Торговая площадка   Каталог компаний   Новости законодательства   Аналитика   Технологии и оборудование  
Журнал "Деловой лес" Для руководителей | Размещение баннеров и статей

Вход в систему

Логин
Пароль

Напишите, для регистрации

Статистика

Компаний: 1590
Пользователей: 2863

Реклама на сайте

Информеры Информеры
Главная страница » Технологии и оборудование

РТИ – двигатель развития техники.

Н. Протасов

Каучук, резина, синтетика

Эксплуатационные свойства контактных уплотнений определяются в большой мере, конечно, свойствами материала уплотнителя. Детали уплотнительных систем могут быть металлическими – стальными, чугунными, бронзовыми, медными, алюминиевыми. Значительно чаще используют неметаллические материалы – различные пластмассы, графит, пеньку, асбест и др. Но наиболее распространенным у нас материалом была и остается резина. Комплекс химико-механических свойств резины уникален, поэтому она является и сегодня материалом для подавляющего большинства уплотнений и многих технических деталей. Резина имеет очень высокие уплотняющие свойства вследствие способности затекать в мельчайшие неровности и углубления уплотняемых поверхностей. Необыкновенная эластичность и податливость обеспечивают обширное поле для использования резины для уплотнения в случаях, когда сила сжатия определяется упругостью самой резины, например, в качестве шнура или кольца, укладываемых в замкнутые канавки, расположенные по периметру плоскости прилегания.

Европейцы впервые узнали о существовании вещества с уникальными свойствами, получаемым из сока (латекса) южноамериканского вечнозеленого дерева гевеи, в XV в. Индейцы называли этот сок «кау учу» – дерево плачет, и, высушивая его, делали из оставшейся субстанции упругие мячи для игры, примитивную непромокаемую обувь, емкости для воды. В Европе вещество назвали «каучук», но материалу нашли «серьезное» применение только в XVIII в. Его использовали в качестве канцелярской принадлежности для стирания надписей, сделанных графитом.

Настоящий «бум» по потреблению и использованию каучука возник после открытия в 1839 г. американцем Чарльзом Гудиером процесса вулканизации. После долгого периода опытов Гудиер установил, что каучук при смешивании с серой и нагревании приобретает очень полезные свойства. Эластомер, получаемый на основе каучука, назвали «резина». В результате вулканизации каучуко-серной смеси термопластичный, липкий, малопрочный каучук превращался в высокоэластичную, прочную, стойкую во многих средах резину.

В России резиновое производство возникло в первой половине XIX в. Представлено оно было петербургским Товариществом российско-американской резиновой мануфактуры (ТРАРМ), основанным в 1860 г. ТРАРМ, переименованный впоследствии в завод «Треугольник», в конце XIX в. занимал лидирующие позиции среди российских предприятий этого направления. На втором месте по объемам производства находился рижский завод «Проводник», образованный в самом конце XIX в. картель с «Треугольником». «Проводник» в разные периоды выпускал велосипедные, автомобильные и авиационные шины, а также линолеум, изоленту, резиновую обувь и многое другое.

Значимыми предприятиями еще были Московское товарищество резиновой мануфактуры, образованное в 1887 г., а также созданная в 1915 г. Фабрика резиновых изделий Акционерного общества «Каучук». Основой общества «Каучук» стала резиновая фабрика «Россия» Торгового дома братьев Фрейзингер, которая была эвакуирована в Москву из Риги. Основной продукцией этих предприятий являлась резиновая обувь, популярная у населения и необходимая в армии.

Но развитие отрасли тормозилось полной зависимостью России, а затем СССР от импорта натурального каучука.

Решение сырьевой проблемы велось двумя путями. С одной стороны, проводились исследования возможности разведения каучуконосов на территории СССР. Это направление возглавлял видный ученый-растениевод, академик, директор ВИР Н.И. Вавилов. В 1920-е годы по его инициативе создана сеть из 115 отделений, охватывающая территорию от субтропиков до тундры, где изучались разные формы полезных растений. Была организована полугодовая экспедиция на родину гевеи в Южную Америку. Но положительных результатов в деле выращивания растений-каучуконосов в СССР получено не было. Требовались длительные и не гарантирующие положительный результат исследования.

А растущей экономике СССР была крайне необходима развитая резиновая промышленность. В одном из выступлений Сталин в 1931 г. сказал, что в СССР «практически все есть, кроме каучука, но и эту проблему мы скоро решим».

Более коротким и перспективным оказался путь создания синтетического каучука. Российские ученые в этом направлении оставили заметный след в истории. Уже в 1909 г., на 12 съезде Московского химического общества, ученый-химик С.В. Лебедев представил синтетическое вещество, близкое по свойствам к натуральному каучуку. Получение его, правда, было очень трудоемким и дорогим, поэтому было предъявлено только 19 грамм.

В 1926 г. правительство СССР объявило всемирный конкурс, победитель которого должен был к 1 января 1928 г. представить технологию получения искусственного каучука, причем ставились жесткие условия. Соискатель должен был предъявить не менее 2 кг полученного им синтетического каучука, свойства полученного каучука должны превосходить свойства натурального, а сырье для его производства должно добываться на территории СССР. Оговаривалось также, что стоимость процесса синтеза должна быть минимальной. Победил в конкурсе С.В. Лебедев, отдавший 20 лет решению проблемы получения искусственного каучука. Его технология предполагала получение синтетического каучука сложным химическим путем, исходным сырьем для процесса являлся этиловый спирт, выделяемый из картофеля. В 1929 г. в Ленинграде началось строительство завода по получению синтетического каучука по методу Лебедева. Вскоре появились разработки по получению каучука из природного газа. По новым технологиям в СССР заработало еще два экспериментальных предприятия.

Разработка технологии получения искусственного каучука велась достаточно секретно, и информацию о промышленном производстве в СССР каучука нефтяного происхождения, появившуюся в 1931 г., Т. Эдисон, также работавший в этой области, назвал фальшивкой, а саму идею получения синтетического каучука из нефти – утопией.

Однако в 1932 г. в Ярославле в составе резиноасбестового комбината уже давало продукцию новое производство. Проект и оборудование нового подразделения соответствовали лучшим западным образцам. Продукцией являлся синтетический каучук, использовавшийся в основном для производства обувных подошв. В 1930-е годы ярославское производство было крупнейшим в СССР их производителем.

А к 1937 г. в СССР уже 70% резины производилось из синтетического латекса. Накануне Отечественной войны 1941–1945 гг. наша страна лидировала в мире по объемам производства синтетического каучука.

1930-е – 1960-е годы

Гражданская война в Испании показала, что самолеты советских летчиков технически уступали немецким. Затем бои на Халхин-Голе наглядно продемонстрировали высокий уровень ВВС Японии. Жизненно необходимой обозначилась проблема обновления парка военной авиации СССР, создание новых машин, новых технических решений, в том числе в области гидроуплотнений. Исследования свойств уплотнений велись прямо во время войны Институтом летных исследований.

Значительный импульс развитию нашей резинотехнической промышленности дала Отечественная война 1941–1945 гг. В Свердловске в срочном порядке на базе эвакуированных московского завода «Каучук», киевского «Красного резинщика» и нескольких цехов ленинградского «Красного треугольника» в декабре 1941 г. пустили Уральский завод РТИ. В то время это было единственное предприятие, снабжающее фронт резиновыми комплектующими.

В помощь фронту в 1942 г. на базе эвакуированных рязанской «Резинотехники» и оставшихся от переброски на Урал цехов ленинградского «Красного треугольника» в Уфе был запущен завод РТИ. Но особенно продукция «Резинотехники» понадобилась в послевоенные годы восстановления народного хозяйства.

С 1944 г. ведет свою историю Научно-исследовательский институт резиновой промышленности (НИИРП), большой вклад внес Волжский филиал НИИРП, образованный в 1958 г. и переименованный позже во Всесоюзный НИКТИРП. С 1961 г. разрабатывал полимерные композитные материалы, в том числе уплотняющие, работающие в условиях низких температур, ИФТПС СО РАН (с 1990 г. ИНМ СО РАН), целый ряд других отраслевых научных организаций и институтов занимались разработкой новых конструкций уплотнений и новых уплотняющих материалов.

В 1945 г. производство синтетического каучука в Ярославле выделили в самостоятельное предприятие, номенклатура выпускаемых РТИ существенно расширилась. Завод снабжал своей продукцией железнодорожный транспорт, сельскохозяйственную, автотракторную промышленность. В 1948 г. в состав завода вошло регенераторное производство, а в 1950-х образован участок по обработке РТИ. В результате сегодня из состава ярославского производства РТИ образовалось несколько предприятий. В 1975 г. возникла ярославская «Резинотехника», занимающаяся сегодня производством резиновых лодок. В 2001 г. выделилась компания «Русская Резина», поставляющая РТИ на предприятия ОАО «ГАЗ», Владимирский ТЗ. Производство, организованное в 1930-х гг. для выпуска обувных подошв, теперь называется ОАО «Фритекс». Оно производит единственные в стране многослойные металлические прокладки ГБЦ и уплотнительные материалы для неподвижных соединений, как на традиционной асбестовой основе, так и на безасбестовой.

В первые послевоенные годы дали свою продукцию Тульский и Оренбургский заводы РТИ. Сегодня Тульский завод выпускает более 10 тыс. наименований деталей, в том числе кольца, манжеты, РТИ для автомобильной и дорожно-строительной техники. Оренбургский завод (ОАО «ОЗРТИ») выпускает более 3 тыс. наименований продукции, в их числе уплотнительные шнуры и детали машин из резины. Курский завод РТИ был пущен также в первые годы после войны. Сейчас ЗАО «Курскрезинотехника» является одним из крупнейших предприятий отрасли.

С 1951 г. в СССР началось промышленное производство синтетического каучука из продуктов переработки нефти и сопутствующих нефтяных газов. Получаемый каучук превосходил настоящий по прочности, химической стойкости, имел более широкий температурный эксплуатационный диапазон.

Наряду с хорошей герметизирующей способностью, совместимостью с большинством рабочих и окружающих сред, резиновые уплотнения обладают значительными недостатками. Прежде всего, это небольшой ресурс при работе под высоким давлением, а также узкий рабочий диапазон температур.

Качественный скачок в развитии уплотнительной техники произошел после создания маслобензостойких резин на базе синтетических каучуков. Такая резина, кроме высокой масло-, бензо- и керосиноустойчивости, значительно превосходила натуральные каучуки по химической стойкости, температурной и световой зависимости. Наиболее широкое распространение получили хлоропреновые каучуки, а также бутадиен-стирольные, бутадиен-нитрильные и натрий-бутадиеновые каучуки. Высокие температурные показатели показали силиконовые каучуки. Уплотнения из этого материала сохраняли свои свойства при температуре до +300 ºС.

С развитием технического прогресса росли применяемые давления в работе гидравлических систем, так же как и скорость взаимного перемещения уплотняемых подвижных элементов. Неуклонно повышались требования к уплотнениям в части обеспечения надежности работы гидропривода.

В Советском Союзе в 1960-х гг. успешно велись исследования, завершившиеся получением собственных полиуретанов. Это действительно уникальный эластомер, ставший достойной заменой как натуральному каучуку, так и существовавшему на тот момент синтетическому, а в некоторых случаях и стальным и пробковым прокладкам. Условная износостойкость полиуретана превышает более чем в 3 раза износостойкость резины. До появления полиуретана природный каучук превосходил все имеющиеся искусственные материалы по эластичности. Но новый материал не разрушался при воздействии на него усилием растяжения, превышающим почти в 2,5 раза разрушающее усилие для резины. А температурный «коридор» использования полиуретана находится в границах от –60 до +80 ºС, при введении в состав определенных дополнительных компонентов его можно расширить до +120 ºС, в то время как классическая резина теряет рабочие качества за пределами диапазона от –30 до +80 ºС. Низкое трение этого материала существенно снижает риск прилипания, характерный для традиционной резины.

К сожалению, сегодня на отечественном рынке можно приобрести уплотнения, изготовленные из полиуретановых композиций. В состав композиций вводятся элементы дешевых химических материалов, поэтому такие уплотнения обладают лишь некоторыми свойствами полиуретана и имеют весьма ограниченный ресурс. Хороший полиуретан, долго не теряющий своих свойств, стоит недешево, но экономить на качестве не стоит, надо приобретать уплотнения  проверенных производителей.

Основным материалом, как уже говорилось выше, для производства РТИ у нас все же остается резина, поскольку это наиболее дешевый эластомер. Только в последние годы отечественные производители начали больше использовать полиуретан и силикон.

Современные отечественные производители РТИ

Производству РТИ в СССР придавали большое значение. К сожалению, с середины 1980-х государство перестало вкладывать средства в развитие отрасли, так что, как говорится, выживал сильнейший.

Уральский завод (сейчас ОАО «УрРТИ») превратился в громадный комплекс площадью 42 га, специализирующийся на поставках РТИ на горнодобывающие объекты, предприятия угольной, металлургической, пищевой промышленности, предприятия аграрной сферы.

Для покрытия нужд «Ростсельмаша» в РТИ был построен Черкесский завод РТИ. Сегодня продукция этого предприятия поставляется не только на отечественный рынок, но и страны СНГ, и даже в страны дальнего зарубежья.

Краснодарский завод РТИ, образованный в 1959 г., специализируется на выпуске резиновых, резинотканевых и резинометаллических комплектующих для автомобилей и тракторов.

Уфимский завод в конце прошлого века был переименован в Завод эластомерных материалов, изделий и конструкций. Он входит сегодня в тройку мощнейших производителей РТИ России и специализируется на обеспечении РТИ МЧС России.

На четвертом месте отечественного реестра производителей РТИ находится саранский завод «Резинотехника». Предприятие является поставщиком РТИ на все крупные автозаводы России и СНГ, на предприятия авиационной и космической промышленности. Номенклатура предлагаемых РТИ охватывает все отечественные легковые автомобили, а также автобусы ПАЗ, грузовики ГАЗ, САЗ, «Урал», дорожную и военную технику.

Российский бренд «БалаковоРезиноТехника» (ОАО «БРТ») занимает значимую часть рынка отечественных РТИ, продукция поступает на конвейеры ВАЗа, КАМАЗа, ГАЗа. Это связано с достаточно демократичными ценами и высоким качеством уплотнений. Чтобы привлечь покупателей, предприятие работает над расширением спектра резинотехнических изделий для отечественной техники, используя современные резиновые смеси и силикон. Эти материалы гораздо технологичнее обычной резины, а уплотнения получаются более качественными и долговечными.

Выделяется на общем фоне отечественных производителей компания RGC, входящая в Группу предприятий «РГ». Предприятие самостоятельно проектирует и производит современные уплотнительные системы гидроприводов. Уплотнения и направляющие кольца RGC разработаны для российских реалий, как в отношении климата, так и с учетом специфики условий производства и эксплуатации гидроцилиндров в России. Основные используемые RGC материалы уплотнений – полиэфиры фирмы DuPont, полиуретаны, обладающие высокими прочностными и антифрикционными свойствами.

Что влияет на срок службы уплотнений? Это, прежде всего факторы, характеризующие рабочий цикл гидросистемы: рабочее давление, эксплуатационная температура, скорость движения уплотняемых элементов и др. Высокое давление стремится выдавить уплотнение в уплотнительные зазоры, а также изменить направление движения штока или поршня относительно гильзы. Кроме давления на ресурс уплотнений влияют вязкость рабочей жидкости, чистота обработки поверхностей трения, устойчивость к износу материала уплотнения. Установлено, например, что оптимальное усилие трения возникает при скорости движения подвижных частей от 0,05 до 0,2 м/с. При скоростях ниже 0,05 м/с масляная пленка, образующаяся между кромкой уплотнения и металлической поверхностью, не набирает нужную толщину, повышается коэффициент трения, возникает повышенный износ уплотнения. При скорости выше 0,5 м/с повышенное гидродинамическое давление деформирует кромки уплотнения, возникают утечки рабочей жидкости, а уплотнение может выйти из строя.

В связи с таким многообразием эксплуатационных факторов производители уплотнений, даже самые известные, не указывают конкретный срок службы своих изделий. Предприятия, выпускающие гидроцилиндры, дают гарантию на свою продукцию, как правило, 12 месяцев, однако указывают, что явления естественного износа не являются «гарантийным случаем». Т.е. износ уплотнения относится к явлению естественному, не подлежащему регламентации.

Компания RGC предоставляет гарантию на использование произведенных ею уплотнений и направляющих колец. На сайте компании продекларировано, что она составляет 500 км хода, а ресурс – не менее 2000 км хода. Ни один производитель в мире не берет на себя подобных гарантийных обязательств. Компания RGC в этом смысле уникальна.

Поскольку всякий выход из строя гидравлических уплотнений вызывает перерыв в эксплуатации машины с гидроприводом, требует, как минимум, частичной разборки каких-то узлов для замены дефектного уплотнения, то очевидна важность этого компонента для обеспечения надежной работы техники. Для успешной эксплуатации машины с гидроприводом целесообразно иметь под рукой т.н. ремкомплект, который включает всю номенклатуру уплотнений, применяемых в конкретном гидроузле конкретной машины. Компания RGC активно развивает направление производства ремкомплектов для гидроцилиндров. В наличии наборы уплотнений на стройтехнику Caterpillar, Liebherr, Hitachi, Komatsu, Case, JCB, а также на китайскую спецтехнику и, конечно, отечественные дорожно-строительные и коммунальные машины. Надежность и полное соответствие ремкомплектов оригиналам гарантируется специалистами «РГ».

На выпуске ремкомплектов для гидрооборудования специализируется и московская компания «Элконт». Это передовое российское предприятие, занимающееся с 1990 г. проектированием и производством высококачественных контактных уплотнителей и опорных элементов гидравлических систем. Основным типом уплотнений «Элконт» для гидроцилиндров являются неразрезные уплотнительные кольца из полимерных и композиционных материалов с поджимными кольцами из резины. Высокое качество опорных и уплотнительных элементов компании достигается благодаря использованию мирового опыта в области конструирования этих элементов и выбора материалов для них, работающих без смазки. Опираясь на передовые технологии, компания достигает многократного улучшения характеристик уплотнительных материалов за счет перехода от традиционных бронзовых и чугунных опорных втулок и резиновых или резинотканевых уплотнений к более совершенным пластмассовым.

Предприятие реализует ремкомплекты уплотнений для гидроцилиндров, использующихся в конструкциях таких производителей, как КАМАЗ, МАЗ, НеФАЗ, «Тверской экскаватор», «Ковровец», Мценский завод коммунального машиностроения, «Брянский Арсенал», завод «Погрузчик» (г. Орёл). Потребителям предлагаются ремкомплекты уплотнений, использующиеся в гидрооборудовании машин, выпускаемых «Амкодором», предприятиями «Сарэкс», «Златэкс», а также некоторыми ведущими зарубежными производителями спецтехники.

Сегодня на рынке уплотнений ситуация непростая. Иностранные компании постоянно улучшают качество своей продукции. Так, ведущие производители уже отказываются от применения резины и силикона, используя новый материал – неопрен. Неопрен в 1,5 раза прочнее резины и в 2,5 раза прочнее силикона! Он более стоек к истиранию и другим механическим воздействиям, устойчив в агрессивных средах, не теряет своих качеств при –40 ºC.

И все же эксперты утверждают, что, если в секторе легковых автомобилей перспективы отечественного производителя уплотнений туманны, то в секторе грузовых автомобилей и спецтехники нам можно вполне рассчитывать на утверждение своих позиций.

 Опубликовано в РИО "Деловой Лес"


Сайт по производству РТИ Полиэдр.