu  Leak  Stop  Pipe  Repair  należy  określić  średnicę 
rurociągu  w celu doboru bandaża o odpowiednich wymiarach: 
Dla rurociągów r < 1” (25 mm) 1 tama 2” x 4’ (50 mm x 1200 mm), 
Dla rurociągów r = 1 – 2” (25 – 50 mm) 1 taśma  2”x 12’ (50 mm 3600 mm), 
Dla rurociągów r > 2” (50 mm) 1 taśma 4”x 12’ (100 mm x 3600), 
Bandaż  jest  impregnowany  żywicą,  która  aktywuje  się  w  kontakcie  z  wodą.  Dlatego 
należy przygotować taką ilość bandaża, jaką zdążymy użyć przed utwardzeniem. 
 
Używając  Loctite  5070  Pipe  Repair  Kit  przygotowujemy  taśmę  GRP  (  z  tworzywa 
sztucznego  wzmocnionego  włóknem  szklanym)  impregnowaną  poliuretanem.  Dostępne 
wymiary: 
50 mm x 1,8 m lub 100 mm x 3,6 m. 
  
Planując użyć Metalgrade Ready-Stick należy odciąć kawałek o odpowiedniej długości i 
rozpocząć jego ugniatanie, aż do uzyskania wymaganej konsystencji. Przy wykorzystaniu 
tego produktu bardzo ważne jest wykonanie odpowiedniej ilości masy. 
 
Stosując  Metalgrade  Express  i  Metalgrade  Rebuild  należy  przygotować  odpowiednie 
ilości  bazy  i  aktywatora  (nakładając  je  osobnymi  szpatułkami)    a  następnie  dokładnie 
wymieszać aż o zaniku różnokolorowych smug.  
 
5. Przeprowadzenie regeneracji według ustalonego sposobu. 
 
Bandaż  Leak-Stop  nakładamy  owijając  miejsce  przecieku  równomierną  warstwą  przy 
dokładnym  naciągnięciu  bandaża.  Stosując  pozostałe  produkty  nakładamy  odpowiednie 
ilości  na  zagrożone  miejsce,  tak  by  po  utwardzeniu  można  było  zdjąć  mechanicznie 
odpowiednią ilość naddatku materiału (minimum 1,6 mm) 
 
Dla  przyspieszenia  efektu  utwardzenia  masy  elementy  zregenerowane  poddajemy  np. 
suszeniu suszarką. 
 
 
6. Wykończenie powierzchni  regenerowanej różnymi sposobami.