Основные способы удаления загрязнений при ремонте тепловозов
Виды и характер загрязнений. В процессе эксплуатации тепловоза его агрегаты, сборочные единицы и детали покрываются различными загрязнениями, отрицательно влияющими на их долговечность и работоспособность. Наружные поверхности тепловоза и его агрегатов покрываются пылью и коррозией. Пыль из воздуха, попадая на рабочие поверхности сопряженных деталей и смешиваясь с маслом, повышает интенсивность их изнашивания. В период эксплуатации тепловоза работа дизеля ухудшается из-за появления на его деталях нагара, лаковых и смолистых отложений, накипи, коррозии.
Нагар — твердые углеродистые вещества, образующиеся при сгорании топлива и масла, имеющие низкую теплопроводность. Нагар откладывается на стенках камеры сгорания, выпускных клапанах и деталях газовоздушного тракта, вызывая возрастание расхода топлива, перегрев дизеля, снижение его мощности, повышение износа его деталей и увеличение дымности газов.
Лаковые отложения — углеродистые вещества, образующиеся при воздействии сравнительно невысокой температуры и откладывающиеся в виде тонкого слоя на поршнях в зоне расположения колец, юбке и поверхности шатунов.
Смолистые отложения — осадки, состоящие из продуктов окисления топлива и масла, а также механических примесей продуктов изнашивания и пыли. Смолистые отложения покрывают стенки картера дизеля, маслопроводы и забивают фильтры. Вредное действие смолистых отложений проявляется в загрязнении свежего масла, заливаемого в картер дизеля, засорении маслопроводов, фильтров и др.
Накипь — твердые отложения на внутренних поверхностях деталей системы охлаждения дизеля. Они образуются в результате выделения солей кальция и магния при нагреве воды до температуры 70. 85 «С. Теплопроводность накипи во много раз ниже теплопроводности металла, поэтому даже незначительный ее слой ухудшает условия теплообмена, в результате чего снижается мощность дизеля, повышается расход топлива и масла, возрастает интенсивность изнашивания деталей цилиндропоршневой группы.
Коррозия — разрушение поверхностей деталей, вызываемое химическими и электрохимическими процессами, с образованием гидрата окиси железа.
Способы удаления загрязнений. В ремонтном производстве наибольшее применение нашли механические, физико-химические и термические способы удаления загрязнений с поверхности деталей, сборочных единиц и агрегатов.
Сущность механических способов заключается в очистке поверхности детали от нагара, следов коррозии, старой краски и других загрязнений, вручную, скребками, шкуркой, щетками, механизированным инструментом с помощью щеток, твердыми и мягкими абразивными материалами. Пневматическую очистку применяют для сдувания с очищаемых поверхностей сухой пыли. Несмотря на простоту механических способов очистки (вручную и механизированным инструментом), они не обеспечивают должного качества и имеют низкую производительность.
Процесс очистки деталей от нагара мягкими и твердыми абразивными материалами более совершенен, выгодно отличается высокой производительностью и хорошим качеством очистки. Сущность процесса заключается в том, что очищаемая поверхность обрабатывается абразивными частицами, направляемыми через сопло сжатым воздухом. Частицы абразива, ударяясь о поверхность детали, разрушают и удаляют загрязнения.
Твердые абразивные материалы (кварцевый песок и металлическая крошка) применяются для очистки поверхностей деталей от нагара, коррозии, окислов, старой краски. Пневмоабразивная (пескоструйная) очистка деталей выполняется в специальных уста-
новках с мощной вытяжной вентиляцией помещения. Для очистки деталей от нагара, в частности полостей охлаждения поршней дизеля, используется гидроабразивная установка, в которой воздушная смесь, образующаяся в смесителе, поступает в сопло, откуда, смешиваясь с водой, направляется на очищаемую поверхность детали.
Хорошие результаты дает очистка от нагара деталей из мягких металлов косточковой крошкой (мелкораздробленной скорлупой плодовых косточек). Струя воздуха при давлении 0,4. 0,5 МПа подает косточковую крошку из бункера по трубопроводу через сопло на очищаемую поверхность детали. Крошка с силой ударяется о поверхность детали и удаляет с нее нагар. Благодаря небольшой твердости крошка при ударе деформируется, не вызывая повреждения поверхности детали.
Способам механической очистки деталей присущ существенный недостаток — невозможность (за редким исключением) удаления загрязнения с внутренних поверхностей деталей.
При физико-химических способах очистки деталей на загрязнения воздействует активная очищающая среда. В качестве очищающей среды используют водные растворы каустической соды (едкого натра), кальцинированной соды (углекислого натрия) с присадкой эмульгаторов (жидкое стекло, хозяйственное мыло, три-натрий-фосфат) и с противокоррозионными присадками (хромпик, нитрит натрия), а также синтетические моющие средства (CMC), основу которых составляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Эффективность CMC в 3. 5 раз выше эффективности растворов едкого натра.
В зависимости от способа перемещения раствора у поверхности очищаемой детали физико-химическую очистку можно условно разделить на струйную, очистку погружением ремонтируемых объектов в ванны (вываркой), принудительной циркуляцией раствора, ультразвуком. Наибольшее распространение в ремонтном производстве получили струйные моечные машины, из которых моющий раствор в виде струй под давлением от 0,1 до 5,0 МПа направляется на промываемые объекты.
Однокамерная машина тупикового типа модели ММД-13Б с неподвижной душевой системой применяется для очистки крупногабаритных деталей тепловозов. Тележка, на которую укладывают детали, совершает возвратно-поступательные движения. Детали очищаются горячим раствором с температурой 80. 85″С, а затем ополаскиваются горячей водой. Для очистки мелких деталей тепловозов щелочными растворами или органическими растворителями применяется камерная моечная машина типа А328.
При струйном способе очистки не всегда обеспечивается прямое попадание струи на труднодоступные участки деталей, имеющих сложную конфигурацию, поэтому для них используется способ погружения (выварка). Для удаления прочных смолистых от-
ложений с громоздких частей тепловозов, а также с мелких деталей, загружаемых в сетчатые корзины, применяется выварка в 10. 15%-ном растворе каустический соды или в многокомпонентных растворах.
Чтобы очистить внутренние полости секций радиатора, теплообменников, крышек цилиндров дизеля, корпусов турбокомпрессоров, моющий раствор прокачивают насосом через внутреннюю полость объекта ремонта. Способ принудительной циркуляции раствора успешно применяется для очистки внутренних полостей сборочных единиц, охлаждаемых водой, без снятия их с тепловоза. Промывка производится принудительной циркуляцией раствора или горячей воды и их фильтрацией в фильтрах-отстойниках. Этот способ применяют для очистки внутренних полостей деталей: секций холодильника, теплообменника, крышек цилиндров и т.п.
Длительность промывки секций зависит от состава и температуры раствора, а также от степени загрязненности секций. Наружную поверхность секций обмывают горячей водой при закрытых дверях камеры и включенном вентиляторе отсоса пара.
При очистке парами растворителя в облако паров достаточно сильного растворителя помещают в подвешенном состоянии холодную деталь, которая быстро покрывается конденсатом; последний, стекая с поверхности детали, уносит с собой частицы грязи. Процесс продолжается до тех пор, пока деталь не нагреется до температуры паров. В большинстве случаев этого времени оказывается вполне достаточно для очистки, так как процесс протекает весьма интенсивно. Чаще всего к рассматриваемому способу очистки прибегают для удаления прочно приставшей пленки грязи с поверхности деталей с электрической изоляцией, т.е. якорей и катушек электрических машин.
При очистке ультразвуком у очищаемых поверхностей деталей создается интенсивное колебание раствора за счет ударных волн, возникающих при пропускании через раствор ультразвука. Под действием ультразвука в растворе образуются области сжатия и разрежения, распространяющиеся по направлению ультразвуковых волн. В зоне разрежения, на границе между поверхностью детали и жидкостью, образуется полость, куда под действием местного давления из пор капилляров выталкивается раствор и загрязнение. Через полпериода колебаний в том же месте образуется область сжатия. В результате происходит гидравлический удар, способный создавать большое мгновенное местное давление, намного превышающее исходное, вызванное распространением ультразвуковых колебаний. Это явление сопровождается характерным шумом. Благодаря большой частоте ультразвуковых колебаний процессы повторяются до 20 ООО раз в 1 с. Под действием раствора и гидравлических ударов жировая пленка на поверхности детали разрушается, загрязнения превращаются в эмульсию и уносятся вме-
сте с раствором. Скорость и качество ультразвуковой очистки зависят от химической активности и температуры раствора, а также удельной мощности ультразвука.
Преимущества ультразвуковой очистки деталей таковы: ее качество выше по сравнению с другими способами очистки, а продолжительность процесса значительно меньше; очистка может быть легко механизирована. В промышленности, как правило, ультразвуковой способ применяют для очистки мелких деталей. В последнее время его начинают внедрять и при ремонте тепловозов, например для очистки фильтров.
При термических способах очистки загрязнения удаляют путем нагрева детали до температуры, при которой они сгорают (газопламенная очистка). Ацетиленокислородным пламенем очищают от нагара и смолистых отложений выпускные коллекторы и патрубки дизеля, глушитель шума выпуска и др. Для удаления нагара и накипи применяют термохимический способ очистки детали погружением ее в расплав солей и щелочи, где загрязнения теряют механическую прочность и отделяются от поверхности детали.
В зависимости от вида и степени загрязнения в состав соляной ванны включают следующие компоненты (в процентах по массе): каустическая сода 50. 70, натриевая селитра 25. 40 и поваренная соль 4. 6. Температура расплава 380. 420 °С. Детали выдерживают в расплаве 5. 15 мин, затем промывают водой, травят в кислотном растворе и промывают горячей водой.
Источник
Очистка деталей тепловоза
В процессе эксплуатации тепловоза открытые поверхности деталей покрываются пылью и грязью; стенки рубашек цилиндров дизеля, трубы, секции охлаждения загрязняются отложениями солей (накипью); на поверхностях головок поршней, камер сгорания, газовых трактов образуется нагар; в маслопроводах и фильтрах появляются смолистые отложения; не защищенные металлические поверхности покрываются ржавчиной или окислами.
Все эти виды загрязнений вредны. Пыль и грязь, попадая между трущимися поверхностями, способствуют более интенсивному изнашиванию деталей; нагар, накипь, смолистые отложения сужают проходные сечения каналов, ухудшают теплообмен, уменьшают экономичность дизеля и других агрегатов. Поэтому вопросам очистки дизелей уделяется серьезное внимание.
В зависимости от прочности связи загрязнения с деталью и от природы загрязнения применяются следующие виды очистки: механическая (сдува-ние пыли сжатым воздухом, очистка механическими инструментами, очистка абразивами); физико-механическая (очистка вываркой или погружением, очистка струйным или душевым способом, очистка принудительной циркуляцией раствора, очистка парами растворителя, очистка ультразвуком). Сдувание пыли сжатым воздухом эффективно только в том случае, когда очищаемые поверхности покрыты сухой пылью, т. е. когда загрязнение плохо сцеплено с поверхностью детали. Рекомендуемое давление воздуха 0,25-0,35 МПа.
Очистка механическим инструментом (скребками, наждачными и стеклянными шкурками, щетками из металлической проволоки или волосяных и капроновых нитей) применяется для удаления нагара, коррозии, старой краски, окислов. Для механической очистки используют круглые и торцовые щетки с электрическим -или пневматическим приводом.
Очистку абразивами применяют для удаления нагара, коррозии, окислов, старой краски. Абразивы направляются струен воздуха или воды. Загрязнение с черных и цветных металлов удаляют твердыми абразивами (кварцевый песок, металлическая крошка из отбеленного чугуна или алюминия, косточковая крошка из скорлупы орехов, косточек персиков, абрикосов, алычи и т. д.). Мягкие абразивы (кукурузная крупа, порошок окиси алюминия) используют главным образом для очистки деталей с электрической изоляцией и из легких металлов.
Для очистки поршней от нагара наиболее эффективен метод очистки косточковой крошкой и стеклошариками. Стеклошарики диаметром 1,5-2 мм подаются на очищаемую поверхность сжатым воздухом в течение 1-2 мин, после чего поршень обмывают в моечной ка мере водой с добавлением кальцинированной соды при температуре 80-85 °С.
Физико-химическая очистка основана на размягчении и растворении загрязнения химическими растворителями и последующего смывания его с деталей. При химической очистке используются водные растворы: щелочные (каустическая и кальцинированная сода, едкое кали) для очистки обычного загрязнения, масляных отложений, нагара и кислотные (соляная, серная, фосфорная и другие кислоты) для удаления накипи, ржавчины, окислов. Там, где загрязнения ие поддаются очистке щелочами, или там, где нельзя применять щелочь вследствие ее агрессивности, применяют органические растворители (керосин, бензин, уайт-спирит, три-хлорэтилеи, четыреххлористый углерод и т. п.).
Широкое применение находят поверхностно-активные вещества (ПАВ) в сочетании с неорганическими и органическими добавками. Качественная очистка иагарообразований, накипи н масляных отделений обеспечивается в расплаве солей н щелочи. Очистку деталей механического оборудования (рам тележек, колесных пар, деталей рессорного подвешивания и т. п.) производят в моечиых машинах струйного типа. Здесь химическое действие раствора сочетается с динамическим воздействием его струи. В первой камере машины слой загрязнения омывается и размягчается под химическим воздействием 2-3%-ного раствора каустической соды, а во второй-под действием струи воды, подогретой до температуры 80- 90 °С; удаляются остатки загрязнений.
Внутренние полости трубопроводов очищают погружением в ванну с 8-10%-ным раствором каустической соды, подогретым до температуры 70-80 «С иа 8-10 ч. После промывания в воде трубы погружают на 5 ч в раствор соляной кислоты. Водяные и масляные секции, а также теплообменники очищают растворами соляной кислоты (удаление накипи) и каустической соды (удаление масляных отложений). Для внутренней очистки воздушных резервуаров и топливных баков применяют острый пар.
Способ очистки ультразвуком заключается в том, что у очищаемых поверхностей деталей создается интенсивное колебание раствора за счет ударных волн, возникающих при пропускании через раствор ультразвука. Под действием раствора и гидравлических ударов жировая пленка на поверхности детали разрушается, загрязнения превращаются в эмульсию и уносятся с раствором. Для очистки деталей от ржавчины применяют преобразователи и очистители ржавчины, выпускаемые химической промышленностью.
Источник