Jak działa klej anaerobowy? Rodzaje, właściwości i zastosowanie

Czym są kleje anaerobowe?

Tworzywo anaerobowe (beztlenowe) opracowano w USA w latach 50. XX wieku. Ze względu na unikalne zalety tej mieszaniny chemicznej zyskało ono szybko popularność i zaczęło być stosowane w wielu krajach w krótkim czasie. Początkowo zostało stworzone jako alternatywa dla tradycyjnych zabezpieczeń przed samoistnym odkręcaniem się elementów złącznych, takich jak podkładka płaska czy podkładka zębata. Anaeroby miały na celu zapobieganie spontanicznemu odkręcaniu się śrub, nakrętek i innych elementów złącznych. Pierwsze zastosowania klejów anaerobowych w Polsce związane były z rozwojem przemysłu motoryzacyjnego i technologii lotniczej. Teraz są one używane nie tylko do mocowania, ale także do uszczelniania w różnych procesach technologicznych. Specjalne kleje tego typu są stosowane między innymi do łączenia części cylindrycznych, uszczelniania gwintów rur, uzupełniania wad spawów (impregnacja), do zabezpieczania gwintów, osadzania łożysk czy też do uszczelniania kołnierzy.

Najważniejsze w skrócie

✅ Kleje anaerobowe są jednoskładnikowe i utwardzają się po odcięciu dopływu tlenu w szczelinie

✅ Utwardzanie zachodzi szczególnie sprawnie w kontakcie z metalem (kataliza)

✅ Stosuje się je do: zabezpieczania gwintów, uszczelniania, osadzania współosiowego (łożyska/tuleje) oraz impregnacji porowatości

Wideo: kleje anaerobowe – zastosowania i dobór

W playliście znajdziesz m.in. materiały o zabezpieczaniu gwintów, uszczelnianiu oraz typowych błędach w doborze i aplikacji anaerobów.

Jak działają kleje anaerobowe?

Kleje anaerobowe to jednoskładnikowe materiały, które utwardzają się w temperaturze pokojowej przy wyeliminowaniu kontaktu z tlenem. Składnik utwardzający nie aktywizuje się, dopóki pozostaje w kontakcie z tlenem atmosferycznym. Kiedy klej zostanie pozbawiony dopływu tlenu, np. poprzez montaż części, utwardzanie następuje bardzo szybko, szczególnie przy równoczesnym kontakcie z metalem.

Proces utwardzania można wyobrazić sobie w sposób następujący: kiedy zostanie wyłączony dopływ tlenu atmosferycznego, pod wpływem działania jonów metalu (Cu, Fe) powstają wolne rodniki, które zapoczątkowują proces polimeryzacji. Płynny klej jest w stanie całkowicie wypełnić połączenie i wniknąć w najdrobniejsze nawet szczeliny dzięki właściwościom kapilarnym. Następnie utwardzony klej dokładnie wypełnia mikronierówności klejonych części i „zakotwia się” w nich, co powoduje bardzo duży wzrost tarcia statycznego i zapobiega samoistnemu poluzowaniu się elementów. Proces utwardzania jest także stymulowany przez kontakt kleju z powierzchniami metalowymi, które działają jak katalizator.

Rodzaje anaerobów

1) Kleje do zabezpieczenia gwintów

Kleje do zabezpieczenia gwintów obejmują związki beztlenowe, których głównym celem jest zapobieganie spontanicznemu luzowaniu i odkręcaniu elementów złącznych pod wpływem wibracji, obciążeń mechanicznych lub rozszerzalności cieplnych. Najczęściej jest to tiksotropowy (czyli niespływająca po nałożeniu na pochyłe i pionowe powierzchnie) płynny klej jednoskładnikowy, który całkowicie wypełnia mikroskopijne przestrzenie między gwintami, powierzchniami. Zaprojektowany w początkowej fazie przede wszystkim do mocowania połączeń gwintowych. Szybko jednak okazało się, że spektrum zastosowania tych klejów jest o wiele szersze.

2) Uszczelniacze gwintów rurowych

Uszczelniacze gwintów rurowych to materiały anaerobowe uszczelniające i wypełniające całkowicie wszystkie wolne przestrzenie gwintu, zapewniając jego pełne uszczelnienie. Właściwy dobór kleju / uszczelniacza wyklucza ewentualne ruchy względne w złączu, eliminując tym samym główną przyczynę większości wycieków, bez względu na ciśnienie i siłę dociągnięcia złącza.

3) Uszczelniacze do powierzchni płaskich FIP (Formed-In-Place)

Pozwalają one utworzyć niezbędną uszczelkę w krótkim czasie i mają szeroki zakres zastosowania dzięki zapewnieniu wysokiej jakości uszczelnienia. Ich głównymi zaletami są trwałość, możliwość uszczelnienia każdego kształtu powierzchni i odporność na ciepło. Tego typu uszczelnienia stosuje się przy połączeniu sztywnych kołnierzy. W pojazdach mogą to być:

• obudowa skrzyni biegów,
• skrzynia korbowa z blokiem,
• pompa wodna do korpusu silnika,
• pokrywa rozrządu do głowicy.

4) Kleje do połączeń pasowych (osadzanie współosiowe)

Wykorzystując mechanizm utwardzania, nadają się do stosowania na elementach metalowych, które są poddawane wysokim obciążeniom w trudnych warunkach środowiskowych. Jest to jedna z metod łączenia części współosiowych stosowanych np. w:

• montażu łożysk w obudowach lub na wałach,
• mocowaniu na wałach wirników, kół zębatych, kół przekładni łańcuchowych, kół paskowych,
• wklejaniu tulei,
• uszczelnieniu zaślepek odlewniczych w korpusach silników,
• eliminowaniu wpustów do kołków poprzecznych,
• wykluczeniu odkształceń precyzyjnych narzędzi,
• montowaniu prowadnic do urządzeń wiertarskich,
• mocowaniu tulei bagnetów do kontroli poziomu oleju,
• korygowaniu dokładności zużytych części.

5) Anaerobowe uszczelnianie porowatości (impregnacja)

Jest to jedna z metod uszczelniania mikroporowatości powstałej w rezultacie dwóch zjawisk fizycznych, jakie występują przy krzepnięciu stopionego metalu, czyli krystalizacji i skurczu oraz absorpcji gazów. Części odlewane impregnuje się głównie po to, aby zapobiec przeciekom. Przykładem elementów poddawanych impregnacji mogą być:

• części przekładni kierownicy i pomp samochodowych,
• pompy układu zasilania,
• regulatory,
• głowice cylindrów,
• pompy hydrauliczne,
• korpusy przekładni,
• hermetyczne obudowy przyrządów lotniczych i awioniki,
• części hamulców pneumatycznych.

Obszary zastosowania

Kleje anaerobowe zostały docenione w środowiskach technicznych i inżynierskich ze względu na ich niewątpliwe zalety. Wśród najważniejszych należy wymienić:

• wypełnianie szczelin, zapobieganie osłabieniu połączeń z powodu wibracji;
• tworzenie uszczelnienia w przestrzeni między gwintami, co zapobiega wyciekom i powstawaniu korozji;
• doskonałe dopasowanie do powierzchni;
• stanowienie alternatywy dla urządzeń mechanicznych, takich jak: zawleczki, nakrętki kielichowe, podkładki zabezpieczające, specjalny drut itp.;
• redukcja kosztów materiałowych i technicznych oraz kosztów produkcji;
• produkty jednoskładnikowe (materiał jest natychmiast gotowy do użycia, nie trzeba go mieszać);
• łatwe w użyciu, możliwość zachowania czystości w miejscu pracy.

Kleje anaerobowe, ze względu na wyliczone powyżej korzyści, wykorzystywane są w coraz większym stopniu w wielu branżach, takich jak:

• produkcja pojazdów mechanicznych (automotive),
• górnictwo,
• energetyka,
• lotnictwo,
• przemysł zbrojeniowy,
• kolejnictwo,
• produkcja maszyn rolniczych, budowlanych i górniczych.

Zobacz też

Jeśli szukasz praktycznego doboru pod materiał i typ połączenia gwintowego (żeby nie dublować treści w tym wpisie), sprawdź:

➡️ Kleje anaerobowe a rodzaj materiału – zabezpieczanie gwintów

FAQ – kleje anaerobowe

Czym różni się klej anaerobowy od „zwykłego” kleju montażowego?

Kleje anaerobowe utwardzają się po odcięciu dopływu tlenu w szczelinie i w kontakcie z metalem. Są projektowane głównie do połączeń metal–metal (gwinty, kołnierze, pasowania).

Dlaczego kleje anaerobowe są skuteczne przy wibracjach?

Po utwardzeniu wypełniają mikroszczeliny i mikronierówności, zwiększając tarcie statyczne i ograniczając możliwość samoistnego luzowania.

Do czego służą anaerobowe uszczelniacze gwintów rurowych?

Do wypełnienia wolnych przestrzeni w gwincie i uzyskania szczelności – bez względu na ciśnienie i siłę dociągnięcia złącza.

Na czym polega uszczelnianie porowatości (impregnacja) anaerobami?

To metoda uszczelniania mikroporowatości w odlewach, stosowana głównie w celu zapobiegania przeciekom.

Autor

Marcin Filipczyk – wieloletni specjalista w dziedzinie klejenia.

*wykorzystano materiały z Henkel Company „Worldwide design handbook”, wydanie drugie