Ремонтно-восстановительные составы

Надежность и долговечность любой машины в конечном счете зависят от надежности и долговечности каждой ее детали и узла, значительная часть которых — узлы трения. Технический прогресс предполагает рост удельных нагрузок, скоростей скольжения, рабочих температур трущихся поверхностей. Экстремальные условия трения способствуют интенсивному износу, вызывают повышенный расход смазки, усиление вибрации, снижение КПД, ресурса механизма и в конце концов разрушение узла трения. Как продлить срок эксплуатации узлов трения? Как снизить затраты на их ремонт и обслуживание?

Еще в первой половине прошлого века советскими геологами было замечено, что при бурении скважин в некоторых горных породах, например в серпентинитах, не изнашивались узлы трения бурового инструмента, охлаждаемого взвесью выбуриваемой породы в воде. К сожалению, первооткрыватели этого явления сгинули в ГУЛАГе, и оно было забыто до шестидесятых годов прошлого века, когда группа ленинградских ученых о нем вспомнила и начала изучать <1>. Были разработаны так называемые ремонтно-восстановительные составы (РВС), получаемые в результате тонкого измельчения серпентинита и аналогичных ему горных пород — магнезиально-железистых силикатов по химическому строению, слоистых образований по физической структуре.

<1> Маринич Т.Л. В природных зеркалах скольжения отражается наше завтра. СПб., 1994.

Эти составы получили и второе название — геоактиваторы.

Для того чтобы РВС проявили свое действие, их вводят в смазочное масло. Механизм действия РВС заключается в том, что на поверхности трения образуется не пленочное покрытие, а керамометалл, который «залечивает» дефекты деталей узла. Синтез керамометалла происходит за счет энергии трения.

Российские ремонтно-восстановительные составы

Один из первых ремонтно-восстановительных составов, нашедших широкое применение в нашей стране, — препарат, разработанный в ЗАО НПО «Руспромремонт» (г. Санкт-Петербург) <2>. Он представляет собою сухую смесь, состоящую из минеральных частиц (главным образом серпентинита, нефрита, шунгита) размером 1 — 10 мкм и ряда функциональных добавок, рецептуру которых производитель не раскрывает. Компоненты этого РВС не растворяются в смазочном масле и не вступают с ним в химические реакции. Во время работы механизма выступы микрорельефа на поверхности трения, как зубья своеобразной пилы, измельчают минеральные частицы до наноразмеров, активизируют их, после чего начинается реакция замещения атомов магния, имеющихся в молекулах серпентинита, на атомы железа. При этом образуются новые вещества, и их кристаллы заполняют объемы дефектов в узле трения. Коэффициент термического расширения кристаллов и стали одинаков.

<2> Патент РФ N 2169208 «Состав для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей».

По своей структуре вновь появившийся слой является металлокерамическим, очень стойким к износу. Это некое подобие материала, из которого был изготовлен металлокерамический двигатель, недавно разработанный японской фирмой MAZDA, но пока еще не запущенный в серийное производство из-за ряда недоработок.

Примечание. Ремонтно-восстановительные составы позволяют получать значительную экономию от сокращения затрат на ремонт, снижения расходов на смазочные материалы, а также открывают возможность использовать пары трения из черных металлов вместо цветных.

Еще одним подобным препаратом, позволяющим восстанавливать изношенные узлы и механизмы в режиме штатной эксплуатации без разборки, является антифрикционная ресурсовосстанавливающая композиция (АРВК), созданная учеными и специалистами Института машиноведения им. академика А.А. Благонравова и ООО «Венчур-Н». АРВК представляет собой жидкость, в которой взвешен порошок (размер частиц 1 — 5 мкм) силикатов металлов естественного или искусственного происхождения и растворены полимерообразующие присадки.

В отличие от традиционных антифрикционных средств АРВК не образует на металле пленку, а непосредственно внедряется в поверхности трущихся при соприкосновении деталей под действием давления взаимного контакта. Примерами таких деталей являются зубья шестерен, дорожка качения в подшипнике, компрессионное кольцо и стенки цилиндра.

Механизм воздействия АРВК на поверхность трения складывается из следующих самопроизвольно протекающих процессов:

• очистка поверхности трения от загрязнений;
• микрошлифование данной поверхности;
• внедрение в эту поверхность микрочастиц;
• образование твердых растворов путем замещения катионов магния в молекулах силикатов катионами железа.

В совокупности перечисленные процессы приводят к восстановлению формы и
размеров деталей. Шероховатость при этом уменьшается до R = 0,16 мкм.
a
Твердость обеих трущихся поверхностей выравнивается на уровне HRC 56 — 58.
При использовании АРВК для обработки узлов трения механического
оборудования существенно снижается (от трех до десяти раз) коэффициент
трения контактирующих поверхностей, уменьшается (в два-три раза) скорость
износа. В процессе эксплуатации происходит постепенное восстановление
изношенных деталей, которое может длиться в течение трех — шести месяцев. В
результате срок службы узлов трения увеличивается как за счет уменьшения
скорости износа, так и за счет возврата к первоначальному состоянию
деталей.

Высокоэффективным РВС является и препарат PRACTEX, разработанный и производимый российской компанией NEWMEN. Это силикатно-керамическая композиция, позволяющая предотвратить контакт «металл — металл» за счет образования в местах контакта слоя металлокерамики — материала с уникальными физико-механическими свойствами. Например, он до пяти раз увеличивает срок службы трибосопряжений, а за счет повышения компрессии в цилиндрах мощность двигателей внутреннего сгорания возрастает на 10 — 15%. Примерно на такую же величину снижается расход топлива. Срок службы масла увеличивается минимум в два раза.

За счет оптимизации процесса сгорания топлива в несколько раз уменьшается количество вредных веществ в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания. Выглаживание сопряжений слоем металлокерамики приводит к угасанию вибрации и шумов. Наряду со всем вышеуказанным почти полностью устраняется износ в процессе «холодного пуска» при соблюдении режима движения (число оборотов двигателя не должно превышать 2000 в мин.), возможна временная работа механизмов (до 1000 км пробега) без смазки. Кроме того, для этого состава характерна высокая устойчивость к электрохимической коррозии.

РВС аналогичного назначения является «Стрибойл», который разработчик (ООО «Научно-технический центр «Конверс-Ресурс», г. Москва) назвал «противоизносным наномодификатором» <3>. В информационных материалах этой фирмы сообщается, что «термодинамические процессы, происходящие в зонах трения в присутствии РВС, способствуют образованию модифицированного слоя в местах наибольшей выработки металла. Таким образом, в процессе взаимодействия РВС с поверхностями трения постепенно стабилизируется и приближается к оптимальной величина зазора между трущимися деталями по всей площади пятен контакта. При использовании состава в зоне трения создается модифицированная поверхность, обладающая высокой износостойкостью и низким (около 0,07) коэффициентом трения».

<3> Патент РФ N 2169208.

Испытания «Стрибойла», проведенные в Москве, других регионах России, а также в Болгарии, Италии, Китае, Турции и Чили, показали, что с использованием сверхмалых количеств этого вещества удастся добиться следующих результатов:

• заменить плановые ремонты планово-предупредительной обработкой с увеличением межремонтного срока в полтора-два раза;
• сократить энергопотребление и расход топлива на 5 — 15%;
• уменьшить токсичность отработавших газов двигателя внутреннего сгорания до 50%;
• заметно снизить вибрацию и шум при работе техники.

Наряду с этим восстанавливается мощность двигателей внутреннего сгорания и облегчается их запуск при низких температурах.

«Стрибойл» прост в применении и, что особенно важно, позволяет проводить обработку узлов трения в штатном режиме эксплуатации, без остановки агрегатов и демонтажа ремонтируемого узла. Следует также отметить, что «Стрибойл» упрочняет поверхность трения, повышает коррозионную стойкость.

ООО «Научно-производственная фирма «Дедал» при Якутском научном центре Сибирского отделения РАН разработало <4> аналоги РВС — фрикционно-регенерирующие составы ФРС-1 и ФРС-2, которые позволяют безразборно и без использования запчастей восстанавливать образовавшиеся износы с одновременным увеличением ресурса в процессе эксплуатации <5>.

<4> Гаркунов Д.Н., Балабанов В.И. Восстановление двигателей внутреннего сгорания без их разборки // Тяжелое машиностроение. 2002. N 2. С. 18 — 23.
<5> Балабанов В.И. Безразборное восстановление трущихся соединений автомобиля. Методы и средства. М., 2002.

Примечание. РВС-технология родилась в России. Но, как и многие другие отечественные изобретения, за рубежом ее используют (закупая у нас препараты) шире, чем на родине. В США экономия от ее использования составляет несколько десятков миллионов долларов в год.

Первый состав предназначен для использования в двигателях внутреннего сгорания. Испытаниями ФРС-1 в двигателях автомашин, судовых дизелях, дизель-генераторах установлено снижение:

• расхода топлива — на 3 — 8%;
• расхода масла на угар — в два-три раза;
• токсичности выхлопа — на 20 — 40%;
• температуры в камере сгорания — на 5 — 15%.

Одновременно установлено увеличение:

• давления сжатия — на 2 — 6 кг/кв. см;
• давления масла — на 0,5 — 1,5 кг/кв. см.

Вскрылись и совсем необычные эффекты. Так, на судовом двигателе на шейке коленвала были обнаружены микротрещины. После использования ФРС-1 через год работы двигателя микротрещины исчезли. На коленвале двигателя другого судна также были обнаружены трещины. Компетентная комиссия определила, что максимальный срок работы данного коленвала два — четыре месяца. Однако после обработки средством ФРС-1 этот коленвал отработал более трех лет.

Второй состав (ФРС-2) предназначен для использования в подшипниках на электродвигателях насосов, вентиляторов. Испытания показали, что он позволяет безразборно ликвидировать зазоры, в три — пять раз увеличивать ресурс электродвигателей, экономить до 10% потребляемой электроэнергии.

Результаты независимых испытаний

ООО «Промремонт» (г. Нижний Новгород) совместно с Нижегородским региональным центром наноиндустрии уже в течение нескольких лет проводятся работы как по изучению эффективности известных РВС, так и по разработке новых. Использование РВС здесь названо РВС-технологией.

Показательным примером возможностей РВС-технологии может служить восстановление на ОАО «Дробмаш» (г. Выкса Нижегородской обл.) работоспособности дорогого горизонтально-расточного станка, закупленного у чешской компании «Шкода». Некоторые трибосопряжения станка были близки к разрушению, а его гидронасос не мог обеспечивать необходимое для нормальной эксплуатации давление масла. После проведения восстановительных работ давление масла увеличилось в шесть раз, а в трибосопряжениях сформировался нормативный зазор. У этого же станка в режиме штатной эксплуатации была восстановлена работа подшипников шпиндельной группы, которые уже находились на грани аварийной остановки.

Обратите внимание! Основные отличия РВС-присадок от традиционных заключаются в следующем:

• низкие затраты относительно получаемого экономического эффекта;
• образование на парах трения не пленочных покрытий, а модифицированных поверхностей самого металла за счет инициирования микрометаллургических процессов, возникающих при трении;
• уникальные свойства образующихся поверхностей по механическим и физико-химическим показателям;
• способность наращивать слой различной толщины, оптимизируя зазоры в парах трения;
• процесс наращивания — саморегулируемый и зависит от количества выделяемой при трении энергии;
• универсальность в отношении различных пар трения и условий их эксплуатации;
• возможность в чрезвычайных ситуациях непродолжительной эксплуатации пар трения без присутствия смазывающих материалов.

На федеральном государственном предприятии «ОКБМ им. Африкантова» (г. Нижний Новгород) по РВС-технологии были обработаны 15 двигателей внутреннего сгорания, после чего в течение двух лет проводился контроль за их работой с учетом величины пробега, условий эксплуатации, качества технического обслуживания.

После окончания эксперимента один из двигателей был разобран и проинспектирован компетентной комиссией, которая отметила следующее:

• величина полного и остаточного вакуума, как и компрессия, соответствует показателям нового двигателя, хотя пробег автомобиля составил 96 тыс. км;
• достигнуто 10%-ное снижение потребления топлива;
• продолжительность времени эксплуатации моторного масла возросла в два раза.

Было также отмечено, что на всех трибосопряжениях двигателя имеется характерный металлокерамический слой.

На ОАО «Воронежсинтезкаучук» РВС-технология была использована для восстановления трибосопряжений в редукторах. В течение уже трех лет проводятся испытания этих механизмов, которыми установлено, что ресурс редукторов увеличен не менее чем в три раза.

На ОАО «Дзержинская ТЭЦ» в качестве объекта эксперимента были выбраны два подшипника скольжения с баббитовой заливкой, эксплуатируемые в одинаковых условиях. Один подшипник был обработан РВС, другой оставлен без обработки. Через девять месяцев эксплуатации подшипники были вскрыты. Их осмотром было установлено, что на обработанном подшипнике следов износа нет, а необработанный износился на 50%, из-за чего была произведена его замена.

Примечание. Во всех случаях были достигнуты следующие результаты: экономия моторного топлива, смазочных масел, снижение загрязнения атмосферы, уровня шума и вибрации, увеличение ресурса механизмов.

Профессор Ю.В. Холодов обнаружил <6>, что еще более эффективной РВС-технология становится в том случае, если масло с присадками перед употреблением подвергнуть ультразвуковой обработке.

<6> Патент N РФ 2201997.

В заключение нужно подчеркнуть, что внедрение РВС-технологии требует изменения парадигмы ремонта. Во-первых, необходимо отказаться от традиционного подхода (изношенную деталь убираем, на ее место устанавливаем новую). Во-вторых, лучше не доводить состояние механизмов до полного износа, а устранять его по мере появления, регулярно вводя в смазочные масла ремонтно-восстановительные составы. Своевременное введение этих составов в должных количествах и по должной технологии позволит полностью исключить капитальный ремонт узла трения из-за износа.

Ю.Н.Зайцев

Директор

ООО «Промремонт»

В.А.Войтович

К. т. н.,

заместитель генерального директора

Нижегородского регионального

центра наноиндустрии

Лада 2109 Злюка ›
Бортжурнал ›
РВС технология. Что это? Результаты эксперимента.

Расскажу как прошли испытания на двигателе моей машины РВС технологии. Что это такое можно найти в Интернете, не буду копировать чужие сайты и загружать для кого-то ненужной и лишней информацией. Всего одна цитата:

«Ремонтно-восстановительный состав (РВС) предназначен для снижения износа и восстановления ресурса двигателя, трансмиссии и гидроусилителя. Попадая в узлы автомобиля вместе с маслом, он задерживается на поверхностях трения и создаёт на них новый твёрдый слой, компенсируя износ материала, восстанавливая и увеличивая компрессию в двигателе до паспортных значений.»

История 09 до начала моего пользования мне неизвестна. Поэтому, что там с ней было…бог ее знает. Но сейчас не об этом. Двигатель (для справки 1.5, 8 кл.) порядком изношен, стар я бы сказал. Да, заводтся и зимой и летом с половины оборота, но на ходу тяги не хватает (или просто 70 пони так и должны бегать?) Поэтому, когда РВС попали в мои руки совершенно безвозмездно, я не побоялся испытать эту химию- хуже явно не будет.

Итак. Делаем первоначальный замер компрессии. В порядковом соответствии нумерации цилиндров компрессия составила 9 7,5 7,5 8. Маловато конечно, но уж что имеем…извините.

Процедура обработки проста: прогреваем двигатель до рабочей температуры. В незаведенный двигатель заливаем РВС, тщательно размешав его заранее. Заводим движок, и работаем на холостом ходу где-то минут 30, делая каждые 5 минут короткие перегазовки.

Катаемся полтыщи км. в обычном режиме, как и всегда. После этого надо было бы сделать замер компрессии, и посмотреть промежуточный результат. Но видимо звезды не сошлись в один ряд, и я не стал этого делать. Обработал второй раз, по прежней технологии. После второй обработки проехал еще 1000 км. Тут надо делать финальную 3 обработку, но в силу крайне неудачно сложившихся обстоятельств никак не связанных со мной, этого не удалось совершить. А поэтому…

…делаем контрольный замер. Ну я в предвкушении нового движка, выкручиваю свечи, и…

…11,5- замер первого горшка. ОГО! Результат. А дальше разочарование. 11,5 8 6,5 10. Во второй и третий цилиндры залили масла и замерили компрессию еще раз. То же самое. Вот мне информация к размышлению о предстоящем ремонте движителя и капиталовложении.

Но мы хотели же сделать вывод по РВС. В принципе, учитывая недоделанную обработку и состояние моего двигателя, можно сказать, что штука эта работает. Компрессия в рабочих цилиндрах выросла на два очка, а с мертвыми она ничего не изменила. Иных изменений в работе двигателя я не наблюдаю. Обещали, что эффект продлится 50 000 км. и не смоется при первой замене масла…но что-то верится с трудом в подобное.

Так что испытывать вам ее или нет решать только вам. Всем добра и драйва.