Zestawy do naprawy gwintów pod lupą: Czy wkładki gwintowane naprawdę przywracają pełną wytrzymałość?

Wstęp

Zerwany gwint to jedna z tych awarii, które kiedyś oznaczały wyrzucenie drogiej części. Wkładki gwintowane obiecują, że to naprawią, twierdząc, że zapewniają wytrzymałość równą lub wyższą niż oryginalny gwint. Aby sprawdzić, czy to marketing, czy rzeczywistość, pięć popularnych metod naprawy doprowadzono do zniszczenia: Helicoil, V-Coil, Permacoil, Time-Sert oraz domową naprawę z JB Weld.

Wszystkie wkładki zamontowano w żeliwnych blokach testowych z użyciem sztyftów głowicy M11 ARP L19, złączek o wytrzymałości na rozciąganie 260 000 psi, czyli niemal dwukrotnie wyższej niż śruby klasy 8. Każdą naprawę rozciągano na hydraulicznym stanowisku, a czujnik zegarowy mierzył wydłużenie i przesunięcie, więc porównanie sprowadza się do liczb, a nie opinii.

Jak testowaliśmy

Każda wkładka typu coil przeszła ten sam podstawowy proces: rozwiercenie uszkodzonego gwintu, nagwintowanie nowych gwintów, nałożenie wysokowytrzymałego Loctite, montaż wkładki tuż pod powierzchnią, odłamanie trzpienia montażowego i pozostawienie kleju do utwardzenia na noc. Loctite nie zawsze jest wymagany, ale wszystkie te marki go dopuszczają, więc dla uczciwego porównania zastosowano to samo podejście w każdym przypadku.

Test zaczęło się od zmierzenia wydłużenia sztyftu w stanie dokręconym przy 3600 psi, potem siłę stopniowo zwiększano do limitu pompy hydraulicznej około 6500 psi, czyli około 18 000 funtów, i dalej. Dla porównania: sztyft L19 w nienaruszonym żeliwie osiągnął około 9500 psi bez uszkodzenia. W żeliwie olej do gwintowania nie jest wymagany i często tworzy tylko pyliste wióry, więc go pominięto.

Punkt odniesienia: Helicoil Thread Repair Kit

Helicoil to marka, którą większość ludzi kojarzy ze spiralnymi drutowymi wkładkami ze stali nierdzewnej, a zestaw kupiony do tego testu kosztował 45 dolarów. Zawiera narzędzie montażowe, plastikowy prowadnik wyrównujący w kształcie sześciokąta i gwintownik, ale nie wiertło; opakowanie zaleca wiertło 29/64 cala do tego zastosowania. Co ciekawe, elementy w tym zestawie wyglądają na wykonane w Chinach, co nie jest automatycznie dyskwalifikacją, choć najlepsze gwintowniki historycznie pochodziły zwykle skądinąd.

Montaż jest prosty: wiercisz, gwintujesz co najmniej 5/8 cala w pełni uformowanego gwintu, nakładasz Loctite do otworu, wkręcasz wkładkę około jeden gwint poniżej powierzchni, odłamyjesz trzpień i wycierasz nadmiar Loctite. Plastikowy prowadnik sześciokątny działa, choć samo narzędzie montażowe arguably radzi sobie z tym lepiej.

W teście naprawa Helicoil wykazała około 43 tysięcznych cala wydłużenia przy 6500 psi i wróciła do zaledwie 2 tysięcznych trwałego przesunięcia. Ostatecznie puściła gwałtownie przy około 8400 psi, w wulkanicznej erupcji żeliwa. Po skorygowaniu o krzywą modułu sztyftu wychodzi około 8438 psi szczytowej wytrzymałości wobec 9500 psi dla nienaruszonego gwintu. To i tak więcej niż śruba klasy 8, co jest naprawdę imponującym wynikiem dla zestawu za 45 dolarów.

Najlepszy pełny zestaw: V-Coil Thread Insert Kit

Zestaw V-Coil kosztował 38 dolarów z wysyłką i jest produkowany w Europie, co przy tej cenie sprawiło, że warto było mu dać szansę. W przeciwieństwie do Helicoil zawiera własne wiertło, nietypowy rozmiar 11.4 mm, a także niemiecki gwintownik ze stali szybkotnącej, narzędzie montażowe i przebijaki. Sam niemiecki gwintownik HSS może kosztować blisko tyle, ile cały ten zestaw z wysyłką, więc stosunek jakości do ceny trudno podważyć. Warto zauważyć, że idealny rozmiar wiertła dla zestawu Helicoil to byłoby 11.3 mm, rozmiar rzadki, który kosztowałby około 20 dolarów, gdyby kupić go osobno.

Proces jest taki sam jak wcześniej: wiercenie, gwintowanie, montaż z Loctite i odłamanie trzpienia dołączoną przebijaką. Ten gwintownik sprawował się odrobinę płynniej w twardym żeliwie, choć to subiektywne odczucie. Zetrzyj nadmiar Loctite i przedmuchaj otwór; magnes nie zadziała na stali 304.

V-Coil wypadł nieco lepiej niż Helicoil, wykazując 39 tysięcznych wydłużenia wobec 43, i wrócił do około 6 tysięcznych trwałego przesunięcia. Nigdy w ogóle nie uległ uszkodzeniu, wyczerpując pompę pneumatyczno-hydrauliczną przy 9330 psi, czyli około 25 800 funtów. To praktycznie tyle samo, co sztyft w nietkniętym żeliwie. Dla wkładek reklamowanych jako tak mocne lub mocniejsze niż oryginalny gwint, ta faktycznie to udowodniła.

Opcja budżetowa: Permacoil Thread Inserts

Permacoil przedstawia się jako „ta druga marka w naprawie gwintów”, a w tym teście użyto opakowania dziesięciu wkładek M11 ze stali 304 za 10 dolarów, polegając na wiertłach i gwintownikach już posiadanych z innych zestawów. To jest tu ciekawe pytanie: jeśli kupisz zestaw Helicoil, czy tańsze wkładki na uzupełnienie zrobią tę samą robotę?

Odpowiedź, zaskakująco, brzmi: tak. Mikroskopijne szczypce o cienkich końcach okazały się ulubionym narzędziem montażowym w warsztacie do tych wkładek, a do odłamania trzpienia wystarczy dowolne generyczne narzędzie.

W pierwszym etapie testów Permacoil zachował się bardzo podobnie do Helicoil i V-Coil, a podobnie jak V-Coil wyczerpał możliwości hydrauliki, osiągając najwyższe psi spośród wkładek coil przy limicie pompy i to przy najmniejszym wydłużeniu. Trwałe przesunięcie wyniosło tylko 4–5 tysięcznych, czyli mniej więcej grubość ludzkiego włosa. Jedna z najtańszych opcji w teście osiągnęła najlepsze wyniki w grupie coil, co dużo mówi o tym, jak mocne są nawet podstawowe wkładki ze stali nierdzewnej 304, gdy zostaną prawidłowo zamontowane.

Opcja premium: Time-Sert Thread Repair Kit

Time-Sert to system wkładek, który ludzie polecają, gdy chcą mieć robotę zrobioną „na właściwy sposób”, za około trzykrotność ceny pozostałych. Dopłata jest przynajmniej wytłumaczalna: zestaw zawiera szereg dedykowanych narzędzi, z których każde zaprojektowano do jednego konkretnego kroku. Używają pełnych wkładek z zsynchronizowanymi gwintami zewnętrznymi i wewnętrznymi, przy czym kilka dolnych zwojów jest niedogwintowanych i zostaje wygniecionych w otwór przez narzędzie montażowe, co ciasno zaciska wkładkę w gwintowanym otworze.

Proces jest bardziej złożony: wiercenie, potem frez pogłębiarz z ogranicznikiem, żeby wyczuć, kiedy jest wystarczająco głęboko, nagwintowanie otworu, wkręcenie luźnej wkładki, a potem użycie unikatowego narzędzia montażowego z mimośrodowym skrawaniem, wcześniej nasmarowanego, do docięcia wewnętrznych gwintów wkładki. Czuć, jak się dokręca, gdy pracuje na dnie. Pogłębienie pozwala górnemu kołnierzowi wkładki siedzieć równo z materiałem lub tuż pod nim.

W etapie umiarkowanych obciążeń Time-Sert wykazał niewielkie wydłużenie podobne do pozostałych, podążając za krzywą sztyftu L19 między 3600 a 6500 psi. Ale w górnym zakresie zawiodła wcześniej niż oczekiwano, przy około 7330 psi, przy czym wkładka wyglądała na przeciętą mniej więcej na pół i stawała się bardzo trudna do wykręcenia. Na plus: była to jedyne uszkodzenie, które nie zniszczyło dużej ilości otaczającego żeliwa, i i tak minimalnie przewyższa śrubę klasy 8. Wydanie więcej i otrzymanie bardziej rozbudowanych narzędzi wyraźnie nie kupiło tu większej wytrzymałości.

Porównanie wkładek samohamownych

Testowano także wkładkę samohamowną, choć nie udało się znaleźć wersji metrycznej M11, więc pracowała w gwincie 7/16-20 w porównaniu z wynikami klasy 8, co jest bliskim dopasowaniem średnicy wnętrza gwintu. Ten typ wymaga dużego otworu: wiertła 17/32 cala, ponad pół cala, a także gwintownika 5/8-11 i dużego zestawu gwintowników i narzędni. Używa standardowych skoków gwintu, więc gwintownik możesz już mieć, ale rozmiar otworu ogranicza, gdzie można go zastosować.

Montaż jest możliwy za pomocą uciętej śruby o tym samym skoku gwintu, ale uwaga: dociśnięcie jęzorków blokujących samym młotkiem lub przebijaką może zniszczyć wkładkę, więc kupiono właściwe narzędzie montażowe za 20 dolarów, co daje łącznie około 35 dolarów.

Wynik był najniższy w grupie: poddał się przy około 6400 psi, co odpowiada mniej więcej 140 000 psi wytrzymałości na rozciąganie, czyli poziomom zbliżonym do śruby klasy 8. To brzmi jak zarzut, ale nim nie jest: typowe złączki klasy 5, których używa większość pojazdów, wyciągnęłyby gwint na długo przed tym, zanim wkładka w ogóle by zawiodła. Nawet najniżej w zestawieniu wkładka przewyższa większość śrub, które prawdopodobnie w nią wkręcisz.

Awaryjna naprawa: JB Weld

Wreszcie klasyk garażowego mechanika: rozwiercasz gwint, aż praktycznie znika, zostawiając ledwie widoczną spiralę, za którą złapie się epoksyd, smarujesz JB Weld i czekasz 24 godziny. Nie wersję szybkoutwardzalną, zwykłą. Potem gwintujesz nowe zwoje w utwardzonym epoksydzie, który czuje się gumowaty i nienaturalnie, a efekt wygląda kiepsko, nawet jeśli w dotyku jest zaskakująco mocny.

Dokręcanie śruby w to miejsce to moment z palcami skrzyżowanymi, ale trzymało się znacznie lepiej niż expected — zawiodło przy około 4300 psi, z pomiarem 4282 psi. To odpowiada około 94 000 psi porównywalnej wytrzymałości śruby na rozciąganie, czyli wystarczająco, by wyczerpać nieoznakowaną śrubę klasy 2 i całkiem mocno dokręcić śrubę klasy 5 bez obaw. To nie jest rekomendacja do czegokolwiek krytycznego dla bezpieczeństwa, ale dla niekrytycznej części, jak uchwyt czy ostatni otwór w połączeniu na sześć śrub, to naprawdę znośne.

Porady zakupowe

Największa lekcja z tego testu: wydanie więcej nie kupuje wyraźnie większej wytrzymałości. Pełnowymiarowy zestaw Helicoil, europejski zestaw V-Coil i.okazyjnie tanie uzupełnienia Permacoil wszystkie wypadły na równi z najmocniejszymi dostępnymi złączkami ARP, a drogi system Time-Sert faktycznie zawiodł wcześniej, choć wciąż powyżej poziomu śruby klasy 8. Jeśli już masz zestaw Helicoil lub V-Coil, tanie wkładki na uzupełnienie wydają się całkowicie rozsądnym sposobem na utrzymanie go w zapasie.

Dla większości ludzi kompletny zestaw z właściwym wiertłem, gwintownikiem i narzędziem montażowym to najprostsza droga, a zestaw V-Coil wyróżnił się tym, że zawiera wszystko w przystępnej cenie. Wkładki samohamowne działają, ale wymagają dużych otworów i właściwego narzędzia montażowego. A JB Weld, choć nie jest poważną naprawą, trzymał się znacznie lepiej, niż większość by przypuszczała, przy naprawach niekrytycznych.

Podsumowanie

Naprawy wkładkami gwintowanymi zasłużenie obroniły się: nawet najsłabsza wkładka w tym porównaniu przewyższyła złączki klasy 5, których używa większość pojazdów, a najlepsze wkładki coil dorównały obciążeniom najwyższej klasy sztyftów ARP L19 w żeliwie. Status znanej marki i premium cena nie korelowały z lepszymi wynikami, co czyni przystępne pełne zestawy i paczki na uzupełnienie rozsądnymi zakupami dla większości warsztatów.