Роль ацетилену у промисловості неможливо переоцінити. Він застосовується в багатьох технологічних операціях газополум’яної обробки. Але, крім звичних: зварювання, різання, нагріву, ацетилен бере участь у процесі напилення покриттів – це перспективна технологія, що знижує витрати на ремонт і збільшує довговічність роботи деталей, отже, і всього механізму.
Історія питання
Вивчення процесу напилення триває вже понад сто років. Вперше покриття газотермічним способом застосував німець Ульріх Шооп ще 1905 року. Його досліди з розпорошенням свинцю на різні матеріали дали поштовх до розвитку нової технології, яку згодом назвали на його честь шоопуванням. У 1912 році Шооп створив апарат, в якому матеріал подавався у вигляді дроту, а середовищем, яке переносило розплавлені частки, служив пар. Сучасні установки використовують із цього гази.
Невивченість методу у поєднанні з випадками вибухів та займання (кисень перетікав в ацетиленові шланги) на довгих тридцять років відклали активне впровадження процесу у промислових масштабах. Винахід інжекторних апаратів у зварювальному виробництві, а потім і в установках напилення виключило вибухи і дозволило на повну потужність використовувати можливості методу. З 50-х років. XX століття металізація отримала стрімкий розвиток у багатьох країнах: Німеччина, Франція, США, СРСР, Великобританія вели розробки та проектували нові, удосконалені установки для напилення в струмені ацетилену з киснем. З’явилися методи не тільки газотермічного, а й іншого нагріву матеріалу, що підводиться, але вони не отримали такого поширення. Ацетилен, як і раніше, є основною складовою процесу.
Як зараз застосовують напилення за допомогою ацетилену та переваги цього методу
Спочатку можливість напилення мала експериментальний характер, але, в міру вивчення процесу, сфера застосування стала значною:
• антикорозійне покриття – цинк, мідь, бронза, латунь, алюміній;
• нанесення зміцнюючого шару – жаростійкого, зносостійкого, антифрикційного;
• виправлення місцевих дефектів лиття – заповнення порожнин після зачистки;
• відновлення поверхневої геометрії – за аналогією з наплавленням, але без значного термічного впливу і, як наслідок, короблення деталі;
• декоративні та захисні покриття – малюнки, що екранують склади.
Установки компактні та складаються з пальника, інжектора, газових балонів з киснем та ацетиленом, подачу повітря здійснює компресор. Конструкція така, що процес легко механізувати чи повністю автоматизувати.
Особливості методу
Процес технологічно простий і є: нагрівання присадочного матеріалу до розплавлення або пластичного стану за допомогою ацетилено-кисневого полум’я; перенесення отриманих фракцій на оброблювану поверхню. Від зіткнення з основою частинки розтікаються, утворюючи монолітний шар. Підкладка, на яку наноситься покриття, може бути холодною або підігрітою до температури 95 °C, це дозволяє отримати більш гладку поверхню та краще зчеплення.
Керуючи подачею суміші ацетилену та кисню можна змінювати режими обробки – збільшувати або зменшувати швидкість процесу, товщину покриття, ступінь зчеплення із основою. Існують сучасні технології та установки, в яких газовий струмінь виконує функцію не тільки нагріву, а й транспортування розплавленої маси до поверхні, що обробляється. У таких випадках чистота газів (ацетилену та кисню) особливо важлива.
Переваги газотермічного способу напилення
Застосування ацетилену як пального газу обумовлено тим, що така суміш має найвищу температуру горіння – до 3100 °C, а, значить, за допомогою однієї установки, регулюючи лише технологічні режими, виконується безліч процесів. Переваги методу:
• можна наносити різні покриття – металеві, полімерні, металокерамічні, керамічні, а також змішані чи багатошарові;
• такій обробці піддаються будь-які поверхні – метал, кераміка, пластмаса, тканина;
• площа покриття не має значення – від кількох міліметрів до великих площ;
• на відміну від гальванічного способу, можна покривати строго спрямовані ділянки без занурення всієї деталі у ванну, тому габарити, форма можуть бути будь-які – навіть мости, судна, крани, танки;
• відновлення високоточних поверхонь, які не можна піддавати нагріванню (як при наплавленні) та деформації;
• товщина напилення варіюється від кількох мікрон до кількох міліметрів;
• мобільність установки – балони, компресор та пальник компактні, мають невелику вагу.
Універсальність газополум’яного напилення за допомогою ацетилену в тому, що матеріал може подаватися у вигляді дроту, прутка або порошку. І саме цей метод дозволяє наносити тугоплавкі покриття з молібдену, титану, кераміки.
Цікаві факти
Крім ацетилено-кисневого полум’я, існують інші способи нагрівання:
• плазмовий – високі витрати енергії, що застосовуються тільки для керамічних покриттів;
• електродуговий – енергетично вигідний, але використовується лише для металевих покриттів;
• детонаційне горіння – невисока продуктивність, але для малих площ цілком застосовується;
• оплавленням – забезпечується висока адгезія покриття, але обмежене застосування через жолоблення деталі.
Всі ці способи мають свої переваги, але їх коло використання незрівнянно менше, ніж газотермічне напилення за допомогою ацетилену ацетилену .
Металеві покриття наносять методом газополум’яного напилення полум’я ацетилену при декоруванні обпаленої глини, фарфору.
Напилення з допомогою ацетилену застосовується у промисловості. В архітектурі активно використовується заміна лиття із кольорових металів на більш дешевий матеріал-основу з подальшим покриттям. У такий спосіб виготовляються зовнішні та внутрішні декоративні елементи будівель. Наприклад, у Московському метро ажурні грати, барельєфи, орнаменти виготовлені з чавуну, гіпсу, сталі та вкриті бронзовим, мідним, цинковим напиленням.
Як багато геніальних відкриття, ідея методу напилення з’явилася завдяки нагоді. Ульріх Шооп, спостерігаючи за стріляниною з мисливської рушниці, звернув увагу на свинцеву кулю, що впечаталася в кам’яну стіну, а якщо дві кулі потрапляли в одне місце, або поряд, то вони «склеювалися» між собою. Проводячи багаторазові досліди, він дійшов висновку, що розплавлені частки з’єднуються краще.
Компанія DP Air Gas є лідером на українському ринку постачальників газів. Пропонує ацетилен розчинений чистотою 99,1% згідно з ГОСТ 5457-75. В асортименті технічні та медичні гази різного ступеня очищення. До послуг, що надаються: очищення та випробування балонів. Для ацетиленових – додаткова перевірка пористої маси та, за необхідності, дозаправка ацетоном. Повний перелік продукції тут.
