книги из ГПНТБ / Лайнер, В. И. Защитные покрытия металлов учеб. пособие

3. Обработка поверхности мелких изделий в барабане

Обработка в барабане —■относительно медленная операция, при которой в процессе движения большого числа деталей и трения между ними происходит сглажи­ вание поверхности — металл течет, а не удаляется. Эта операция, которую принято называть г о л т о в к о й , иногда протекает в присутствии абразивной среды, на­ пример окиси алюминия. Она имеет следующие преиму­ щества:

1)сравнительно меньшие затраты труда;

2)возможность использования неквалифицирован­ ных кадров;

3)более высокую производительность труда (за час

ина единицу стоимости оборудования);

4)практически полное отсутствие брака.

В случае обработки изделий из цинка и алюминия, полученных методом литья под давлением, легко удаля­ ются кромки, которые напоминают тонкие заусенцы. Голтовка с использованием разных абразивов или абра­ зивов с различными размерами зерен обеспечивает бо­ лее гладкую блестящую поверхность деталей.

Операция голтовки состоит в том, что изделия поме­ щают в закрытый горизонтальный или открытый наклон­ ный цилиндр (барабан). Барабан приводится во враще­ ние с такой скоростью, которая позволяет изделиям в абразивной среде находиться в постоянном контакте. В качестве абразивного материала часто применяют об­ резки кожи, древесные опилки и такие добавки для су­ хой полировки, как известковая крошка, глинозем, кро­ кус и опилки. Такая сухая голтовка широко применяется для отделки винтов и болтов, поверхность которых должна быть блестящей, без заусенцев.

Мокрая голтовка применяется значительно шире, чем сухая. При мокрой голтовке чаще всего в воду (или другую жидкость) добавляют различные абразивы, что обеспечивает большую чистоту обрабатываемых изделий. Механизм голтовки сводится к легкому пластическому те­ чению имеющихся на поверхности изделий мельчайших выступов, сопровождаемому давлением, гомогенизацией поверхности и сильным наклепом очень тонкого поверх­ ностного слоя.

21

È большинстве случаев при ТолтОвке Весовое отно* шение деталей к используемой среде составляет от 1 :2 до 1 : 10. Когда голтуются тяжелые детали и они имеют очень сложную форму, это отношение может быть 1 :25.

Скорость вращения барабана зависит от его диамет­ ра. Так, для диаметра 450 мм и более можно принять окружную скорость 30—60 м/мин, или 40 об/мин (для легковесных деталей). При диаметре 800 мм скорость вращения рекомендуется снизить до 20 об/мин. Голтовку в барабанах с меньшим диаметром (250, 200 и 150 мм) необходимо проводить соответственно со скоростями 72, 90 и 120 об/мин.

4. Обезжиривание растворителями

Все жировые загрязнения могут быть отнесены к двум основным группам: жиры минерального происхож­ дения, удаляемые при помощи растворителей, и жиры животного и растительного происхождения, которые, взаимодействуя с водными растворами щелочей или со­ лей щелочных металлов, образуют растворимые в теп­ лой воде мыла.

Растворителями минеральных жиров — различного рода смазок, масел, парафинов, смол и т. п. — являются хлорированные, невоспламеняемые углеводороды.

Горячее обезжиривание (в парах) происходит при температуре, близкой к точке кипения растворителя, в специальном оборудовании, холодное обезжиривание осуществляется при комнатной температуре.

Обезжиривание в горячих растворителях

При обезжиривании в парах хлорированный раство­ ритель нагревается до температуры кипения в специаль­ ной ванне для образования паров. Находящийся в верх­ ней части ванны охлаждающий змеевик конденсирует пар, поддерживая зону паров чистого растворителя для очистки. Пары растворителя конденсируются на зажиренных поверхностях холодных изделий. В результате жировые загрязнения растворяются и стекают в сборник с кипящим растворителем, находящимся на дне ванны. Изделия затем поднимают выше зоны паров раствори­ теля, где они высыхают.

Существуют другие способы растворения жиров в

22

парах обезжиривание по схеме пар — разбрызгива­ ние — пар. После растворения жиров в парах следует распыление жидкого растворителя на изделия, в резуль­ тате чего растворяются и смываются трудноснимаемые жировые пятна из впадин и щелей. После этого изделия снова очищают парами, а затем удаляют из установки.

Третий способ сводится к обезжириванию по схеме нагретый растворитель — пар. Вначале изделия подве­ шивают ^в зоне паров растворителя, затем погружают в нагретый чистый растворитель и окончательно отмыва­ ют в конденсированных парах перед удалением из уста­ новки. Этот способ применяют в тех случаях, когда нуж­ но обезжирить узлы или изделия сложной формы, к не­ которым участкам поверхности которых не могут про­ никнуть брызги растворителя.

ются как механическому, так и растворяющему дейст­ вию растворителя. Затем изделия охлаждаются и про­ мываются в нагретом жидком растворителе, окончатель­ ная очистка происходит в конденсирующихся парах пе­ ред удалением из установки. Этот способ используют для обезжиривания узлов и изделий сложной формы, когда трудноснимаемые жиры можно удалить только в кипящем растворителе.

Установка для обезжиривания в парах растворителя состоит в основном из ванны для регенерации паров ра­ створителя с одной или более камерами в зависимости от используемого способа. При выборе материалов для изготовления внутренних элементов ванны и ее футеров­ ки следует исходить из стойкости металла к окислению. Так как хлорированные углеводороды удаляют защит­ ные пленки с поверхности металла, элементы оборудо­ вания, подвергаемые поочередно действию растворите­ ля, воды и воздуха, должны быть сделаны из оцинкован­ ного железа, никеля, олова, меди или хромоникелевой нержавеющей стали. Паровые змеевики, трубопроводы для растворителя и резервуары для хранения можно изготовить из малоуглеродистой стали. Для перекачки как чистого, так и загрязненного растворителя обычно используют стандартные центробежные насосы, изготов­ ленные из чугуна. Следует помнить, что уплотнения на­

23

сосов, сальники и рукава, по которым идет раствори­ тель, необходимо делать из стойких к растворителю ма­ териалов. Природный и синтетический каучук, пласт­ массы и смазки не стойки к воздействию хлорированных углеводородов. Для уплотнения обычно используют ас­ бест, графитированный асбест и тефлон (тетрафторэтилен); в качестве смазок применяют растворимые в раст­ ворителе мыла. Сальники можно также изготовлять из прессованных асбестов, пробки и бумаги, пропитанной фенолформальдегидной смолой и тетрафторэтиленом.

Изделия необходимо транспортировать к установке с равномерной скоростью по вертикали. Каждую немеха­ низированную установку для обезжиривания необходи­ мо оборудовать электрическим подъемником, чтобы га­ рантировать необходимую скорость загрузки и выгрузки изделий. Это особенно важно при обезжиривании тяже­ лых или громоздких изделий. Подъемники должны рабо­ тать при максимальной скорости 0,6 м/мин. Подъемники с ручным управлением приемлемы только тогда, когда можно регулировать их максимальную скорость в пре­ делах принятой. Для поддержки изделий следует ис­ пользовать только металлические цепи и тросы. Тросы из волокна не годятся, так как они адсорбируют раст­ воритель из жидкой фазы и паров.

Не следует также использовать пористые материалы, такие как дерево или волокна, которые адсорбируют ра­ створитель. В механизированных установках корзины с изделиями и отдельные изделия можно подвешивать на поперечных штангах. В этих установках необходимо предусмотреть зубчатые ведущие колеса с несмазывае­ мыми втулками либо с фитингами, смазка которых осу­ ществляется под давлением.

Там, где для перемещения деталей используют моно­ рельсовую систему, необходимо следить, чтобы конвейер­ ные цепи находились выше уровня паров. Необходимо предусмотреть меры предосторожности при смазке це­ пей конвейера после процесса очистки.

При отсутствии перегонного аппарата регенерация растворителя проводится в отстойнике установки для обезжиривания, где он нагревается до кипения. Раство­ ритель, полученный в результате перегонки, отводится в отдельный резервуар для хранения или в емкость для временного хранения. Максимальная степень очистки, которая может быть достигнута при этом методе, обыч­

24

но такова, что отношение масла к растворителю в смеси (по объему) составляет 50 : 50. Недостаток этого мето­ да регенерации заключается в том, что загрязнения вы­ брасывают (в то время как они еще богаты трихлорэти­ леном), и установка для обезжиривания в момент реге­ нерации растворителя простаивает.

Вспомогательные перегонные аппараты (рис. 3) уве­ личивают эффективность обезжиривания, так как обес-

Рис. 3. Установка для обезжиривания в парах растворителя:

уровня пара; 3 — водяная рубашка; 4 — желоб для сбора конденсированного пара; 5 — вентиляцион­ ные щели для выпуска

паров

печивают работу установки без длительных перерывов на очистку. Кроме того, они всегда позволяют иметь от­ носительно чистый свободный от примесей раствори­ тель, гарантируя максимальное его действие при более низкой рабочей температуре и максимально обеспечива­ ют общую очистку растворителя. Вспомогательные пе­ регонные аппараты могут быть как периодического, так и непрерывного действия в зависимости от природы и количества загрязнений, а также от того, насколько важна чистота растворителя в данном процессе.

Использование вспомогательных перегонных аппара­ тов особенно выгодно в больших установках, в которых обезжиривают сильно загрязненные изделия, или в це­ хах с несколькими установками для обезжиривания. За­ грязненные растворители из обезжиривающих установок

25

подают непосредственно в перегонный аппарат или транспортируют в удобных закрытых контейнерах. Рас­ творитель и тяжелые остатки от перегонки, из которых затем получают растворитель, транспортировать в от­ крытых контейнерах не рекомендуется; при наличии па­ ров растворителя необходимо использовать специаль­ ные маски.

Перегонные аппараты имеют либо паровую рубаш­ ку, -либо обогреваются паровыми змеевиками. Они обыч­ но оборудованы холодильником с водяным охлаждени­ ем, сепаратором для отделения влаги, прибором для контроля постоянного уровня, насосом для перекачки растворителя, манометром для замера давления, стек­ лянным смотровым глазком, термометром и инжекто­ ром острого пара. Чтобы гарантировать максимальную производительность, прибор для контроля постоянного уровня и насос для перекачки растворителя должны равномерно подавать достаточное количество раствори­ теля в течение всего процесса перегонки.

Техника безопасности в процессах обезжиривания

Хлорированные углеводороды токсичны и работать с ними нужно осторожно. Вследствие большой плотнос­ ти паров растворителей (для трихлорэтилена и перхлорэтилена плотность паров превышает плотность воздуха больше чем в 4,5 раза) нетрудно предусмотреть такую местную вентиляцию, которая сделает рабочую атмос­ феру совершенно безвредной. Там, где позволяет распо­ ложение установки, вентиляция для открытых ванн должна осуществляться через бортовые каналы, прохо­ дящие по всей длине двух длинных бортов установки, и вентиляционную камеру (рис. 4).

Скорость отсоса обычно составляет 20 м3/мин на 1 м2 границы раздела пар — воздух со скоростями в ще­ лях от 150 до 360 м/мин. Отсос паров растворителя осу­ ществляется через отверстие в днище или через входное отверстие в самой нижней части кожуха. Вентиляция не должна прерываться и во время очистки, ремонта и ос­ мотра. При соблюдении этих условий можно считать обезжиривание в растворителях относительно безопас­ ным процессом. Так, по данным Национального конгрес­ са по профессиональному здоровью (США, 1960 г.), ис­ черпывающее исследование статистических данных, охва­

26

тывающее меры безопасности при использовании три­ хлорэтилена в качестве растворителя, показало сле­ дующее.

1. В сравнении с другими производственными про­ цессами при обезжиривании в парах трихлорэтилена ча­ стота поражений персонала довольно низкая (0,3 пора-

Рис. 4. Выступающая выпускная труба, канал и вентилятор в установке для обезжиривания в органических растворителях

жений на миллион человеко-часов). Это указывает на то, что использование трихлорэтилена в установках для обезжиривания накладывает весьма незначительную дополнительную опасность на работу и обслуживание эквивалентного механического оборудования.

2. Те поражения персонала, которые встречались, бы­ ли почти всегда случайными и объясняются слабой тех­ никой безопасности, а не тем, что рабочий ежедневно на­ ходился у установки с растворителем. Наиболее опасным моментом считается, когда рабочий проникает в ра­ ботающую установку или работает один при очистке аг­ регата.

27

3. На основании анализов проб воздуха установлено, что концентрация растворителя в рабочей зоне установ­ ки для обезжиривания средних размеров значительно ниже рекомендованных пределов.

Избыточная концентрация трихлорэтилена и перхлорэтилена приводит к головной боли, чрезмерной ус­ талости или тошноте, раздражению кожи и слизистых оболочек. Однако все эти явления обнаруживаются при длительном контакте с этими растворителями. На све­ жем воздухе оба эти растворителя быстро удаляются из организма без осложнений на сердце, печень или поч­ ки. Необходимо избегать контактирования кожи с хло­ рированными углеводородами, так как адсорбция через поры может привести к тем же результатам, что и при вдыхании. Кроме того, растворитель, удаляя природную жировую смазку кожи, вызывает чрезмерное ее пересы­ хание. Во избежание этого рекомендуется смазывать ко­ жу ланолиновой мазью, которая снижает ее сухость.

Обезжиривание холодным растворителем

Обезжиривание холодным растворителем металли­ ческих и других непористых изделий осуществляется об­ рызгиванием, погружением или протиркой ненагретым растворителем или смесью растворителей. Эффектив­ ность процесса и расход растворителя уступают обезжи­ риванию в парах, но тем не менее этот метод находит достаточное применение.

При холодном обезжиривании сравнительно часто используют нефтяные жидкости. Хотя все нефтяные ра­ створители в той или иной степени воспламеняются, од­ нако температура их вспышки обратно пропорциональ­ на летучести. Поэтому для повышения температуры вспышки или при необходимости сделать нефтяные рас­ творители невоспламеняемыми их смешивают с хлориро­ ванными растворителями.

Хлорированные углеводороды прекрасно растворяют масла и жиры, причем наиболее часто применяемые не воспламеняются. Наименее токсичные хлорированные углеводороды — хлористый метилен, метиловый хлоро­ форм, перхлорэтилен и трихлортрифторэтилен. Их ши­ роко применяют в промышленности как в отдельности, так и в виде смесей.

Невоспламеняемые хлорированные углеводородные

28

растворители на холоду используются в неконтролируе­ мых условиях, поэтому они характеризуются не только максимально допустимой концентрацией в атмосфере (МАК), при которой рабочие могут работать полный рабочий день без ущерба для здоровья, но и давлением паров и скоростью испарения. Помимо значений макси­ мально допустимых загрязнений атмосферы, существует индекс относительной безопасности (ИОБ). Когда из­ вестны значения скорости испарения и физические ха­ рактеристики растворителей (табл. 3), индекс относи­ тельной безопасности определяют по величине давления паров и скорости испарения.

Т а б л и ц а 3

Физические'характеристики хлорированных растворителей, используемых при холодном обезжиривании

* Скорость испарения дана по отношению к простому эфиру, для которого она принята за 100.

** Предел значений, часто называемый МАК, определяется как средняя предельная концентрация загрязнений в атмосфере (в частях на миллион ча­ стей воздуха), при которой рабочий без ущерба для здоровья может находить­ ся в течение 8-часового рабочего дня.

Смеси хлорированных растворителей с другими рас­ творителями используют в целях снижения их стоимо­ сти, повышения растворяющей способности, ускорения высыхания и повышения температуры воспламеняемо­ сти. В табл. 4 приведены характеристики нескольких смесей, используемых для холодного обезжиривания. При нагреве до температуры кипения ни одна из этих смесей не вспыхивает, ни один из выбранных компонен­ тов не имеет МАК ниже 0,02%.

29