Воздействие ультрафиолета и озона на компенсаторы и раздаточные рукава на авиационных топливозаправщиках и способы защиты

РАЗДЕЛ 1

Не всем известно, что окружающая среда вредно воздействует на резино-технические изделия и сокращает их срок службы. В этой статье мы расскажем о факторах, влияющих на срок службы изделия из различных видов резины и способы защиты от них.

1. Ультрафиолет

Ультрафиолетовое излучение (часть спектра солнечного света) разрывает молекулярные связи в резине. Это приводит к изменению физических и химических свойств материала.

Механизм воздействия: энергия фотонов света разрывает самые слабые связи в полимерной цепи, создавая активные свободные радикалы, которые с высокой скоростью вступают в реакцию с кислородом.

 

Последствия:

• резина теряет цвет, становится тусклой, шероховатой и начинает шелушиться;
• поверхностный слой теряет пластификаторы и становится пористым, открывая дорогу окислителям вглубь материала;
• появляются мелкие поверхностные трещины;
• резина становится хрупкой.

Меры защиты:

• использование УФ-стабилизаторов — специальных добавок, которые поглощают или нейтрализуют воздействие УФ-излучения;
• нанесение защитных покрытий;
• выбор материалов со стойкостью к УФ-излучению, например Хлоропреновый каучук (CR, полихлоропрен).

Например, в автомобильной промышленности используют УФ-стабилизированные резины для продления срока службы шин.

2.Озон

Озон (O3) в атмосфере реагирует с двойными связями в молекулах каучука, из которого изготовлена резина. Это приводит к разрыву молекулярных цепей, что вызывает ухудшение физических свойств резины.

Особенности воздействия:

• Озон особенно активно реагирует с напряжёнными молекулами каучука, поэтому озоновое старение особенно заметно на изделиях, которые подвергаются воздействию напряжения (растяжения или изгиба).
• Даже при концентрациях 0,01–0,02 ppm (типичных для атмосферного воздуха) озон вызывает образование характерных трещин на поверхности резины, перпендикулярных направлению деформации.

 

Последствия:

• потеря эластичности и хрупкость резины;
• снижение герметичности резиновых уплотнений и прокладок, что может привести к утечкам.

Меры защиты:

• использование антиозонантов — специальных добавок, которые предотвращают реакцию озона с каучуком;
• применение защитных покрытий — для предотвращения контакта озона с поверхностью резиновых изделий;
• выбор типа каучука, устойчивого к озонному старению.

Например, резиновые изделия, используемые в отраслях промышленности, где они подвергаются высоким механическим нагрузкам и воздействию озона, более склонны к озонному старению.

РАЗДЕЛ 2

С целью обеспечения десятилетнего срока службы рукавов и компенсаторов Elaflex, а также рукавов Aerokler производители наносят на свои изделия наружный слой из хлоропренового каучука CR.

Хлоропреновый каучук (CR, полихлоропрен) — разновидность синтетического каучука, полимер хлоропрена. Материал характеризуется сочетанием умеренной стойкости к нефтепродуктам, превосходной стойкости к атмосферным воздействиям, озону, огнестойкости и хороших механических свойств.

Химические свойства

• Устойчивость к атмосферным воздействиям: каучук способен противостоять воздействию ультрафиолетового излучения, озона и изменению климата.
• Маслостойкость: материал устойчив к различным видам топлива на нефтяной основе, смазочным маслам и гидравлическим маслам.
• Химическая стойкость: каучук способен противостоять воздействию различных химикатов, включая кислоты, щелочи, растворители.
• Озоностойкость: материал может использоваться в течение длительного времени в озоновой среде без растрескивания и старения.
• Огнестойкость: каучук обладает определённой огнестойкостью, может сохранять хорошую устойчивость и безопасность при пожаре.
• Самоприклеивание: хлоропреновый каучук обладает хорошей самоадгезией, может быть надёжно соединён с другими материалами.

Срок службы

Изделия с покрытием хлоропреновым каучуком могут иметь длительный срок службы благодаря устойчивости материала к внешним воздействиям.

Например:

• Приводные ремни из CR не растрескиваются под воздействием атмосферных факторов, сохраняют работоспособность в течение длительного времени. Типичные применения — приводы наружного оборудования, сельскохозяйственной техники, вентиляционных систем.
• Конвейерные ленты с обкладками из CR демонстрируют сбалансированное сочетание стойкости к истиранию, маслам, атмосферным воздействиям. Изделия применяются для транспортировки различных грузов в условиях возможного контакта с нефтепродуктами, на открытых площадках, в помещениях с агрессивной атмосферой.
• Резиновые шнуры из CR сохраняют эластичность при температурных колебаниях, не разрушаются под воздействием озона и ультрафиолета. Применяются для уплотнения деформационных швов в строительных конструкциях, изготовления атмосферостойких прокладок, заполнения технологических зазоров.

Однако на срок службы изделий из хлоропренового каучука влияют и другие факторы, например, форма, размер, состав и толщина изделия. Изделия большей толщины обычно подвергаются меньшему изменению при старении, чем более тонкие.

В нашей огромной стране есть регионы с высокой солнечной активностью более 2000 часов/год, умеренной солнечной активностью 1700-2000 часов/год и  низкой солнечной активностью менее 1700 часов/год.

В регионах с высокой и умеренной солнечной активностью компенсаторы должны быть защищены дополнительной защитой, например тканевыми чехлами или кожухами, изготовленных из плотного материала.

РАЗДЕЛ 3

Уход за компенсаторами

Рекомендуется постоянно проводить визуальный  осмотр  компенсаторов.  Направляющие элементы компенсатора, предназначенные для перемещений,  должны  быть проверены на отсутствие защемлений. Должны  быть зафиксированы любые не предвиденные  искривления и смещения, которые должны быть внимательно рассмотрены и оценены компетентными проектными органами. Компенсатор должен быть защищен от действия прямых солнечных лучей, не подвергаться высокому давлению, перекручиванию и загрязнению. Все сорта резины подлежат естественному старению, при этом снижается эластичность и повышается твердость по Шору. В обычных условиях можно исходить от того, что твердость по Шору в среднем увеличивается на 1° Shore A в год. При повышенных температурах это значение может увеличиваться быстрее. Рекомендуется регулярно контролировать твердость по Шору и проводить замену компенсатора приблизительно при показании 80° А по Шору. Из расчета твердости по Шору прибл. 60° А  получают срок службы от 15 до 20 лет. Износ и внешние воздействия, такие как  ультрафиолетовое излучение и озонная нагрузка, при этом также играют свою отрицательную роль.    Резинокордный компенсатор в течение всего гарантийного срока службы не нуждается в обслуживании.

Хранение резинокордных компенсаторов

Хранение компенсаторов на открытых площадках не допускается. Резинокордные компенсаторы необходимо хранить в хорошо вентилируемом помещении при температуре от 10 до 35°С. В помещении, где хранятся резинокордные компенсаторы, не могут быть установлены генераторы озона и источники флуоресцентного освещения. Не допускается хранение резинокордных компенсаторов вместе с жидкими химическими растворителями и бензином. Резинокордные компенсаторы должны храниться на прямой плоскости. Не допускается воздействие на компенсатор прямых солнечных лучей и сквозняков. Защиту от повреждений резинокордных компенсаторов при транспортировании обеспечивает предприятие-изготовитель, при транспортировании потребителем обеспечивает предприятие-потребитель. При погрузке и разгрузке, а также во время монтажа резинокордные компенсаторы не должны подвергаться деформации.  Резинокордные компенсаторы не могут размещаться и складироваться друг на друге.