Příčiny vzniku trhlin a lomů na součástech, druhy lomů a možnosti jejich oprav byly již uvedeny v minulém čísle. Připomeňme jen, že:
Svařování je vhodné pro opravy trhlin a lomů na ocelových součástech a na součástech z lehkých slitin. V těchto případech se uplatňují stejné technologické zásady postupu a volí se stejné materiály jako při konstrukčním svařování těchto materiálů.
Použití plastických kovů je vhodné pro všechny materiály tehdy, je-li požadována především těsnost opraveného místa.
Svařování litinových součástí vyžaduje speciální postup a speciální materiály.
Oprava metodou Metallock je vhodná především pro litinové součásti.
Princip metody
Metoda Metallock je mechanický způsob renovace prasklých nebo zlomených součástí. Princip metody spočívá v tom, že mechanická únosnost prasklé součásti se obnoví pomocí svorek Metallock, případně požadovaná těsnost se obnoví zakolíčkováním trhliny mezi jednotlivými svorkami. Princip je schematicky znázorněn na obr. 1 = schema opravy trhliny metodou Metallock.
Technologický postup
Technologický postup je následující:
Zjistí se rozsah trhliny, včetně případných rozvětvení. Všechny větve trhliny se označí a zajistí vyvrtáním díry v konci trhliny.
Zjistí se tlouštka stěny v místě trhliny a její případné změny po délce trhliny.
Stanoví se velikost svorek Metallock, které se použijí pro opravu.
Stanoví se počet a délka jednotlivých "stehů" pomocí svorek Metallock.
Trhlina se rozměří, vyznačí se umístění jednotlivých stehů. Stehy se dělají různé délky, aby bylo napětí, které přenášejí do základního materiálu rozloženo do větší plochy a nekoncentrovalo se v linii na které stehy končí.
V místě některého vyznačeného stehu se v trhlině vyvrtá díra odpovídajícího průměru, přibližně do dvou třetin tlouštky stěny.
Pomocí kolíčku příslušného průměru se na vyvrtanou díru přichytí vrtací šablona a nastaví se tak, aby budoucí steh byl kolmý k trhlině.
Otvorem v šabloně se vyvrtá další díra, do stejné hloubky.
Pomocí druhého kolíčku se vrtací šablona zafixuje.
Podle šablony se vyvrtají zbývající potřebné díry, všechny do stejné hloubky.
Dna všech děr se kolmo zbroušeným vrtákem vyrovnají do roviny ve stejné hloubce.
K tomu účelu upraveným křížovým sekáčem se odsekají můstky mezi dírami, takže vznikne dutina tvarově přesně odpovídají zvolené velikosti svorky.
Dutina se pečlivě vyčistí stlačeným vzduchem.
Do dutiny se vloží svorka a zaklepe se až na dno dutiny.
Svorka se důkladně v dutině zatemuje velkým množstvím přiměřeně silných úderů.
Vloží se další svorka, zaklepne se do dutiny a opět se důkladně zatemuje.
Stejně se vkládají a temují další svorky, až je dutina zcela vyplněna a poslední svorka vyčnívá zčásti nad povrch
Potom se stejným způsobem zhotoví další stehy. Nakonec se místo opravy opracuje (přebrousí) do roviny s původním povrchem. V případě potřeby se potom trhlina utěsní zakolíčkováním úseků mezi jednotlivými stehy. Jako poslední se provede povrchová úprava opraveného místa.
Technologický postup kolíčkování trhliny mezi svorkami je následující:
Vyvrtá se díra stejného průměru jako pro přípravu dutiny pro svorku Metallock.
Díra se vyvrtá tak, aby zčásti zasahovala do výstupku svorky, ale nepřerušila ji. Vrtá se do stejné hloubky jako pro svorky.
V přesných roztečích se stejně vyvrtají další díry po celé délce trhliny mezi svorkami.
V dírách se vyřízne závit příslušného průměru.
Díry se důkladně vyčistí stlačeným vzduchem.
Do děr se zašroubují svorníky se závitem po celé délce.
Stejně se vyvrtají díry mezi zašroubovanými svorníky, které zčásti překrývají.
Do děr se opět vyříznou závity a zašroubují svorníky.
Povrch se zarovná.
Jsou-li požadavky na utěsnění trhliny velmi přísné, může se postupovat tak, že se vkládají krátké hladké kolíčky, vyrobené ze stejného materiálu jako svorky, které se v jednotlivých vrstvách důkladně temují. Tím se dosáhne lepšího vyplnění a utěsnění trhliny, ovšem postup je mnohem zdlouhavější.
Jde-li o trhlinu nebo lom v místě, kde se koncentruje napětí od provozního namáhání součásti, nebo kde není možno opravu provést pouze pomocí svorek Metallock, nebo kde chybí kus materiálu, používá se oprava pomocí zvláštních vložek Masterlock. Vložky Masterlock jsou rozměrné, různě tvarované vložky z oceli o vysoké pevnosti. Připravují se buď předem nebo na místě přímo při opravě. Mohou mít tvar obdélníku, I, U, E, H, L i jiný. Vyrábějí se frézováním nebo hoblováním či jiným vhodným způsobem. Dutiny v opravovaném kusu se pro ně zhotovují stejným postupem, podle konkrétní situace a možností. Při menších tlouštkách se obvykle zhotovuje tvarová dutina i vložka současně, následujícím postupem:
Opravovaný kus se stáhne a dobře upne tak, aby měl tvar a polohu, kterou má mít po opravě.
Narýsuje se tvar vložky Masterlock na opravovanou součást i na ocelovou desku potřebné tlouštky a velikosti.
V desce se ve dvou vhodných místech vyvrtají díry potřebného průměr.
Na opravované místo se položí deska a otvory se vyvrtají i do součásti.
Vyříznou se závity a deska se přišroubuje.
Přesně se rozměří rozteče po obrysu vyráběné vložky Masterlock a vrtají se díry, přesně kolmo, zároveň deskou i opravovanou součástí.
Po vyvrtání všech děr se deska sejme a opravovaná součást i deska se opracují do poloviny vyvrtaných děr. Tím vznikne dutina a do ní přesně přizpůsobená ocelová vložka Masterlock, s řadou děr o přesných roztečích po obvodě. Polovina díry je vždy ve vložce, polovina v součásti.
Do děr se vyřežou závity a zašroubují svorníky. Tím je vložka Masterlock pevně a přesně vsazena do dutiny v opravované součásti.
Po zašroubování všech svorníků se vrtají díry doprostřed roztečí, opět se vyřežou závity a zašroubují svorníky. Celý obvod vložky je tedy zakolíčkován stejně jako trhlina při použití svorek Metallock.
Oprava celého kusu se dokončí podle situace dalšími vložkami Masterlock, svorkami Metallock, případně zakolíčkováním zbývajících trhlin.
Praktické zkušenosti
Metoda Metallock se svými uvedenými variantami umožňuje provést opravy velmi rozmanitých součástí. Protože jde o metodu mechanickou, bez jakéhokoliv tepelného zásahu, nevznikají pnutí a deformace. Přesnost vzájemné polohy jednotlivých ploch opravených dílů je dána přesností jejich sestavení a zafixování při opravě.
Hlavní přednosti metody Metallock jsou tyto:
Metodu Metallock lze použít pro všechny odlitky ze všech druhů litiny, oceli na odlitky, ale i z hliníkových slitin, bronzu atd., které mají tlouštku stěny 4 mm a více, bez ohledu na jejich velikost a hmotnost. S úspěchem jsou touto metodou opravovány například stojany válcovacích stolic, nůžky pro dělení materiálu, lisy, buchary, tělesa turbín, dmýchadel, kompresorů, čerpadel, ventilátorů, převodových skříní, lodních i automobilových motorů, kotlů, elektromotorů atd.
Metoda zaručuje pevnost a těsnost i u proměnlivého zatížení a za vysokých a proměnlivých teplot. To je dáno především vlastnostmi materiálu, používaného na svorky Metallock, kolíčky, případně i na vložky Masterlock. Používá se ocel s vysokým obsahem niklu, která má velmi dobré mechanické vlastnosti (vysokou pevnost, schopnost zpevnění tvářením za studena) a nízkou tepelnou roztažnost, vždy menší než konstrukční oceli, litiny, oceli na odlitky. Jestliže se svorka Metallock z tohoto materiálu použije výše popsaným způsobem za studena, dojde po jejím zatemování k takovému zpevnění, že její pevnost mnohonásobně převyšuje pevnost litiny. Pak může mnohem menší průřez svorek přenést původní zatížení. Navíc při zvyšování teploty se materiál svorky v důsledku tepelné dilatace rozpíná méně než materiál opraveného kusu. Tím vzniká napětí, které opravenou trhlinu svírá a zaručuje původní těsnost i za zvýšené teploty.
Pro opravu metodou Metallock není v naprosté většině případů nutná úplná demontáž poškozeného zařízení. Opravu lze provést velmi rychle na místě a tím ušetřit většinu ztrát, způsobených prostojem zařízení i většinu nákladů spojených s demontáží a montáží při opravě, případně opracováním po opravě svařováním. Opravu lze provést i v podmínkách, kde jiný způsob opravy není možný, například pro nebezpečí požáru či výbuchu při svařování (při těžbě ropy, výrobě nafty a benzinu, v chemickém průmyslu, v dolech, mlýnech apod.).
Hlavní nevýhody metody Metallock jsou tyto:
Provedení opravy touto metodou je pracné, náročné na řemeslnou zručnost, odborné znalosti a technický cit pracovníka. Jde tedy o způsob vyžadující vysokou kvalifikaci.
Oprava vyžaduje použití velmi kvalitních materiálů, speciálně upravených předem nebo přímo při vlastní opravě.
Metoda není použitelná pro tenkostěnné odlitky a součásti, s tlouštkou stěny pod 4 mm.
Poznámka
Metoda Metallock je licenční metoda, vlastníkem je anglická firma. U nás je držitelem licence podnik Třinecké železárny v Třinci. Tento podnik také vyrábí potřebné materiály pro tuto metodu a poskytuje sublicence s omezeným oprávněním použití metody.
