Класифікація і властивості забруднень

Роботи по розбиранні і очищенні, змінюючи одна одну, виконуються на одній виробничій дільниці. Розбірно-очисний процес включає наступні операції: очищення зовнішніх і внутрішніх поверхонь агрегату, його розбирання, очищення розібраного агрегату, загальне і вузлове розбирання, загальне очищення деталей і складальних одиниць, очищення окремих деталей від стійких забруднень, складання, очищення і сортування кріпильних деталей. Якісне очищення поверхонь забезпечує багатоопераційний процес (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 – Послідовність операцій очищення поверхонь деталей від експлуатаційних забруднень

Машина, що потрапила в ремонт, несе на поверхнях своїх деталей до 100 кг експлуатаційних забруднень. Повне очищення від них визначає культуру виробництва, об’єктивність сортування і контролю деталей, якість їх відновлення і наступне післяремонтне напрацювання агрегатів.

Експлуатаційні забруднення (рисунок 1.6) на зовнішніх і внутрішніх поверхнях різні. На зовнішніх поверхнях знаходяться залишки матеріалів, з якими взаємодіяла машина, оливи і мастила, герметизуючі мастики, лакофарбові покриття, продукти корозії та ін. Забруднення на внутрішніх поверхнях являють собою вуглеводневі відкладення як результат старіння і хіміко-термічного перетворення мастильних матеріалів і палива, продукти зношування, залишки герметизуючих паст і прокладок, а також накип, що утворилася від взаємодії охолоджувальних рідин з металічними стінками.

Деталі машин в процесі відновлення покриваються технологічними забрудненнями (окалиною, стружкою, притирочними пастами, змащувальними оливами, очисними матеріалами, продуктами зношування, що відбуваєється в процесі припрацювання та ін.). Такі забруднення поступаються експлуатаційним по міцності і масі, але вони також повинні бути видалені з деталей перед складальними операціями.

На початку процесу ремонту машини її деталі очищають від експлуатаційних забруднень, а після завершення відновлення деталей і перед фарбуванням агрегатів з поверхонь видаляють технологічні забруднення.

Знання природи забруднень машин дозволяє обдумано і ефективно приймати міри щодо якісного очищення поверхонь деталей від цих забруднень.

За хімічним складом основна маса забруднень поділяється на дві великі групи: мінеральні (кремнеземні) і органічні (вуглеводневі).

Кремнеземні забруднення утворюються на поверхнях деталей в результаті їх взаємодії з ґрунтом і ґрунтовим пилом.

Рисунок 1.6 – Класифікація забруднень

Вуглеводневі забруднення з’являються від взаємодії палива і олив з газами і вологою, продуктами зношування і поверхнями деталей при підвищеній температурі. Вони включають такі групи речовин: оливи і нейтральні смоли, оксикислоти, асфальтени, карбени і карбоїди, попіл.

Нейтральні смоли входять у склад нафтопродуктів. Вони повністю розчиняються в ефірі і бензині. Оксикислоти здатні утворювати солі в результаті дисоціації, окиснення і реакції омилення. Асфальтени - продукти ущільнення нейтральних смол, крихкі неплавкі речовини, що розкладаються при температурі ≥ 300°С з утворенням коксу і газів. Асфальтени розчиняються в бензолі, хлороформі і сірководні. Карбени і карбоїди – продукти ущільнення і полімеризації вуглеводнів при термічному розкладі олив і палива. Карбени розчинні у сірководні і піридині, а карбоїди нерозчинні в жодному з розчинників.

З підвищенням температури і зростанням часу окислення олив спостерігається кількісний ріст оксикислот, асфальтенів, карбенів і карбоїдів в забрудненнях зі збільшенням частки речовин, що містяться в кінці приведеного ряду.

В залежності від співвідношення складових речовин вуглеводневі забруднення діляться на оливові, асфальтосмолисті, лакові і нагар.

Оливи на ранній стадії окиснення і забруднення присутні на більшості поверхонь деталей.

Асфальтосмолисті відкладення складаються з речовин, які не розчиняються в оливі і володіють більшою у порівнянні з нею щільністю. Склад відкладень: окислені оливи і смоли 40…80%, карбени, карбоїди і попіл 10…30%.

Лакові відкладення (плівки) утворюються на не чисельній групі деталей, наприклад на шатунах і поршнях, за рахунок тонкошарового окислення оливи.

Основу нагару складають карбени і карбоїди (30…70%), оливи і смоли (8…3%), решта - оксикислоти, асфальтени і попіл. Велика кількість нерозчинних або важкорозчинних компонентів нагару затрудняє його видалення.

Окрему групу забруднень утворює накип, який відкладається на внутрішніх поверхнях стінок радіаторів і сорочок охолодження двигунів. Його утворення обумовлене вмістом у воді в розчиненому стані солей кальцію і магнію. Розрізняють тимчасову і постійну жорсткість води. Тимчасову жорсткість води усувають кип’ятінням, вона викликана розчиненням у воді бікарбонатів кальцію Ca(HCO₃)₄ і магнію Mg(HCO₃)₂, сульфату кальцію CaSO_4, силікату магнію MgSiO₃ та ін. При нагріванні води до 70…80°С або кип’ятінні з неї випадають солі - продукти термічного розпаду бікарбонатів, а також силікати і сульфати магнію і кальцію. Постійна жорсткість обумовлена солями, що не випадають в осад при підвищеній температурі води. За хімічним складом накип поділяють на карбонатний (CaCO₃ і MgCO₃), сульфатний (CaSO₄), силікатний (MgSiO₃) і змішаний.

Характеристика основних забруднень деталей машин наведена в таблиці 1.1. Наприклад, прийнятий в ремонт двигун внутрішнього згорання з робочим об’ємом 4,8 л має на поверхнях своїх деталей 5…10 кг експлуатаційних забруднень. Маслогрунтові забруднення розподілені на площі поверхонь 6 м², їх частина в загальній масі забруднень складає 75…80%, асфальтосмолисті забруднення, залишки лакофарбових покриттів, нагар і накип розподілені відповідно на площі 2,3; 1,5; 0,5 і 1,7 м². Найбільші технологічні труднощі представляє собою зняття щільних забруднень (нагару і накипу), які володіють найбільшою адгезією щодо металів: 7 і 20 МПа відповідно. Неякісне очищення металів знижує післяремонтне напрацювання агрегатів на 20…30%.

Різноманітність видів забруднень і різні значення їх однойменних властивостей потребують диференційованого підходу до призначення технологічних дій для видалення цих забруднень.

Таблиця 1.1 - Види і характеристики забруднень поверхні

Забруднення	Складальні одиниці, деталі	Характеристика забруднень
Максимальна товщина, мм	Границя міцності при стисканні, МПа
Маслогрязеві	Картери, кришки, піддони		2…5
Оливи і змазки	Корпусні деталі, вали, шатуни, деталі системи змащування		1…2
Лакофарбові покриття	Деталі з пофарбованими поверхнями	0,1
Продукти корозії	Деталі кузова, кабіни, рами, корпусу
Накип	Блоки, гільзи і головки циліндрів
Асфальто-смолисті відкладення	Блоки циліндрів, колінчасті вали, шатуни	0,5
Нагар	Головки циліндрів, поршні