Wysokotemperaturowy silikon RTV do kolektora wydechowego: dane techniczne, przygotowanie, utwardzanie i ograniczenia cieplne

Uszczelnienie kolektora wydechowego znajduje się na skraju wytrzymałości silikonu wulkanizującego w temperaturze pokojowej. Odlewany kołnierz kolektora w całkowicie obciążonym silniku osiąga temperaturę od 500°C do 650°C, a temperatura wlotu turbiny w silniku z turbodoładowaniem może przekroczyć 800°C. Pułap ciągłej pracy typowego wysokotemperaturowego silikonu RTV wynosi od 260°C do 315°C. Odległość między tymi liczbami wyjaśnia, dlaczego ta sama tubka szczeliwa może wytrzymać połączenie przez lata w jednym miejscu i zepsuć się w ciągu tygodnia w innym.

Stosowany z dyscypliną, wysokotemperaturowy silikon RTV jest praktycznym materiałem warsztatowym do prac związanych z układami wydechowymi. Ubiera nową uszczelkę na kołnierzu z lekkimi wżerami na powierzchni, uszczelnia złącze ślizgowe lub kołnierz kulowy za kolektorem, chroni element mocujący osłonę termiczną i tworzy zaokrąglenie wokół połączenia chłodnicy. Stosowany jako zamiennik uszczelki kolektora lub do naprawy pęknięcia lub perforacji rdzy, szybko ulega uszkodzeniu i może zabrać ze sobą czujnik tlenu.

W poniższych sekcjach omówiono, czym jest materiał, co oznaczają jego parametry w praktyce, gdzie należy go umieścić w układzie wydechowym, jak go zastosować, aby złącze przetrwało cykle termiczne oraz które tryby awarii wskazują na złącze, a nie na uszczelniacz.

Dlaczego kolektory wydechowe karzą uszczelniacze

Każdemu miękkiemu uszczelniaczowi na złączu kolektora przeciwdziałają trzy warunki fizyczne i wszystkie działają jednocześnie.

Ekstremalne, powtarzające się wahania temperatury

Kołnierz kolektora wytrzymuje najszerszy zakres temperatur spośród wszystkich połączeń śrubowych w pojeździe, z wyjątkiem samych zaworów wydechowych. Od zimnego startu w temperaturze otoczenia po mocne ciągnięcie na długim wzniesieniu, powierzchnia może w ciągu kilku minut przesunąć się o kilkaset stopni, a następnie ponownie ostygnąć, gdy kierowca oderwie się od ziemi. Utwardzona guma silikonowa może podążać za tym ruchem, ale każde wyjście poza jej ciągłą wartość znamionową wiąże się z niewielkim powrotem elastyczności, a straty kumulują się przez tysiące cykli.

Różnicowa ekspansja pomiędzy różnymi metalami

Aluminiowa głowica cylindra rozszerza się mniej więcej dwukrotnie szybciej niż żeliwny kolektor przy tej samej zmianie temperatury. Na powierzchni kołnierza obie części ślizgają się po sobie, a wszystko, co znajduje się pomiędzy nimi, jest obciążone ścinaniem. Miękka warstwa szczeliwa toleruje ten ruch. Gruby, mocno wypełniony koralik nie robi tego i zamiast się rozciągać, odrywa się od jednej twarzy.

Wibracje, relaksacja śrub i skala powierzchniowa

Elementy mocujące kolektora są krótkie, gorące i mocno obciążone, a także tracą napięcie wstępne podczas cykli połączeń. Luźne śruby pozwalają kołnierzowi oddychać, co powoduje pompowanie gorącego gazu do przewodu uszczelniającego. W starszych silnikach zgorzelina i wżery na powierzchni kołnierza zmniejszają powierzchnię styku, aż sama uszczelka nie będzie już w stanie wypełnić szczeliny. Żaden uszczelniacz nie zrekompensuje złącza, które przestało zachowywać się jak złącze.

Czym jest wysokotemperaturowy silikon RTV i co naprawdę oznaczają jego parametry

Materiał w prosty sposób

Jednoskładnikowy silikon RTV to pasta zbudowana na bazie polimeru silikonowego, zagęszczana wypełniaczami i utwardzana wilgocią z powietrza. W przypadku gatunków wysokotemperaturowych stosuje się wypełniacze stabilne termicznie, takie jak tlenek żelaza, tlenek glinu lub proszek miedziowy, wraz z systemem utwardzania wybranym tak, aby pasował do złącza. Systemy acetoksylowe uwalniają kwas octowy i zapach octu, natomiast systemy oksymowe i alkoksylowe są neutralne i wytwarzają znacznie mniej żrących oparów wokół elementów metalowych i elektrycznych.

Utwardzanie przebiega od powierzchni do wewnątrz w tempie około 1 mm na 12 do 24 godzin w temperaturze 20 C. Gruba ścieg pozostaje miękka w środku znacznie dłużej, niż sugeruje jego powierzchnia, co ma znaczenie, ponieważ kołnierza kolektora nie można ponownie otworzyć w celu sprawdzenia postępu.

Oceny ciągłe, przerywane i szczytowe

Ocena ciągła opisuje temperaturę, jaką utwardzona guma może utrzymać przez setki godzin bez mierzalnej utraty elastyczności. Ocena przerywana lub szczytowa obejmuje krótkie wahania mierzone w minutach, po których oczekuje się, że materiał odzyska siły w miarę ochładzania złącza. Produkt o temperaturze szczytowej 315 C i ciągłej 260 C jest w praktycznym sensie szczeliwem o temperaturze 260 C, a kołnierze kolektora pod obciążeniem wypadają znacznie powyżej wartości szczytowej.

Co dzieje się powyżej limitu

Powyżej ciągłej granicy szkielet polimeru zaczyna się rozpadać. Szczeliwo najpierw traci elastyczność, następnie twardnieje i kreduje, a następnie pęka na linii łączenia. Proces ten jest raczej powolny niż nagły, więc wyciek zwykle pojawia się w zimne poranki, kilka miesięcy po tym, jak naprawa wyglądała pomyślnie.

Gdzie w układzie wydechowym znajduje się wysokotemperaturowy silikon RTV

Stawy tam, gdzie jest to dobre dopasowanie

• Obróbka nowej metalowej lub kompozytowej uszczelki wydechowej na kołnierzu z lekkimi wżerami lub niewielkimi zgorzelinami, nałożona w postaci folii nie grubszej niż 1 mm po obu stronach
• Uszczelnianie złączy ślizgowych, kołnierzy kulowych i kielichowych oraz połączeń zaciskowych za kolektorem, gdzie temperatura gazu spadła poniżej około 300 C
• Uszczelnianie gwintów sond temperatury spalin i złączek ciśnieniowych montowanych po chłodniejszej stronie układu
• Blokowanie i uszczelnianie elementów złącznych osłony termicznej, które widzą ciepło promieniowania, a nie bezpośredni przepływ gazu
• Uszczelnianie kołnierzy spustowych oleju turbosprężarki, złączy rur doładowujących i innych połączeń, które utrzymują temperaturę poniżej 200 C
• Wykonanie tymczasowego zaokrąglenia na łacie na rurze niskociśnieniowej poniżej rury, przy założeniu, że jest to rozwiązanie krótkoterminowe, a nie naprawa

Stawy, w których to nie zadziała

• Jako jedyne uszczelnienie pomiędzy głowicą cylindrów a kołnierzem kolektora. Żadna grubość silikonu RTV nie zastąpi stalowej lub wielowarstwowej uszczelki w temperaturze 600 C
• W dowolnym miejscu przed turbosprężarką, łącznie z wlotem turbiny i kolektorem do kołnierza turbosprężarki
• Pęknięcia żeliwnego kolektora lub pęknięta spoina. Pęknięcia żeliwa rozprzestrzeniają się pod wpływem cykli termicznych i wymagają spawania lub wymiany
• Perforacje rdzy w ścianie rury. Silikon nie jest w stanie wypełnić dziury, w której znajduje się gorący, pulsujący gaz
• Połączenia, w których płaskość kołnierza jest poza specyfikacją. Wykonalna granica pola wynosi około 0,1 mm odchylenia na powierzchni uszczelniającej i brak widocznej szczeliny pod szczelinomierzem 0,05 mm

Jak nałożyć wysokotemperaturowy silikon RTV na złącze wydechowe

1. Sprawdź, czy złącze spełnia kryteria. Przed zakupem szczeliwa zmierz płaskość kołnierza i szczelinę za pomocą szczelinomierza. Jeśli brakuje uszczelki lub kołnierz jest wypaczony, zatrzymaj się i wymień osprzęt.
2. Rozebrać i wyczyścić. Zeskrob stary materiał uszczelki plastikowym lub mosiężnym skrobakiem. W przypadku żeliwa można stosować szczotkę drucianą, należy jednak unikać szlifowania powierzchni uszczelniającej.
3. Odtłuścić obie powierzchnie. Przetrzeć rozpuszczalnikiem, który nie pozostawia śladów i pozostawić do odparowania na 5 do 10 minut. Silikon nie wiąże się z filmem olejowym, a kołnierze wydechowe są prawie zawsze zaolejone.
4. Dopasuj na sucho i sprawdź gwinty. Sprawdź, czy śruby obracają się swobodnie, w razie potrzeby dokręć gwinty i sprawdź, czy złącze zamyka się bez użycia siły.
5. Nałóż uszczelniacz. W przypadku opatrunku na uszczelkę nałóż folię o grubości od 0,5 mm do 1 mm po obu stronach uszczelki i trzymaj folię z dala od otworu portu. Aby uzyskać uformowany na miejscu ścieg, należy wykonać ciągły ścieg o średnicy od 3 mm do 5 mm wokół otworów na śruby i wzdłuż kołnierza, bez przerw.
6. Zmontować w czasie pracy. Większość wysokotemperaturowych silikonów RTV pozwala na czas otwarty od 10 do 20 minut. Po zetknięciu się powierzchni materiał zaczyna wiązać.
7. Moment obrotowy etapami. Dociśnij elementy mocujące ręcznie, a następnie dokręć je na krzyż od środka na zewnątrz w dwóch lub trzech etapach zgodnie ze specyfikacją.
8. Utwardzić przed ciepłem. Przed uruchomieniem silnika pozostawić złącze na co najmniej 24 godziny w temperaturze 20 C lub wyższej. Ciepło zastosowane do nieutwardzonego szczeliwa powoduje naskórek na powierzchni i zatrzymuje wilgoć wewnątrz.
9. Uruchom cykl nagrzewania i ponownie dokręć moment obrotowy. Doprowadź silnik do temperatury roboczej, poczekaj, aż całkowicie ostygnie, a następnie ponownie dokręć moment obrotowy zgodnie ze specyfikacją. Pewna utrata napięcia wstępnego w pierwszym cyklu jest zjawiskiem normalnym.

Jak wybrać odpowiedni silikon RTV o wysokiej temperaturze

Wybór sprowadza się do krótkiej listy specyfikacji, które przed zakupem można sprawdzić w oparciu o kartę techniczną.

• Ciągła ocena 260 C lub więcej, z przerywaną oceną co najmniej 315 C
• Neutralny system utwardzania, określany jako bezpieczny dla czujnika lub o niskiej lotności, ograniczający migrację par korozyjnych i silikonu
• Odporność na olej silnikowy, płyn chłodzący i paliwo, ponieważ powierzchnie kołnierzy rzadko są czyste
• Nie spływająca konsystencja pasty, która utrzymuje się tam, gdzie jest umieszczona na powierzchni pionowej lub nad głową
• Przyczepność do lekko zaolejonego metalu bez podkładu, co skraca czas przygotowania pola
• Czas pracy od 10 do 20 minut, pełne utwardzenie w ciągu 24 godzin w temperaturze pokojowej
• Kolor kontrastujący z metalem, dzięki czemu wyciśnięcie i późniejsze wycieki są łatwe do zauważenia

W szczególności do prac związanych z układem wydechowym zwykle pierwszym wyborem jest gatunek wypełniony miedzią, ponieważ wypełniacz poprawia przenoszenie ciepła przez uszczelkę i podnosi krótki sufit. Tam, gdzie kilka ocen wygląda na równoważne na papierze, strukturalna Poradnik wyboru uszczelniacza silikonowego przemysłowego RTV to szybsza droga do krótkiej listy niż samo czytanie arkuszy danych.

PINSU – Czerwona/Czarna/Szara Uszczelka silikonowa RTV odporna na wysokie temperatury – Motoryzacja/In Uszczelka silikonowa PINSU-RTV to wysokowydajny, jednoskładnikowy uszczelniacz z gumy silikonowej wulkanizowany w temperaturze pokojowej. Zapewnia niezawodne działanie uszczelniające w... Zobacz produkt →

Niezależnie od wybranego gatunku, kup wystarczającą ilość na jedno pełne zastosowanie plus zapasową dętkę. Ponowne otwarcie złącza w celu dodania większej ilości szczeliwa po montażu to gwarantowany sposób na wprowadzenie ścieżki wycieku.

Najczęstsze tryby awarii i ich informacje

Jeżeli naprawa nie powiedzie się, pojawienie się szczeliwa zwykle pozwala zidentyfikować przyczynę przed wykonaniem jakiejkolwiek próby ciśnieniowej.

Względy dotyczące czujników, emisji i bezpieczeństwa pożarowego

Utwardzony kauczuk silikonowy jest stabilny chemicznie, ale nieutwardzony materiał podczas wiązania uwalnia lotne związki. Niektóre z tych związków mogą osadzać się na podgrzanym elemencie czujnika tlenu lub na powierzchni katalizatora, a efekt jest kumulacyjny, a nie natychmiastowy. Naprawa polegająca na przedostaniu się dużej ilości nieutwardzonego uszczelniacza do strumienia spalin może skrócić żywotność czujnika bez widocznego połączenia.

Trzy nawyki zmniejszają ryzyko. Utrzymuj cienką warstwę szczeliwa wewnątrz linii złącza. Jeśli złącze znajduje się za czujnikiem tlenu, należy wybrać produkt o neutralnym utwardzaniu i bezpieczny dla czujnika. Wytrzyj wyciśnięty płyn przed pierwszym uruchomieniem, zamiast pozwolić, aby wypalił się na rurze.

Bezpieczeństwo przeciwpożarowe również ma znaczenie. Nieutwardzony uszczelniacz na gorącej powierzchni zewnętrznej będzie mocno dymił i może zapalić pozostałości na brudnym kolektorze. Pracować na zimnym silniku, usunąć nadmiar materiału i przewietrzyć miejsce pracy, aż uszczelniacz zastygnie.

Kontrola i ponowne dokręcenie po naprawie

• Pierwsza kontrola po pierwszym cyklu nagrzewania: ponownie dokręć wszystkie elementy złączne na zimno i poszukaj śladów świeżej sadzy na krawędzi kołnierza
• Druga kontrola po około 500 km lub dwóch tygodniach użytkowania: sprawdzić, czy uszczelka jest nienaruszona i czy żaden element mocujący nie odpadł
• Następnie sprawdzaj po każdym przeglądzie, koncentrując się na krawędzi kołnierza, a nie na powierzchni rury
• Zanotuj wszelkie odczyty temperatury spalin, jeśli pojazd jest wyposażony w sondę, ponieważ powolny wzrost przy stałym obciążeniu często poprzedza niewielki wyciek
• Należy spodziewać się, że prawidłowo ubrana uszczelka kołnierza za kolektorem będzie działać przez kilka lat, podczas gdy ubrany kołnierz kolektora z uszczelką zwykle wytrzyma kilka miesięcy, zanim sama uszczelka będzie wymagała wymiany

Często zadawane pytania

Wysokotemperaturowy silikon RTV do pracy z kolektorem wydechowym jest materiałem nośnym, a nie konstrukcyjnym. Dobrze sprawdza się jako opatrunek na uszczelki, jako uszczelnienie chłodniejszych złączy za zaworem oraz jako zaokrąglenie ochronne wokół złączek, które nigdy nie osiągają pełnej temperatury kolektora. Działa źle, gdy wymagane jest uzupełnienie brakującej uszczelki, wypaczonego kołnierza lub pęknięcia.

Metoda pracy, która daje wiarygodne wyniki, jest krótka i powtarzalna: sprawdzić, czy połączenie jest w dobrym stanie, oczyścić i odtłuścić obie powierzchnie, nałożyć cienką warstwę lub warstwę o grubości od 3 mm do 5 mm, dokręcać etapami, utwardzać przez 24 godziny przed ogrzewaniem, a następnie ponownie dokręcić na zimno po pierwszym cyklu. Połącz te kroki z produktem o temperaturze pracy ciągłej 260°C lub wyższej, a naprawa będzie przebiegać w przewidywalny sposób, a nie będzie polegać na powtarzaniu wizyty.