книги из ГПНТБ / Савченко, В. И. Очистка и мойка машин

в течение нескольких часов, температура моющего раствора повышается до 95—100°.

Органические растворители и эмульсионные препара­ ты используются для очистки при комнатной температу­ ре, иногда при 40—50°.

Исследования советских и зарубежных ученых пока­ зали, что скорость очистки физико-химическим способом значительно возрастает, если применить механическое воздействие моющего реагента на очищаемый объект. Осуществляют это в основном несколькими способами: возбуждением моющего реагента в ваннах лопастными винтами, затопленными струями, барботажем паром или сжатым воздухом; подачей моющих реагентов под дав­ лением через душевые устройства (струйный метод); циркуляцией моющего реагента; вибрацией очищенных объектов на погружных платформах.

Подробное описание конструкций и принципов дейст­ вия моечных установок, используемых для таких спосо­ бов очистки, приведено в последующих разделах.

энергии.

В качестве токопроводящей среды используются водные растворы щелочных препаратов или синтетиче­ ских моющих средств. Погружение детали в такой раствор приводит к разрыву масляной пленки и собира­ нию ее в капельки под действием сил поверхностного натяжения. Оголившиеся участки поверхности контакти­ руют с раствором, в результате чего между анодом и ка­ тодом (деталью) проходит электрический ток. Протека­ ние тока через раствор изменяет электрический заряд очищаемой поверхности (поляризации) и способствует выделению на ней водорода. При поляризации очищае­ мой поверхности в результате уменьшения площади кон­ такта образовавшихся капелек уменьшается сила сцепле­ ния масляного загрязнения с металлом. Пузырьки выде­ ляющегося газа, отрываясь от металла около капли масла, задерживаются на ее поверхности и остаются на границе между маслом и раствором. Прочность такого положения пузырьков определяется их размером. С уве­ личением размеров пузырька за счет включения новых порций выделяющегося газа капля масла под влиянием подъемной силы пузырька вытягивается, сила сцепления

ft

ее с поверхностью металла уменьшается, она отрывается и вместе с пузырьком переходит в раствор.

Выделение большого количества газа сопровождается сильным возбуждением раствора вблизи очищаемой по­ верхности, что также способствует интенсификации процесса очистки деталей.

Основными факторами, влияющими на электрохими­ ческую очистку, являются: состав, концентрация и темпе­ ратура раствора, плотность тока.

С повышением концентрации препаратов и темпера­ туры раствора возрастает его электропроводность, что уменьшает расход электроэнергии на процесс очистки.

Плотность тока должна быть такой, чтобы количество выделяющихся пузырьков газа было достаточным и для механического отщепления капелек масла и для интен­ сивного перемешивания раствора. Перемешивание раствора выделяющимися газами ускоряет процесс очистки.

Чем больше плотность тока при данном количестве загрязнений, тем быстрее обезжиривается поверхность. С другой стороны, чем больше жиров, тем больше при заданной продолжительности очистки должна быть плот­ ность тока. Обычно процесс электрохимической очистки ведут при плотности тока 3—10 а1дм2.

Электрохимическая очистка может производиться как на постоянном, так и на переменном токе. Наиболее рас­ пространена очистка на постоянном токе.

Электрохимическая очистка широко применяется при

собе детали погружают в термическую печь и нагревают до температуры 600—700°, выдерживают 2—3 часа и, не вынимая из печи, постепенно охлаждают.

Нагар с деталей, у которых исключается возможность коробления, снимают выжиганием кислородно-ацетиле­ новым пламенем.

У л ь т р а з в у к о в о й с по с о б получил широкое распространение, лишь в последние годы. В основе уль­ тразвукового способа очистки лежит явление кавитации, наблюдаемое при распространении ультразвуковых коле­ баний в жидкостях. Оно заключается в следующем.

11

Звуковые волны, идущие от источника ультразвуковых колебаний, погруженного в жидкость, вызывают пере­ менное сжатие и растяжение слоев жидкости. При растя­ жении жидкость разрывается и места разрывов запол­ няются газом, образуются так называемые кавитацион­ ные пузырьки. При последующем сжатии пузырьки захлопываются. Давление в пузырьках при захлопыва­ нии достигает сотен атмосфер. Следствием этого являют­ ся гидравлические удары, частота которых равна частоте звуковой волны. Гидравлические удары способствуют отделению загрязнений от очищаемой поверхности.

В качестве жидкости при ультразвуковой очистке ис­ пользуют воду, щелочные растворы и органические раст­ ворители, растворы синтетических моющих средств и др.

Для очистки деталей от загрязнений применяют ультразвуковые колебания частотой 20—25 кгц. Хорошая очистка достигается при интенсивности излучения 15— 20 квт1м2. Интенсивность кавитационных разрушений за­ висит от температуры моющей среды. Каждая жидкость имеет свою оптимальную температуру максимальной эф­ фективности ультразвукового воздействия.

М е х а н и ч е с к и й с по с о б включает очистку дета­ лей скребками, обтирочными материалами, косточковой крошкой, очистку абразивными материалами (виброабразивная, гидроабразивная и др.).

Скребками удаляют такие загрязнения, как нагар в камерах сгорания, клапанных гнездах головки блока, днищах поршней, клапанов.

Обтирочными материалами очищают поверхность де­ талей от толстых слоев загрязнений, стружки, охлаждаю­ щих эмульсий и т. д.

В настоящее время на некоторых ремонтных пред­ приятиях распространена очистка деталей от загрязне­ ний косточковой крошкой. Сущность этого способа заключается в том, что масса косточковой крошки увлекается сжатым воздухом из загрузочного бункера и направляется под рациональным углом на очищаемый объект. По мере удаления отложений с поверхности очи­ щаемой детали эрозивная струя косточковой крошки переносится рабочим на следующий участок. Под дейст­ вием. косточковой крошки загрязнения разрушаются и удаляются сжатым воздухом.

12

Для очистки деталей косточковой крошкой рекомен­ дуется следующий режим: угол наклона струи — 75 ; давление воздуха — 3 атм\ расстояние от сопла до дета­ лей с твердыми загрязнениями — 50 мм и с прочными загрязнениями — 150 мм. В ремонтном производстве ис­ пользуется установка для очистки косточковой крошкой конструкции ГОСНИТИ ОМ-3181.

Одним из методов, позволяющим осуществлять каче­ ственную очистку ремонтируемых деталей от твердых и нагарообразных загрязнений, является виброабразивная очистка. При этом методе очищаемые детали и очи­ щающая среда (абразивный материал и моющий раствор) помещаются в контейнер определенной формы, которому сообщаются гармонические колебания задан­ ной амплитуды и частоты.

Под действием вибрации загрузка приобретает свой­ ство текучести и перемещается друг относительно друга с трением соприкасающихся поверхностей, а также со­ вершает круговое движение по контейнеру.

Во время взаимного перемещения абразив своими острыми зернами срезает частицы нагара с очищаемых деталей. На поверхности оставшегося загрязнения обра­ зуется сетка макротрещин, царапин и рисок. В образо­ вавшиеся трещины проникает активный моющий раствор и, проявляя свои поверхностные свойства, отделяет за­ грязнения от поверхности деталей.

Моющий раствор в данном процессе, кроме своего основного назначения, препятствует засаливанию поверх­ ности абразивного материала, уносит из контейнера частицы снятого загрязнения и продукты износа абра­ зива.

Абразивом могут служить -самые различные материа­ лы: бой отходов абразивных кругов, специальные тела правильной геометрической формы, природные абразив­ ные материалы. Абразивный материал необходимо выби­ рать исходя из требований, предъявляемых к качеству поверхности очищенных деталей.

Детали с низким классом чистоты поверхности, на­ пример коллекторы двигателей, необходимо очищать в высокопроизводительном и дешевом бое отходов раз­ личных абразивных кругов, а высоким классом чистоты (например, клапаны) — в мелкозернистом материале высокой твердости (природный минерал «Уралит», тела

13

правильной геометрической формы из абразива марки KF). Данный абразив почти не изменяет качество поверх­ ности деталей в процессе их очистки.

В качестве моющих растворов могут использоваться растворы синтетических моющих средств. Температура моющего раствора выдерживается в пределах 80—85°.

Моющие и очищающие материалы

Для очистки машин, агрегатов, узлов и их деталей используются следующие моющие и очищающие сред­ ства:

щелочные составы; кислотные составы; органические растворители;

многокомпонентные растворители; эмульсионные препараты.

Ще л о ч н ы е с о с т а в ы представляют собой смесь из нескольких щелочных солей и мыла или синтетических поверхностно-активных веществ.

Смеем, имеющие в своем составе поверхностно-актив- ньщ вещества, называют синтетическими моющими средктвами.

Такие смеси в щелочных составах должны обеспечить аизкое межфазное натяжение, наличие щелочного резер­ ва для нейтрализации кислотных загрязнений, усиление действия синтетических поверхностно-активных веществ, эмульгирование маслянистых и диспергирование твердых загрязнений и предотвращение повторного их осаждения на очищенные поверхности, допустимый или желатель­

ный уровень пены.

Кроме того, они должны иметь в своем составе ком­ поненты для смягчения воды, чтобы соли кальция и маг­ ния не воздействовали на поверхностно-активные вещест­ ва, а также предупреждать коррозию черных и цветных металлов и сплавов в процессе очистки и межоперацион­

ного хранения.

Для этой цели рекомендуется в щелочные составы вводить три-четыре щелочные соли и одно-два поверх­ ностно-активных вещества.

В отечественных моющих составах используются синтетические поверхностно-активные вещества, данные о которых приведены в таблице 1.

14

Основными щелочными солями являются каустик, кальцинированная сода, триполифосфат натрия, тринатрийфосфат, метасиликат натрия и др. (табл. 2). Показа­ телем щелочности служит величина pH. Для нейтраль­ ных растворов эта величина равна 7, а для растворов щелочных солей — до 14, наиболее эффективна величина

11—13,0.

Триполифосфат натрия и тринатрийфосфат сильно пептизируют и суспендируют твердые загрязнения. Они проявляют также эмульгирующие свойства и являются хорошими умягчителями воды.

Силикаты натрия являются хорошими эмульгаторами, предотвращают обратное осаждение отмытых загрязне­ ний, разъедание щелочами цветных металлов и сплавов (алюминия, цинка, меди и др.), ржавления чугуна и ста­ ли. Таким образом, силикаты выполняютрольингибитора черных и цветных металлов и сплавов.

Силикаты щелочных металлов при растворении вводе гидролизуются с образованием кремниевой кислоты в коллоидном состоянии.

Все компоненты щелочных моющих составов выпу­ скаются отдельно, и их можно использовать при состав­ лении смесей на месте по известной рецептуре.

В последние годы в результате научных исследовании (ГОСНИТИ, МИИСП и др.) были разработаны щелоч­ ные составы, в которые введены синтетические поверх­ ностно-активные вещества. Оптимальное соотношение этих компонентов позволило получить высокую эффек­ тивность этих составов.

В таблице 3 приведены составы синтетических мою­ щих средств МЛ и МС.

Синтетические препараты МЛ-51 и МЛ-52 выпускают­ ся промышленностью в виде сыпучего порошка белого или светло-желтого цвета, хорошо растворяются в воде, не токсичны, не горючи и взрывобезопасны.

Препараты применяются в виде водных растворов, обеспечивают хорошее качество очистки деталей как из черных, так и цветных металлов и’ сплавов при концент­ рации 10—30 г/л и температуре раствора 75—85°. Мою­ щая способность этих препаратов сохраняется и в жест­ кой воде. Они не вызывают ожогов кожи и коррозии металлов.

В рекомендуемой концентрации препараты типа МЛ

18

Т а б л и ц а 3

Составы синтетических моющих средств

обладают умеренным пенообразованием. Это -позволяет использовать их при очистке в установках с сильным возбуждением моющего раствора. Если пенообразование увеличивается, в раствор необходимо ввести пеногася­ щие добавки (дизельное топливо, керосин, уайт-спирит и др.) в количестве 0,2—0,3% к объему раствора.

Препарат МЛ-51 рекомендуется для струйной очист­ ки машин, агрегатов, узлов и их деталей от загрязнений, не претерпевших физико-химических превращений,— мас­ ла с примесями частиц почвы, продуктов износа и т. д. МЛ-52 используется для ванной очистки деталей машин от загрязнений, претерпевших физико-химические пре­ вращения,— осмолившиеся горючие и смазочные ма­ териалы, притирочные пасты и т. д. При использовании препарата МЛ-52 в выварочных ваннах концентрацию следует поддерживать в пределах 25—35 г1л, а темпера­ туру— 90—100°. Его можно также применять и в ваннах с возбуждением моющего раствора затопленными струя-\ ми, гребными винтами, сжатым воздухом и в ультразву­ ковых установках. Однако следует учитывать, что иногда

19