Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Определение технического состояния деталей ремонтного фонда и их сортировка



 

3.1 Очистка деталей

 

Операции по разборке агрегатов и очистке их деталей следуют друг за другом и выполняются на одном производственном участке. Знания природы и свойств загрязнений машин позволяют обоснованно и эффективно принимать меры по качественной очистке поверхностей деталей от этих загрязнений. Полная очистка от них определяет культуру производства, объективность сортировки и контроля деталей, качество их восстановления и последующую послеремонтную наработку агрегатов. Некачественная очистка деталей снижает послеремонтную наработку агрегатов на 20 – 30%.

Разборочно-моечные работы включают разборку, мойку и очистку объектов ремонта и деталей, а также подъёмно-транспортные работы. Разборочные работы органично сочетаются с многостадийной мойкой и очисткой. С этой целью разборка выполняется, как правило, в несколько этапов: предварительная разборка узла, агрегата и окончательная разборка (в один или несколько этапов). Этапы разборки чередуются с моечно-очистными операциями, что позволяет повысить качество очистки деталей узлов и агрегатов.

Совершенствование моечно-очистных работ идёт по пути внедрения прогрессивных методов и новых моющих средств.

 

3.1.1 Виды и свойства загрязнений

 

По месту и времени своего образования загрязнения подразделяют на эксплуатационные и технологические (рис. 3.1).

Машина, поступившая в ремонт, несёт на поверхностях своих деталей огромное количество эксплуатационных загрязнений. Эти загрязнения на наружных и внутренних поверхностях различны. На наружных поверхностях имеются остатки материалов, с которыми взаимодействовала машина, масла и смазки, маслогрязевые отложения, остатки герметизирующих мастик, разрушенные лакокрасочные покрытия, продукты коррозии и др. Загрязнения на внутренних поверхностях деталей представляют собой углеводородные отложения в результате старения и химико-термического превращения смазочных материалов и топлива, продукты изнашивания, остатки герметизирующих паст, материал разрушенных прокладок, а также накипь в виде солей кальция и магния.

 

  Рисунок 3.1 – Классификация загрязнений

 

Детали машин в процессе восстановления покрываются технологическими загрязнениями (окалиной, стружкой, притирочными пастами, смазочными маслами, очистными материалами, продуктами приработочного изнашивания и др.). Такие загрязнения уступают эксплуатационным по массе и прочности, но перед сборочными операциями они должны быть также удалены с деталей.

Основную массу загрязнений по химическому составу делят на две большие группы – кремнеземные (минеральные) и углеводородные (органические).

Кремнеземные загрязнения образуются на поверхностях деталей в результате их взаимодействия с почвой и почвенной пылью.

Углеводородные загрязнения образуются в результате взаимодействия на поверхностях деталей топлив и масел с газами и влагой при повышенной температуре. Они включают: масла и нейтральные смолы, оксикислоты, асфальтены, карбены и карбоиды, несгораемый остаток (зола).

Загрязнённые масла на ранней стадии окисления присутствуют на большинстве поверхностей деталей. Нейтральные смолы входят в состав нефтепродуктов. Они полностью растворяются в петролейном эфире и бензине. Оксикислоты способны образовывать соли в результате диссоциации, окисления и реакции омыления. Асфальтены – продукты уплотнения нейтральных смол, хрупкие неплавкие вещества, разлагающиеся при температуре более 300°С с образованием кокса и газов. Асфальтены растворяются в бензоле, хлороформе и сероуглероде. Карбены и карбоиды – продукты уплотнения и полимеризации углеводородов при термическом разложении масел и топлива. Карбены растворимы в сероуглероде и пиридине, а карбоиды не растворимы ни в каких растворителях.

С увеличением температуры и времени окисления масел наблюдается количественный рост оксикислот, асфальтенов, карбенов и карбоидов в загрязнениях с увеличением доли веществ, содержащихся в конце приведенного ряда.

В зависимости от соотношения составляющих веществ, углеводородные загрязнения подразделяются на масляные, асфальтосмолистые, лаковые и нагар.

Масляные загрязнения – это смесь масел с кремнеземными составляющими.

Асфальтосмолистые отложения состоят из веществ, которые не растворяются в масле и обладают большей по сравнению с ним плотностью. Состав отложений: окисленные масла и смолы – 40–85%, карбены, карбоиды и зола 20–30%.

Лаковые отложения (плёнки) образуются на немногочисленной группе деталей, например, на шатунах и поршнях, за счет тонкослойного окисления масла.

Основу нагара составляют карбены и карбоиды (35–75%), масла и смолы (8–30%). В небольшом количестве имеются оксикислоты, асфальтены и зола. Большая удельная масса нерастворимых или труднорастворимых компонентов нагара затрудняет его удаление.

Отдельный вид загрязнений представляет накипь, которая откладывается на внутренних поверхностях стенок радиаторов и рубашек охлаждения двигателей. Её образование обусловлено содержанием в воде растворённых солей кальция и магния. По химическому составу накипь разделяют на карбонатную (CaCО3, MgCO3, и Mg(HCO3)2), некарбонатную (CaSO4,. MgSiO3, и CaSiO3) и смешанную. Карбонатные соли обусловливают временную жёсткость воды, а некарбонатные – постоянную. Первую устраняют нагреванием воды до 70–80°С или её кипячением, при этом из неё выпадают соли в виде шлама. Вторая жесткость обусловлена солями, не выпадающими в осадок при нагревании воды.

Продукты коррозии образуются в результате химического или электрохимического разрушения металлов.

Разрушенные лакокрасочные покрытия необходимо удалять с поверхности деталей, поэтому их относят к загрязнениям.

Разнообразие видов загрязнений и разные значения их одноимённых свойств требуют дифференцированного подхода к назначению технологических операций для очистки деталей от этих загрязнений.

 

3.1.2 Физические основы очистки поверхностей деталей от загрязнений

 

Очистные материалы подразделяются по виду основного технологического эффекта, сопровождающего процесс, на растворяющие, эмульгирующие и диспергирующие. Первые два вида сред, которые получили наибольшее распространение, применяются в жидком виде, а последний – в жидком или твёрдом состоянии.

Основные явления, обусловливающие очистное действие среды, включают растворение, смачивание, физико-химическую адсорбцию, эмульгирование, диспергирование и стабилизацию загрязнений.

Растворение – это процесс образования однородной системы из двух веществ с равномерным распределением одного вещества в другом. Наибольшей взаимной растворимостью характеризуются вещества со сходными строением и свойствами – «подобное растворяется в подобном».

Молекулы воды, спиртов, кислот, щелочей и различных химических элементов полярны, т.е. обладают дипольным моментом. У молекул некоторых веществ дипольный момент может индуцироваться (наводиться) при соприкосновении с полярными молекулами. К таким веществам относятся, например, углеводороды ароматического основания.

Характер межмолекулярного взаимодействия определяет взаимную растворимость жидкостей. При введении в растворитель растворяемого вещества (рис. 3.2) их молекулы вступают в электростатическое взаимодействие, образуя агрегатированные молекулы (сольваты). Последние равномерно распределяются по всему объёму растворителя. Растворение сопровождается и диффузией как медленным проникновением молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого вещества. Последний механизм растворения типичен для неполярных жидкостей. В этом случае вязкость смешиваемых веществ имеет основное значение.

Смачивание заключается в растекании капли жидкости, помещённой на поверхности твёрдого тела. Это свойство зависит от поверхностного натяжения жидкости, сочетания составов жидкости и твёрдого тела. Смачивание – результат межмолекулярного взаимодействия сред на границе соприкосновения трёх фаз: твёрдое тело – жидкость – газ.

Процесс смачивания позволяет очистному раствору проникать в поры и трещины твёрдого тела. Углеводородные загрязнения не смачиваются водой, минеральные же частицы обычно смачиваются, но при отсутствии жировых плёнок на поверхности.

Силы в поверхностном слое жидкости стремятся придать ей такую форму, чтобы её поверхность была наименьшей. На каждую элементарную площадку у края жидкости, растекающейся по поверхности твёрдого тела (рис. 3.3), действуют силы Р1, Р2 и Р3 на границах соответственно твёрдое тело – газ; твёрдое тело – жидкость; жидкость – газ. Жидкость растекается по поверхности при благоприятном соотношении этих сил, зависящих от свойств взаимодействующих веществ. Краевой угол смачивания φ определяется из соотношения

 

(3.1)

 

Чем меньше значение угла φ, тем больше смачивающая способность жидкости.

 

 
Рисунок 3.2 – Модель агрегатированной молекулы: 1 – молекулы растворителя; 2 – молекулы растворяемого вещества (загрязнения) Рисунок 3.3 – Схема взаимодействия капли жидкости с поверхностью твёрдого тела и газовой средой: а – смачивание поверхности; б – поверхность не смачивается; 1 – капля жидкости; 2 – твёрдое тело; 3 – газовая среда (воздух)

 

На границе очищаемой поверхности и раствора имеется пограничный слой молекул, не уравновешенных жидкой средой. Молекулы слоя подвержены притяжению молекул всего объёма этой жидкости, поэтому слой обладает избытком свободной энергии или адсорбционной активностью. Избыток свободной энергии определяет поверхностную энергию или натяжение. Поверхностное натяжение измеряют работой, которую необходимо затратить на увеличение поверхности жидкости на 1 см2, а произведение поверхностного натяжения на величину поверхности называют свободной поверхностной энергией. Способность вещества понижать последнюю характеризует его поверхностную активность. Таким образом, вещества, способные понижать поверхностное натяжение раствора, называются поверхностно-активными веществами (ПАВ).

ПАВ представляют собой полярные органические соединения. Популярность ПАВ обусловлена строением молекул, состоящих из гидрофобной и гидрофильной частей. Гидрофобная (водоотталкивающая) часть молекулы состоит из остатка углеводородной цепи длиной 10...18 углеродных атомов и способствует растворению ПАВ в масле. Гидрофильная часть молекулы содержит карбоксильную СООН, гидроксильную ОН, сульфатную OSO3, или аминогруппу NH2 и способствует растворению ПАВ в воде.

Адсорбция ПАВ сопровождается образованием адсорбционного и сольватного слоёв молекул, покрывающих все поверхности. Процесс адсорбции как увеличение концентрации растворенного вещества у поверхности загрязнений уменьшает прочность его соединения с металлической поверхностью и прочность самого загрязнения, что приводит к образованию микротрещин в загрязнении и его последующему разрушению (диспергированию). В зависимости от активности ПАВ адсорбционные процессы сопровождаются различными эффектами: диспергирующими, расклинивающими, капиллярными и их комбинацией. Так, расклинивающее давление в микротрещинах достигает значений 80...100 МПа, а капиллярные давления – 150...260 MПа, что обеспечивает разрушение твёрдых загрязнений. Вещества, способные адсорбироваться на поверхности гидрофобных частиц называются эмульгаторами.

Наибольшее применение в очистных процессах нашли коллоидные (мылоподобные) ПАВ. В водных растворах коллоидные ПАВ имеют высокую поверхностную активность, они способны образовывать коллоидные агрегаты – мицеллы. Причиной мицеллообразования является наличие в молекулах сильнополярной группы и гидрофобного радикала. Эта способность проявляется при пороговой концентрации ПАВ. Образование мицелл при критической концентрации мицеллообразования (ККМ) приводит к резкому изменению очистных свойств растворов ПАВ, при этом меняются плотность, электрическая проводимость, поверхностное натяжение и моющее действие этих растворов. Величина ККМ зависит от типа ПАВ, наличия в растворе щелочных добавок и температуры раствора. Для различных ПАВ значения ККМ составляют 1...10 г/л.

Щелочные добавки значительно снижают ККМ, что обеспечивает эффективное очистное действие раствора при меньшем расходе ПАВ.

Водные растворы коллоидных ПАВ при концентрации выше ККМ способны поглощать значительное количество нерастворимых в воде веществ с образованием прозрачных, не расслаивающихся со временем растворов. Этот процесс называется коллоидным растворением, или солюбилизацией. Явление солюбилизации объясняется способностью мицелл ПАВ поглащать гидрофобными углеводородными радикалами молекулы веществ, нерастворимых в воле.

Загрязнения, как правило, состоят из жидкой (масла, смолы) и твёрдой (пыль, асфальтены, карбены и др.) частей. Такие загрязнения удаляют с поверхности изделия путём эмульгирования жидкой фазы (образование эмульсий) и диспергирования твёрдой фазы (образования дисперсий). На процессы эмульгирования и диспергирования большое влияние оказывает механическое воздействие раствора, способствующее разрушению загрязнений.

Суть стабилизации процесса очистки заключается в способности очистного раствора удерживать в своём объёме загрязнения, препятствуя обратному осаждению их на очищенные поверхности детали.

Процесс очистки поверхности металла от загрязнения в жидком растворе ПАВ можно представить множеством воздействий (рис 3.4).

 

Рисунок 3.4 – Схема очистного процесса в жидких технологических средах: а – г – стадии процесса; 1 – капли воды; 2 – загрязнение; 3 – очищаемая поверхность; 4 – моющий раствор; 5 – гидрофильная часть молекулы ПАВ; 6 –гидрофобная часть молекулы ПАВ (радикал); 7 – перевод частиц загрязнений в раствор; 8 – частицы загрязнения, стабилизированные в растворе; 9 – адсорбированные молекулы ПАВ на очищенной поверхности

 

Вода, обладающая большим поверхностным натяжением, не смачивает гидрофобные загрязнения, а стягивается в отдельные капли. Растворение в воде очистного средства уменьшает поверхностное натяжение раствора, что приводит к проникновению его в трещины и загрязнения. Капиллярное и расклинивающее действия раствора приводят к разрушению загрязнений. Отколовшиеся грязевые частицы переходят в раствор. Молекулы ПАВ адсорбируются на загрязнениях и очищенной поверхности и препятствуют укрупнению частиц и оседанию их на поверхности. В результате частицы загрязнений во взвешенном состоянии стабилизируются в растворе и удаляются вместе с ним.


 

 

3.1.3 Способы очистки поверхностей деталей от загрязнений

 

В зависимости от характера взаимодействия очищающих сред с загрязнёнными поверхностями способы очистки можно объединить в четыре группы: механические, физико-химические, термохимические, смешанные.

Механические способы основаны на взаимодействии твёрдых, жидких и смешанных очищающих сред с загрязнёнными поверхностями или на создании отрывающих усилий за счёт вибрации и используются при очистке объектов ремонта водной струёй, дробью, смесью абразива с водой, косточковой крошкой, ручными и механизированными щётками, шлифовальными машинками.

Физико-химические способы очистки базируются на использовании химических и физических свойств различных жидких сред (кислых, щелочных, нейтральных), которые разрушают загрязнения и образуют с ними эмульсии, суспензии, взвеси. Жидкие растворы на объект очистки подаются струями или потоком. В моечном оборудовании, основанном на физико-химическом воздействии очищающей среды на загрязнения, может быть использован принцип погружения объекта ремонта в жидкий раствор.

При мойке погружением применяют растворы с высокой концентрацией ПАВ и температурой 90–95°С. Эффективность очистки объектов ремонта жидкими растворами может быть повышена в результате введения в ванны ультразвуковых колебаний, электрического тока, создания движения жидкости, колебания и вибрации изделий и других факторов.

Термохимические способы очистки основаны на использовании тепла. На этом принципе основано удаление старых лакокрасочных покрытий и нагара открытым пламенем и очистка деталей в расплаве солей и щёлочи.

В последнее время наибольшее распространение получили следующие виды очистки поверхностей деталей от загрязнений:

ü гидродинамическое разрушение и смывание струёй воды с образованием взвеси;

ü растворение;

ü эмульгирование;

ü разрушение потоком металлической дроби, стеклянных шариков, кварцевого песка, пластмассовой или косточковой крошки;

ü электрохимическая обработка;

ü ультразвуковая обработка в жидкости;

ü термическое разрушение;

ü срезание скребками, щётками.


 

3.1.4 Очистные технологические среды

 

Применяют жидкие технологические среды на основе органических растворителей и технических моющих средств. Однако эти средства не могут с необходимой производительностью очистить детали от загрязнений всех видов, поэтому используют и другие средства.

Органи ческие растворители обладают незначительным поверхностным натяжением, они способны растворять загрязнения с образованием однофазных растворов переменного состава. Полученные растворы содержат не менее двух компонентов. К этим очистным средам предъявляют следующие требования: высокая растворяющая способность, нетоксичность, пожаробезопасность и нейтральность по отношению к материалу очищаемой поверхности. Кроме того, растворители должны подвергаться регенерации. Важные характеристики растворителей: летучесть, температура кипения и вспышки. Углеводородные растворители принадлежат к слабополярным гидрофобным веществам, их применяют для растворения неполярных и слабополярных загрязнений: масел, жиров, простых эфиров и битумов. По составу органические растворители делятся на две группы (табл. 3.1).

Таблица 3.1 – Органические растворители и их свойства

 

Растворители Плотность при 20º С, кг/м3 Температура кипения, º С Поверхностное натяжение при 20º С, Н/м
Нехлорированные углеводороды
Бензин Б-70 Керосин Уайт-спирит Бензол Толуол Ксилол Метиловый спирт Этиловый спирт Изопропиленовый спирт Ацетон Циклогексанон Этилацетат Бутилацетат 680–730 790–830 40–180 200–310 165–200 80, 1 110, 6 137–141 64, 5 78, 3 82, 4 56, 2 161, 1 77, 1 126, 1 – – – 28, 8 28, 5 25–30 22, 5 – – 23, 3 33, 9 23, 7 25, 2
Хлорированные углеводороды
Хлористый метилен Метилхлороформ Перхлорэтилен Трихлорэтилен Четырёххлористый углерод Дихлорэтан 39, 9 73, 9 87, 2 121, 2 76, 8 57, 3 28, 1 25, 7 29, 5 32, 9 25, 7 24, 0

 

Первую группу образуют алифатические углеводороды, полученные из нефти (керосин, уайт-спирит, бензин), ароматические углеводороды, получаемые из каменноугольной смолы (бензол, толуол, ксилол), неароматические кольцевые углеводороды (скипидар), спирты (метиловый, этиловый, изопропиленовый), кетоны (ацетон, циклогексанон) и эфиры (этилацетат, бутилацетат). Все они токсичны и пожароопасны.

Во вторую группу входят хлорированные углеводороды. Почти все они негорючи, но токсичны. При взаимодействии с водой, светом и теплом нестабилизированные хлорированные растворители разлагаются, а продукты разложения (соляная кислота, хлор, фосген) вызывают коррозию металлов. Хлорированные углеводороды работают при комнатной температуре.

Хлорированные углеводороды обеспечивают высокое качество очистки деталей, но требуют больших затрат на обеспечение безопасных условий труда, исключающих контакт растворителя и продуктов его превращений с организмом оператора. Наибольшее применение при очистке деталей получил четыреххлористый углерод. Замена растворов на слаботоксичные типа хлористого метилена обычно приводит к недопустимому снижению качества очистки.

Некоторые литературные источники рекомендуют в качестве очистных средств фторсодержащие углеводороды. Однако они разрушают озоновый слой атмосферы, поэтому запрещены международными соглашениями к использованию.

Растворяюще-эмульгирующие средства. При накоплении предельной массы загрязнений в органических растворителях процесс очистки прекращается. Этот недостаток частично устраняется применением растворяюще-эмульгирующих средств (РЭС).

РЭС состоят из базового и дополнительного растворителей, ПАВ и небольшой добавки воды. Базовым растворителем служат ксилол, уайт-спирит или хлорированные углеводороды. Дополнительный растворитель обеспечивает однородность и стабильность раствора с эмульгированным (диспергированным) загрязнением. В качестве дополнительного растворителя применяют ализариновое масло, канифоль и трикрезол. Детали после извлечения из РЭС помещают в воду или раствор ПАВ, где происходит эмульгирование загрязнений.

РЭС применяют при очистке деталей от асфальтосмолистых отложений при температуре 20–50 °С.

Очистные среды на основе растворов щелочных веществ и ПАВ. Создание технических моющих средств (ТМС) на основе щелочных веществ и ПАВ – одно из важнейших достижений в области очистки техники.

Щелочные компоненты в ТМС изменяют химический состав загрязнений и повышают активность ПАВ. Щелочную реакцию раствору придают как щёлочи, так и щелочные соли. Щелочная реакция раствора щелочей объясняется их диссоциацией, а раствора щелочных солей – пиролизом.

Из щелочей применяют едкий натр, а в качестве щелочных солей – кальцинированную соду, силикаты (метасиликат натрия, жидкое стекло) и фосфаты (тринатрийфосфат, триполифосфат). Степень гидролиза солей возрастает с понижением их концентрации и повышением температуры раствора. Щелочные вещества умягчают воду, нейтрализуют свободные жирные кислоты, омыляют загрязнения и поддерживают необходимую концентрацию водородных ионов (показатель рН).

ТМС являются многокомпонентными смесями веществ, каждое из которых выполняет определенные функции в процессе очистки. Состав ТМС подбирают для применения в конкретном технологическом процессе очистки деталей из определенного материала от заданных загрязнений.

Для приготовления ТМС применяют синтетические иогенные или неиогенные ПАВ. Первые в водных растворах диссоциируют на ионы, вторые ионов не образуют. К первой группе ПАВ относят: алкилсульфаты первичные и вторичные; алкансульфонаты; сульфонаты карбоновых кислот, их амидов и эфиров; алкиларисульфонаты; алкилфосфаты. К неиогенным ПАВ относят оксиэтилированные алкилфенолы, оксиэтилированные высшие жирные спирты и алканоламиды. Неиогенные ПАВ сохраняют моющую способность в жёсткой воде и в других средах с различными значениями рН.

Большинство ТМС состоит из смесей щелочных неорганических веществ – кальцинированной соды, силиката натрия, простых и полимерных солей фосфорной кислоты с небольшими добавками ПАВ. К таким порошкообразным ТМС относят лабомид, МС, МЛ, викол, темп и другие. ТМС лабомид, МС, МЛ и темп практически взаимозаменяемы при очистке деталей.

Лабомиды 101, 102, 203 и 204 – это смеси ПАВ и щелочных неорганических солей. Предназначены для очистки деталей из чёрных и некоторых цветных металлов от маслогрязевых и асфальтосмолистых загрязнений.

Средства МС-6 и МС-8 представляют собой смеси неиогенных ПАВ с неорганическими щелочными солями. МС-6 предназначено для очистки деталей шасси тракторов, автомобилей, комбайнов, их агрегатов и узлов. МС-8 – предназначено для очистки деталей двигателей.

МЛ-51 и МЛ-52 – смеси ПАВ с щелочными неорганическими солями. МЛ-51 предназначена для очистки деталей от остатков горючесмазочных материалов, маслогрязевых отложений и консервационных покрытий. МЛ-52 служит для очистки деталей от остатков горючесмазочных и асфальтосмолистых отложений.

МС-15 – смесь неиогенных ПАВ с неорганическими щелочными веществами. Средство предназначено для очистки машин, агрегатов, узлов и деталей от масляных отложений в различных очистных машинах погружного типа.

Концентрация ТМС в растворах составляет 15–30 г/л, а рабочая температура этих растворов равна 80–90°С.

Необходимость уменьшить коррозионное воздействие на поверхность деталей из цветных металлов и сплавов обусловила применение ТМС на основе неиогенных ПАВ в смеси с растворителями и органическими добавками к ним.

К ним относят средства: «Вертолин-74», «Истра», «Импульс»,
«Фокус-74», ТМС-57», «Омега» и др.

Назначение и характеристика других ТМС следующие.

ТМС-31 – водный раствор смеси ПАВ и органических добавок. Предназначен для очистки поверхностей металлов и сплавов (в том числе полированных) от масляных загрязнений и остатков полировальных паст.

Средства Анкрас и СЭП-411 применяют для удаления старых лакокрасочных покрытий.

Внедрение ТМС обеспечивает снижение стоимости очистных растворов на 40–60% и сокращение времени очистки в 5–7 раз по сравнению с органическими растворителями.

Очистка растворов. Для продления срока службы раствора и экономии ТМС необходима его очистка от частиц загрязнений. Применяют процеживание, отстаивание, коагуляцию, флотацию и фильтрование.

Процеживание применяют на первой стадии очистки растворов с целью отделения крупных твёрдых и волокнистых загрязнений. Процеживание ведут через решётки и сетчатые корзины.

Отстаивание применяют как пассивный способ очистки растворов в струйных и погружных машинах. Однако, при этом способе затруднено удаление осевших минеральных взвесей и всплывших нефтепродуктов.

Коагуляция представляет собой укрупнение частиц загрязнений и их выпадение из коллоидного раствора в виде хлопьевидного осадка. Лучшими коагуляторами являются железный купорос и гашёная известь.

Флотация основана на прилипании частиц загрязнений к воздушным пузырькам, образовании пены и удалении её. Качество и время очистки зависят от исходной концентрации нефтепродуктов и взвесей, а также дисперсности пузырьков воздуха. Однако, вместе с загрязнениями удаляются и ПАВ.

Центробежное фильтрование ведут в гидроциклонах или центрифугах. Для осаждения твёрдых включений применяют напорные гидроциклоны, а для удаления всплывших жидких загрязнений – открытые безнапорные.

Способ у ультрафильтрации получил распространение для отделения эмульсий. Раствор при этом фильтруют через полунепроницаемые мембраны под давлением, превышающем осмотическое. Мембрана в таком случае пропускает молекулы растворителя, задерживая растворённое вещество.

Твёрдые очистные среды, расплавы, кислоты и щёлочи. Прочные неомыляемые загрязнения удаляют с поверхности детали путём их механического дробления потоком твёрдых частиц (косточковой крошки фруктовых растений, стеклянными шариками диаметром 0, 3–0, 8 мм, частицами полиэтилена или полиамида, корундом, чугунной или стальной дробью, кварцевым песком). Среда переноса этих частиц – сжатый воздух, вода, растворы ТМС.

Расплав щелочей и солей состоит из едкого натра NaOH, азотнокислого натрия NaNO3, и хлористого натрия NaCl. Он очищает поверхности деталей практически от всех видов загрязнений.

Растворы кислот или щелочей. Серную и соляную кислоты используют для травления, очистки от продуктов коррозии, накипи, лакокрасочных покрытий и асфальтосмолистых отложений. Применяют также уксусную, щавелевую, олеиновую, лимонную и нафтеновую кислоты. Коррозионная активность кислот уменьшается при введении в очистной раствор ингибирующих добавок.

Растворы каустической соды применяют в выварочных ваннах для снятия старой краски.

 

3.1.5 Очистное оборудование и его характеристика

 

Наибольший объём общей очистки деталей выполняют в струйных или погружных машинах проходного или тупикового типа, заправленных жидкими технологическими средами.

Основные элементы струйной машины проходного типа (рис. 3.5): очистная камера 7, ванна с раствором 6, фильтры 5 и 9, насосные
агрегаты 11, система гидрантов 8, транспортирующее устройство. Раствор нагревают паровыми или электрическими теплообменниками. При работе машины насосы подают очистную среду под давлением 0, 2–1, 0 МПа в систему гидрантов, которые представляют собой фигурные трубопроводы со множеством сопел. Форма гидрантов, число и направление сопел обеспечивает формирование струй, направленных в наиболее загрязнённые места. В некоторых машинах гидранты выполнены подвижными, что позволяет струям раствора взаимодействовать с очищаемой поверхностью с разных направлений со сканирующим эффектом.

 

Рисунок 3.5 – Машина для струйной очистки деталей:   1 – тамбур; 2 – вентиляционный отвод; 3 – люк; 4 – флотационный отсек; 5 и 9 – фильтры напорные; 6 – ванна с раствором и нагревательными элементами; 7 – очистная камера; 8 – система гидрантов; 10 –ёмкость подачи раствора; 11 – насосный агрегат; 12 – приборы

 

 

В процессе очистки изделия поступательно перемещаются на транспортере или подвесном конвейере относительно гидрантов. Пе­ремещение деталей на подвесном конвейере обеспечивает лучшее качество их очистки, а перемещение на решётчатом транспортере исключает время их завешивания на подвески.

Устройство погружной машины крестово-роторного типа приведено на рис. 3.6. Внутри ванны 5 на опорах установлен вал 4 с крестовинами. Вал приводится во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу и редуктор. На шипы крестовины устанавливают контейнеры 3 с деталями. Теплообменник 7 нагревает раствор. Маслосборник 6 и устройство для сбора загрязнений 2 с насосом 8 поддерживают чистоту раствора. Дно ванны выполнено с уклоном для облегчения удаления шлама.

 

Рисунок 3.6 – Машина для погружной очистки деталей от маслогрязевых и асфальтосмолистых загрязнений:   1 – ротор-активатор; 2 – устройство для сбора загрязнений; 3 – контейнер; 4 – вал с крестовинами; 5 – ванна; 6 – маслосборник; 7 – теплообменник; 8 - насос

 

Машина работает следующим образом. При открытой крышке ванны устанавливают контейнеры с очищаемыми объектами на шипы крестовин. Закрывают крышку и включают привод вращения вала. Контейнеры с очищаемыми объектами с частотой 3–10 мин-1 погружаются в очистной раствор и извлекаются из него. Частоту вращения вала выбирают из расчёта, чтобы раствор успевал заполнять полости деталей и вытекать из них во время нахождения очищаемого объекта в растворе и над ним соответственно. Это обеспечивает непрерывное обновление раствора на очищаемых поверхностях деталей и высокую скорость диффузионных процессов в граничном слое жидкости.

Производительность и качество погружной очистки увеличивают радиальные роторы-активаторы, осевые винты и ультразвуковые излучатели.

Струйные машины легко приспосабливаются к конвейерной очистке, они менее металлоёмки, у них меньшая мощность механического привода, однако эти машины требуют большего расхода тепловой энергии на нагрев раствора.

Погружные машины лишены ряда приведённых недостатков, однако требуют больших трудозатрат на загрузку и выгрузку деталей. Общие затраты на создание и эксплуатацию погружных машин меньше, чем струйных. Ряд передовых ремонтных заводов ведет очистку ремонтируемой техники только в погружных машинах.

Имеется ряд машин, специализированных по очистке деталей от прочных загрязнений различных видов.

Детали топливной арматуры очищают в установках УЗВ-15М,
УЗВ-16М, УЗВ-17М и УЗВ-18М с ультразвуковыми колебаниями очищающей среды. Установки включают ванну и ультразвуковой генератор.

Остатки лакокрасочных покрытий снимают с деталей из чёрных металлов в роторных погружных машинах, заправленных 1, 5–3, 0%-ным раствором каустической соды. Этот способ очистки деталей требует последующего их ополаскивания в растворе ТМС.

Гильзы цилиндров производительно очищают от накипи в 15%-ном растворе соляной кислоты, подогретом до температуры 60°С. Процесс протекает при включённой вентиляции. Для изготовления ванн применяют дорогие кислотостойкие материалы. Несмотря на простоту процесса, следует учитывать, что он требует больших затрат на обеспечение безопасных условий труда. Необходима нейтрализация раствора как оставшегося на поверхностях очищаемых деталей, так и находящегося в виде паров в вентиляционных каналах.

Очистка деталей из алюминиевого сплава от углеводородных отложений эффективна в расплаве щелочей и солей в четырёхсекционных машинах. Непосредственно отделение загрязнений протекает в первой секции с расплавом едкого натра NaOH (65%), азотнокислого натрия NaNO3 (30%) и хлористого натрия NaCl (5%), нагретого до температуры 300°С. В остальных секциях ведут нейтрализацию, осветление и промывку поверхностей деталей. Очистка деталей из чёрных металлов допускает повышение температуры расплава до 400–420°С. По этой технологии, например, очищают коленчатые валы с прочными загрязнениями во внутренних полостях в шатунных шейках.

Широко применяют очистку деталей из алюминиевого сплава от прочных загрязнений потоком косточковой крошки, зернами полиэтилена или полиамида в струе сжатого воздуха.

Гильзы, головки и блоки цилиндров, впускные трубы и другие детали очищают от нагара косточковой крошкой. Однако, эта очистка сопряжена с большими трудозатратами на непрерывное относительное перемещение очищаемого изделия и эжекционного пистолета. Кроме того, для установки оборудования требуется яма в полу. Большой расход сжатого воздуха для создания разрежения в эжекционном пистолете сопряжён с большими эксплуатационными расходами.

В производство внедрена очистка деталей стеклянными шариками диаметром 0, 3–0, 8 мм. Этот вид очистки по сравнению с очисткой деталей косточковой крошкой более производительный, здесь меньшая стоимость очистного агента, машина имеет меньшие габариты, а процесс легче механизируется. Материал шариков, по сравнению с другими искусственными материалами, характеризуется наибольшим значением коэффициента восстановления при ударе (15/16).

Установка для очистки от нагара поршней двигателей внутреннего сгорания (рис. 3.7) включает корпус 1 с приводом, камеры 7 и сборник-фильтр 10.

 

Рисунок 3.7 – Машина для очистки деталей потоком стеклянных шариков:   1 – корпус; 2 – электродвигатель; 3 и 5 – ременные передачи; 4 – редуктор; 6 – вал; 7 – камера; 8 – дверь; 9 – эжекционные форсунки; 10 – сборник-фильтр; 11 – матерчатый фильтр; 12 – сетка; 13 - эжектор

 

На корпусе 1 установлены все узлы установки. Электродвигатель 2 посредством клиноременной передачи 3 приводит в движение червячный редуктор 4, который, в свою очередь, клиноременной передачей 5 соединен с двумя шкивами, установленными на валах 6. На других концах валов закреплены стаканы, в которые устанавливают очищаемые детали.


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 850; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.093 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь