О Т Ч Е Т 
по результатах проведенных работ по внедрению
триботехнических составов "НИОД" 
 для  восстановления и упрочнения рабочих поверхностей трения узлов и механизмов .

1. Предисловие.

       
     В соответствии с протоколом намерений № 8-ПН-98 от 15 октября 1998 г. между Ильичевским судоремонтным заводом и 000 "РЭД" о проведении работ по применению триботехнических составов "НИОД" для частичного восстановления и упрочнения поверхностей трения принято решение об обработке цилиндро-поршневых групп двух единиц автотракторной техники и одного ходового двигателя крана СПК №91.


2. Объекты и цели производства работ.

       
Объектом обработки, на первом этапе, являются цилиндро-поршневые группы:

           
2.1 Трактор Т-40.
       Трактор Т-40: инвентарный номер 41746 числится за цехом механизации (цех №15) Техническое состояние трактора удовлетворительное. Год выпуска 1978. Двигатель Д-37М, заводской номер 2246683, год выпуска 1978. В эксплуатации с 1978 года.
       Сведения о ремонтах: капитальный ремонт двигателя не производился, замена колец в 1988 году.
       Трактор Т-40 относится к универсальным колесным тракторам класса 09 (тяговое усилие на крюке 9кН). Основное назначение - транспортные работы.
      
Характеристики двигателя Д-37М.
             - Двигатель дизельный, четырехтактный, четырехцилиндровый с воздушным охлаждением.
             - Мощность: номинальная 35 квт; эксплуатационная 31,4 квт.
             - Частота вращения коленчатого вала при номинальной нагрузке 1800 об/мин.
             - Максимальный крутящий момент 211,5 Нм.
             - Количество цилиндров 4.
             - Диаметр цилиндра 105 мм.
             - Ход поршня 120 мм.
   Степень сжатия 16,5.
   Рабочий объем двигателя 4150см3.
   Рабочее давление сжатия (компрессия) 22 ±2 кгс/см2.
   Поверхность обработки (суммарная) 1588 см2.

           
2.2.Автобус "Икарус - 280.
       Автобус "Икарус-280" государственный номер 05216 0В, год выпуска -1986. Городской автобус особо большого класса (сочлененный), четырехдверный выпускается заводом "Икарус" Венгрия с 1973 года. Кузов автобуса несущий, планировка сидений трехрядная, двигатель расположен горизонтально под полом. Автобус числится за транспортным цехом (цех №3) с августа 1996г. Основное назначение -перевозка людей. Техническое состояние - удовлетворительное. 
Сведений о капитальных и текущих ремонтах нет.
   Двигатель RABA MAN D2156 HM6U дизельный, четырехтактный, 6-тицилиндровый, рядный, горизонтальный, заводской номер 100286946.
    
 Характеристика двигателя.
             - Максимальная мощность 162,3 квт (220 л.с.).
             - Частота оборотов коленчатого вала при максимальной нагрузке 2200 об/мин.
             - Максимальный крутящий момент 765 Нм.
             - Количество цилиндров 6.
             - Диаметр цилиндра 123 мм.
             - Ход поршня 150 мм.
             - Степень сжатия 17.
             - Рабочий объем двигателя 10694см3.
             - Рабочее давление сжатия (компрессия) 24 ±2 кгс/см2.

             - Поверхность обработки (суммарная) 3476 см2.

           
2.3. Кран плавучий СПК-91 (Q=100 тн).
       Кран плавучий СПК-91 грузоподъемностью 100 тонн построен в 1968 году на Венгерском судо и краностроительном заводе г. Будапешт, инвентарный номер 91, в эксплуатации с 1969 года. Основное назначение - подъем и перемещение грузов.
Двигатель 6NVD - 24 изготовлен фирмой "BUKAU-VOLF" г. Мюнхен в 1979 году, заводской номер 5313933, дизельный, четырехтактный, 6-тицилиндровый с вертикальным расположением цилиндров. Двигатель используется на кране СПК-91 в качестве левого ходового двигателя.
      Сведения о ремонтах:
капитальный ремонт двигателя не производился, замена компрессионных и маслосъемных колец в 1995 году.
      
Характеристика двигателя.
             - Эффективная мощность 110 квт (150 э.л.с.).
             - Частота вращения коленчатого вала при максимальной нагрузке 750 об/мин.
             - Число цилиндров 6.
             - Диаметр цилиндров 175 мм.
             - Ход поршней 240 мм.
             - Степень сжатия 14,85.
             - Рабочий объем двигателя 36960 смЗ.
             - Рабочее давление сжатия (компрессия) 32 - 36 кгс/см2.
             - Площадь обработки (суммарная) 8308 см2.

           
2.4. Цели и порядок проведения работ.
       Обработка триботехническим составом "НИОД" проведена с целью получения защитного металлокерамического покрытия цилиндропоршневых групп, удаления шлаковых отложений, повышения степени сжатия в цилиндрах и получения заключения по результатам обработки о целесообразности применения ТС НИОД при ремонтно-восстановительных работах плавсредств и докового оборудования.
      
Обработка должна производиться по следующей технологической схеме:
  
1. Прогрев двигателей до рабочей температуры;
  
2. Снятие форсунок и измерение компрессии в каждом цилиндре (для двигателя 6NVD-24 степени сжатия);
  
3. Обработка цилиндропоршневых групп триботехническими составами "НИОД" в соответствии с результатами замеров и рекомендаций;
  
4. Установка форсунок.
  
5. Обкатка двигателя на холостых оборотах в течении 15-20 мин (процесс пассивации поверхностных слоев цилиндра и колец);
  
6. Обкатка двигателей в течении 40 моточасов с периодическим контролем за формированием металлокерамического покрытия. 

3.Ход и результаты работ.

           
               3.1. Трактор Т-40 (двигатель Д-37М).

     Визуальный контроль показал: незначительное содержание дыма в выхлопных газах, подтекание масла в плоскости разъема крышки и головки блока цилиндров. Замеры рабочего давления сжатия производились через форсуночные отверстия с помощью компрессометра для дизельных автомобилей и переходной форсуночной втулки с внутренним диаметром 3 мм, измерительная головка МТ-6 для диапазона измерений 0-60 кгс/см2 с ценой деления 1 кгс/см2. Замеры производились мотористом цеха №15 в присутствии мастера, тракториста и представителей 000 "РЭД". Результаты замеров приведены в
табл. 1.
                   
Таблица № 1.

Дата 
замеров.

Время 
 работы. (час)

Компрессия в цилиндрах Кг/см2

1.

2

3

4

15.10.98г.

0

19

19

23

17

20.10.98г

18

22

22

23

22

27.10.98г.

40

23

23

23

22

     Из анализа результатов замеров можно сделать вывод: только в третьем цилиндре компрессия соответствует техническим параметрам двигателя. Причина - низкое качество используемого топлива, вызвавшее шлакование колец.
     15.10.98г. произведена обработка цилиндропоршневой группы двигателя по технологической схеме, согласно рекомендаций фирмы - изготовителя составов, дозированным количеством триботехнического состава "НИОД". Трактор после обработки выполнял запланированные объемы работ, работая в обычном эксплуатационном режиме. Время затраченное на обработку 2часа 10мин, включая подготовительные операции.
     20.10.98г. в присутствии тракториста и представителей 000 "РЭД" произведены контрольные замеры по аналогичной схеме мотористом цеха №15 с использованием одних и тех же измерительных инструментов. Трактор отработал 18 часов. Результаты
замеров приведены в
табл. 1. Время на подготовку и производство контрольных замеров составило 1час 15 мин.
Визуальный контроль показал снижение дыма в выхлопных газах. Из анализа инструментальных замеров видно, что произошло уплотнение цилиндропоршневой группы за счет сформировавшегося металлокерамического покрытия и очистка цилиндров от шлаков.      Компрессия во всех цилиндрах находится в пределах технических параметров.
     Всего затрачено времени на подготовку, обработку и контрольные измерения З часа 25мин.
     Производятся дальнейшие наблюдения за работой двигателя.
     Очередные контрольные замеры будут произведены после 200 и 500 моточасов наработки.

           
3.2. Автобус "Икарус-280" (двигатель RABA MAN D2156 HM6U).
     Визуальный контроль показал: повышенная дымность двигателя и высокий расход масла связанны со значительным износом топливной аппаратуры ( ТНВД BOSCH 6А 95D 420LS 2328) и цилиндро-поршневых групп.
     В связи с отсутствием специальной оснастки и приспособлений для измерения компрессии (отечественные инструменты конструктивно непригодны и требуют значительной переделки) инструментальные замеры не проводились, что значительно
усложнило проведение работ и получение достоверных данных об изменениях в работе двигателя.
     16.10.98г. произведена обработка двигателя по технологической схеме, согласно рекомендаций фирмы - изготовителя ТС "НИОД", при этом дозировка рабочего состава произведена ориентировочно из-за отсутствия замеров компрессии в цилиндрах.
     20.10.98г. произведен визуальный контроль работы двигателя. Дымность снизилась незначительно. Замеры компрессии с целью получения данных для корректировки компрессии по цилиндрам перенесены на более поздний срок (до приобретения или изготовления необходимой оснастки и инструмента 000 "РЭД"). Об эффективности использования ТС "НИОД" по обработке дизельных двигателей RABA MAN на данном этапе пока говорить рано.
     Время затраченное на подготовку и обработку двигателя 3.5 часа. Автобус эксплуатируется без ограничений, проводятся наблюдения за работой двигателя.

           
3.3. Кран плавучий СПК-91 (двигатель 6NVD - 24).
     Визуальный контроль: заводится двигатель с трудом, работа двигателя неустойчивая, повышенная дымность двигателя вызванная значительным износом деталей цилиндро-поршневой группы и топливной аппаратуры в результате длительной эксплуатации и низким качеством топлива.
     Инструментальные замеры произведены с помощью специальной оснастки максиметра, входящего в комплект ЗИП двигателя.
Данные замеров занесены в табл. 2.
          
Таблица №2.

Дата 
замеров.

Время 
  работы. (час)

Компрессия в цилиндрах Кг/см2

1

2

3

4

5

6

14.10.98г.

0

32

26

30

32

23

20

15.10.98г.

1,4

32

30

31

32

28

23

16.10.98г.

5,5

32

31

32

32

30

24

25.10.98г.

13,5

32

32

32

32

31

26

10.11.98г.

20,00

31

32

32

32

31

26

08.09.99г.

962,00

32

32

32

32

32

31

     Анализ замеров проведенных 14.10.98г. дает возможность сделать заключение о том, что 2, 5 и 6 цилиндры не работают, так как давление сжатия в цилиндрах значительно ниже указанных в технических параметрах. Двигатель нуждается в капитальном ремонте.
     14.10.98г. двигатель обработан композиционным составом ТС "НИОД" для незначительного наращивания металлокерамического покрытия, по технологической схеме, согласно рекомендаций завода изготовителя составов и фактической компрессии в цилиндрах.
           
Дозировка рабочего состава составила:

№ цилиндра.

1

2

3

4

5

6

№ Дозировка 100см2 .

10,0

28,0

12,0

10,0

20,0

26,0

№ Коррекция 100см2.

9,0

---

---

---

---

---

     Уже по истечении 40 мин/ после запуска работа двигателя стала значительно устойчивей, что подтвердили инструментальные замеры произведенные после 1,4 часа работы.
     Время затраченное на обработку 2час 40мин.
     16.10.98r продолжили наблюдение за работой двигателя. Двигатель запустился легко, дымность значительно снизилась, повышенная дымность при резком увеличении подачи топлива свидетельствует о необходимости регулировки топливной аппаратуры, работа двигателя удовлетворительная. Инструментальные замеры показывают, что в пяти цилиндрах происходит воспламенение горючей смеси. Пристальное внимание необходимо уделить состоянию шестой цилиндропоршневой группы, практика обработки автомобильных и тракторных дизельных двигателей показывает, что низкие результаты по восстановлению шестой цилиндропоршневой группы обусловлены тремя причинами:
           1 - значительные дефекты на поверхностях трения (сколы, задиры), 
           2 - наличие большого количества грубых продуктов горения, приведших к сильному шлакованию колец,
           3 - разрегулировалась работа клапанов.
     Время затраченное на контрольные измерения 1 час 40мин.
     25.10.98г. произведен очередной контроль состояния цилиндропоршневых групп. Двигатель заводится легко, работа двигателя удовлетворительная, состояние шестой цилинро-поршневой группы незначительно улучшилось, но требует дополнительного контроля (вскрытия цилиндра для уточнения характера неисправностей и проведения необходимых мер по их устранению).
Время затраченное на контрольные измерения 1 час 40мин.
     Двигатель находится в эксплуатации без ограничений за ним ведется наблюдение и периодический контроль.
     10 ноября 1998 года произведено вскрытие первого и шестого цилиндров двигателя 6 NVD -24 на предмет наличия дефектов поверхности шестого цилиндра и проведения контрольных замеров.

          
Визуальный контроль показал:
    
1. Поверхность цилиндров имеет зеркальную поверхность с шероховатостью не ниже Ra 0,08, без царапин, задиров и других дефектов
    
2. На поверхности цилиндров просматриваются незначительные царапины заполненные прозрачным керамическим абсолютно гладким слоем.
          
Инструментальные замеры показали :
    
1. Полное восстановление геометрии шестого цилиндра, практически до заводского размера
    
2. Выработку до 0,18 мм. в продольном сечении первого цилиндра и до 0,08 -в поперечном.
          
Принято решение:
    
1. Произвести обработку первого цилиндра рабочим составом ТС "НИОД" с целью наращивания металлокерамического покрытия и доведения геометрии цилиндра до заводского размера.
    
2. Для выяснения причины низкой степени сжатия в шестом цилиндре произвести контроль регулировки и плотностности прилегания клапанов.
   
  3. Проводить дальнейшие наблюдения за работой и периодически контролировать состояние цилиндропоршневых групп двигателя до полного окончания обкатки (20 моточас). Замеры проведенные 08.09.99 года показали полное восстановление геометрии 1-го цилиндра.

          
Замечания по проведению работ:
     Основные замечаниям по проведению работ: неподготовленность и слабая инструментальная база для выполнения работ;
агрегаты для эксперимента выбирались случайным образом, в основном требующие капитального ремонта, со значительным износом для восстановления которых необходимо длительное время и последующая корректировка с целью доводки до заводских параметров.
     При обработке триботехническим составом "НИОД" двигателя 6NVD-24 цилиндры не были очищены от остатков топлива, что привело к разжижению носителя ТС "НИОД" и, как следствие, значительному уносу рабочего вещества с выхлопными газами.
     Для проведения дальнейших работ по внедрению технологий с использованием направленной ионной диффузии необходимо производить тщательную подготовку оборудования и изготовить необходимые приспособления и инструменты.

4. Заключение.

        
      Рассмотренные результаты по применению триботехнических составов "НИОД" при обработке цилиндропоршневых групп автотракторной техники и двигателя крана СПК-91 дают возможность сделать следующее заключение:

   
1. Применение триботехнических составов "НИОД" требует более широкого внедрения для увеличения надежности работы узлов и агрегатов автотракторной техники и оборудования..
    
2. Использование технологии обработки составами "НИОД" в корне меняет традиционное понятие ремонта по восстановлению изношенных узлов и деталей механизмов и техники, так как восстановление, в большинстве случаев, происходит без вывода их из эксплуатации.
   
  3. Простота и относительная низкая себестоимость метода обработки дает значительный экономический эффект от снижения эксплуатационных расходов и стоимости ремонта, а также сокращения простоя оборудования в ремонте.
    
4. Технология обработки составами "НИОД" может использоваться по двум основным направлениям:
       
- первое - создание защитных антифрикционных покрытий, обладающих уникальными антифрикционными и антикоррозионными свойствами, значительно увеличивающими срок службы пар трения;
      
- второе - восстановление изношенных поверхностей за счет упрочнения поверхностного слоя пар трения и наращивания на нем металлокерамического защитного покрытия на кремний-магниевой основе, значительно снижающего износ узлов трения.
    
5.  С целью отработки технологии восстановления деталей необходимо увеличить количество обработанных однотипных узлов и деталей.
    
6. Провести работы и разработать технологии по замене цветных металлов на пары трения "сталь-чугун", "сталь-сталь" с нанесением металлокерамического покрытия, обладающего уникальными антифрикционными свойствами и значительно превосходящими цветные сплавы по прочности и теплостойкости.
    
7.  Интерес вызывает и вопрос работы пар трения после обработки ТС "НИОД" в "сухом" режиме, т.е. без смазки трущихся поверхностей или со смазкой, но с применением дешевых низкосортных смазок..
    
8. Внедрение технологий по восстановлению агрегатов, узлов и деталей триботехническими составами "НИОД" требует более пристального внимания и изучения, так как они способствуют быстрой ликвидации "узких" мест и дают значительный экономический эффект при эксплуатации и ремонтах.