Эффективность применения эпоксидного компаунда без порошкового наполнителя для ремонта кавитационных повреждений гребных винтов

  • Ю.Н. Цветков Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, Санкт-Петербург, Россия https://orcid.org/0000-0002-2089-1299
  • Я.О. Фиактистов Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, Санкт-Петербург, Россия https://orcid.org/0000-0002-1800-5569
  • Р.Н. Ларин Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, Санкт-Петербург, Россия https://orcid.org/0000-0002-5823-0154

Аннотация

Эпоксидные составы находят всё более широкое применение для ремонта гребных винтов, изношенных при кавитации. Подавляющее большинство эпоксидных ремонтных составов содержит в качестве наполнителей металлические порошки. Однако целесообразность использования порошковых наполнителей в эпоксидных составах для заделки очагов кавитационного износа на лопастях фирмами-изготовителями этих составов не обосновывается. А вопрос влияния металлических порошковых наполнителей на кавитационную износостойкость эпоксидного состава остаётся открытым. Испытания на ультразвуковом магнитострикционном вибраторе позволили сделать вывод, что эпоксидные ремонтные составы, содержащие металлический порошковый наполнитель —  Devcon Bronze Putty и Devcon Titanium Putty, а также компаунд К-153 с добавками бронзового порошка —  изнашиваются без инкубационного периода, т. е. потери массы образцов начинаются с первых минут кавитационного воздействия. При этом границы между металлическими частицами и эпоксидной матрицей служат очагами кавитационного разрушения, а процесс изнашивания протекает главным образом путём удаления металлических частиц из эпоксидной матрицы и последующего разрушения краёв образовавшихся пустот. Испытания эпоксидного компаунда К-153 без добавки бронзового порошка показали, что отказ от порошковых  наполнителей приводит к изменению кинетики кавитационного изнашивания эпоксидного компаунда: на кинетической кривой изнашивания появляется инкубационный период, в течение которого отделение частиц износа с поверхности полимера практически отсутствует, а значит и качество поверхности почти не снижается. Применение для заделки очагов кавитационного износа на лопастях гребных винтов водоизмещающих судов эпоксидных ремонтных составов, не содержащих порошковых наполнителей, может привести к заметной экономии топлива. Это объясняется тем, что в течение инкубационного периода качество поверхности ремонтного состава почти не снижается, а значит, не снижается КПД движителя. Экономия может составить от 80 до 250 руб. на 1 кВт мощности судового дизеля за один междоковый период.

Ключевые слова: гребной винт, лопасть, кавитационный износ, КПД, эпоксидный ремонтный состав, бронзовый порошковый наполнитель, инкубационный период изнашивания, судовой дизель, расход топлива

Литература

Георгиевская, Е. П. Кавитационная эрозия гребных винтов и методы борьбы с ней / Е. П. Георгиевская — Л.: Судостроение, 1978. — 208 с.

Цветков, Ю. Н. Кавитационное изнашивание металлов и оборудования / Ю. Н. Цвет-ков — СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003. — 155 с.

Awaja, F. Adhesion of polymers / F. Awaja, M. Gilbert, G. Kelly, B. Fox, P. Pigram // Pro-gress in Polymer Science. — 2009. — 34(9). — P. 948–968. https://doi:10.1016/j.progpolymsci.2009.04.007.

Schmidt, R. Epoxy adhesion to metals / R. Schmidt, J. Bell // Advances in Polymer Sci-ence. — 1986. — P. 33–71. https://doi: 10.1007/BFb0017914.

Чурсова, Л. В. Эпоксидные смолы, отвердители. Модификаторы и связующие на их основе / Л. В. Чурсова, Н. Н. Панина, Т. А. Гребенева, И. Ю. Кутергина. — СПб.: ЦОП «Профессия». — 2020. — 576 с.

Фиактистов, Я. О. Кавитационная износостойкость полимерных составов с металли-ческим наполнителем / Я. О. Фиактистов, Ю. Н. Цветков // 65-я Международная научная конференция Астраханского государственного технического университета, Астрахань, 26–30 апреля 2021 г., С.857–862 [Электронный ресурс]: материалы / Астрахан. гос. техн. ун-т. — Астрахань: Изд-во АГТУ, 2021. Режим доступа: http://astu.org/Content/Page/5833.

Салтыков, С. А. Стереометрическая металлография / С. А. Салтыков. — М.: Метал-лургия, 1976. — 271 с.

Deng, W. Influence of epoxy resin on the microstructure and cavitation erosion of as-sprayed 8YSZ coating / W. Deng, X. Zhao, E. Hao, J. Han, Y. An, H. Zhou, J. Chen // Ce-ramics International. — 2019. — Vol. 45. — Issue 5. — P. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.12.034.

Цветков, Ю. Н. Определение продолжительности инкубационного периода полимеров при кавитационном изнашивании методом профилометрии / Ю. Н. Цветков, Я. О. Фиактистов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. — 2023. — Т.89. — №5. — С. 64–70. https://doi: https://doi.org/10.26896/1028-6861-2023-89-5-64-70.

Кацман, Ф. М. Эксплуатация пропульсивного комплекса морского судна / Ф. М. Кац-ман — М.: Транспорт, 1987. — 223 с.

Пустошный, А. В. Влияние шероховатости поверхности гребного винта на его про-пульсивные характеристики / А. В. Пустошный, А. В. Сверчков, С. П. Шевцов // Тру-ды Крыловского государственного научного центра. — 2019. — Т. 4. — № 390. — С. 11–26. https://doi: 10.24937/2542-2324-2019-4-390-11-26.

Цветков, Ю. Н. Анализ геометрии вмятин на поверхности лопастей гребных винтов при кавитационном изнашивании / Ю. Н. Цветков, Е. О. Горбаченко, Я. О. Фиакти-стов // Трение и износ. — 2021. — Т. 42. — № 1. — С. 33—41. https://doi: 10.32864/0202-4977-2021-42-1-33-41.

Brunton, J. H. Cavitation phenomena / J. H. Brunton // Proceedings of the Third Internation-al Conference on Rain Erosion and Associated Phenomena, Elvetham Hall, 11–13 August, Royal Aircraft Establishment (Great Britain). — 1970. — Vol. 2. — P. 433–450.

Данные авторов

Юрий Николаевич Цветков , Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, Санкт-Петербург, Россия

доктор технических наук, профессор; заведующий кафедрой технологии судоремонта, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова» (ГУМРФ имени адмирала С .О.Макарова), 198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, д. 5/7; кафедра ТС;  ГУМРФ; e-mail: yuritsvet@mail.ru 

Ярослав Олегович Фиактистов , Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, Санкт-Петербург, Россия

 старший преподаватель кафедры технологии судоремонта, Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова,  198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, д. 5/7; кафедра ТС; ГУМРФ; e-mail: yaroslav3373@mail.com

Роман Николаевич Ларин , Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, Санкт-Петербург, Россия

к.т.н., доцент кафедры технологии судоремонта, Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова, 198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, д. 5/7; e-mail: npo.albatros@gmail.com

Опубликован
19-12-2024
Как цитировать
Цветков, Ю. Н., Фиактистов, Я. О., & Ларин, Р. Н. (2024). Эффективность применения эпоксидного компаунда без порошкового наполнителя для ремонта кавитационных повреждений гребных винтов. Научные проблемы водного транспорта, (81), 56-69. https://doi.org/10.37890/jwt.vi81.532
Раздел
Судостроение, судоремонт и экологическая безопасность судна