книги из ГПНТБ / Лисовская Э.П. Физико-химические методы очистки поверхности деталей и изделий в судостроении обзор

Для циркуляционной очистки теплообменных аппаратов и трубопроводов, в особенности при ультразвуковой интенсифика­ ции, либо при пульсирующей подаче раствора успешно приме­ няются препараты типа МЛ.

3.4. Очистка сосудов и емкостей

Очистка емкостей от остатков нефтепродуктов — весьма тру­ доемкая и массовая операция, проводимая как в процессе экс­ плуатации емкостей (например, танков танкеров), так и при ре­ монте.

3.4.1. Очистка танков, цистерн, сосудов большой емкости от остатков нефтепродуктов

Специфичность операции заключается в больших габаритах очищаемых сосудов, наличии большого количества тдудноудаляемых загрязнений и зачастую труднодоступности для контро­ ля очищаемой поверхности.

Основными методами очистки обычно является заполнение емкости горячей водой с активными добавками и осуществле­ ние циркуляции раствора до удаления основной массы загряз­ нений или пропаривание струей горячей воды и пара, а затем промывка моющими растворами эмульсионного характера или щелочными, содержащими ПАВ, растворами.

Так, например, зачистка танков нефтеналивных судов (после выкачки разогретых остатков) производится промывкой 0,3%-ным водным раствором МЛ-22 или «Лотос» [144]. Промыв­ ка ведется с помощью гидромониторов, давление 8 кгс/см2 , тем­ пература 70—80° С.

В практике очистки цистерн и танков от нефтепродуктов по­ лучили распространение моющие препараты МЛ [147].

Моющие препараты МЛ предназначены для химикомеханизированной зачистки танкеров, барж, железнодорожных цистерн, резервуаров и других емкостей от остатков различных нефте­ продуктов.

Препараты МЛ представляют собой композиции синтетиче­ ских поверхностно-активных веществ с добавками электро­ литов. .

В качестве ПАВ в препаратах МЛ используют ДБ, НП-5, ДС-РАС, НП-1. Активными добавками служат кальцинирован­ ная сода и силикат натрия. Последний является также ингиби­ тором коррозии.

123

Так, широко применяемый препарат МЛ-2 содержит (% по массе):

Кальцинированная сода . . 60 Силикат натрия . . . . 30

Препарат МЛ-52 [148] содержит (%' по массе):

Рабочая концентрация в воде при интенсифицируемых мето­ дах очистки 1,5—2,5% по массе при 60—95°С.

Назначение препаратов типа МЛ и рекомендуемые их кон­ центрации в водных растворах в зависимости от сорта нефте­ продукта следующее:

Препараты нетоксичны, взрывобезопасны, хорошо растворя­ ются в воде.

Опыт применения моющих препаратов МЛ-1, МЛ-2 и МЛ-22 для зачистки нефтеналивных судов, железнодорожных цистерн и резервуаров показал высокую эффективность указанных пре­ паратов.

Применение препаратов МЛ обеспечивает высокое качествоотмыва поверхностей, вполне достаточное для использования защищенной емкости под смену груза или производства в ней: ремонтных работ с применением открытого огня.

124

Применение препаратов МЛ дает возможность многократно (свыше 15 раз) использовать моющий раствор и исключает слив в водоемы загрязненных нефтепродуктами вод. Применение пре­

ности с 35—40% до 0,4—2,5% и уменьшения содержания меха­ нических примесей.

Моющие препараты МЛ исключают тяжелый и вредный руч­ ной труд в условиях загазованной емкости, снижают концентра­ цию газа до санитарной нормы.

Зачистка препаратами МЛ исключает необходимость пред­ варительной пропарки промываемой емкости.

2

Механизированная зачистка нефтеналивных судов препара­ тами типа МЛ ведется на зачистных станциях или самостоя­ тельно с помощью судовых систем и механизмов. Зачистку же­ лезнодорожных цистерн производят на пропарочных станциях. Для зачистки резервуаров применяют передвижные уста­ новки.

На рис. 16 приведена принципиальная схема зачистки емко­ сти раствором препарата МЛ с использованием системы ка­ скадных отстойников.

Нагретый до 70—80° С водный раствор препарата МЛ по­ дается насосом 7 под давлением 9—11 кгс/см2 на моечную ма­ шину 3 в зачищаемую емкость 5, где образует с остатками неф­ тепродукта легкоподвижную эмульсию 4 прямого типа (масло в воде), которая непрерывно откачивается насосом 6 в каскад­ ный отстойник 2.

125

В отстойнике эмульсия самопроизвольно распадается на нефтепродукт 1 и раствор 5, пригодный к дальнейшему исполь­ зованию.

Быстрый и полный распад эмульсии обеспечивает возмож­ ность работы по замкнутому циклу. Раствор из последней сту­ пени каскадного отстойника вновь подается насосом 7 в зачи­ щаемую емкость.

Оптимальная температура, при которой происходит наибо­ лее полный распад эмульсии в каскадном отстойнике, 60° С.

Рис. 17. Принципиальная схема зачистки емкости раство­ ром препарата МЛ-6 без каскадирования раствора (обо­ значение позиций соответствует рис. 16).

Препарат МЛ-6, созданный на основе синтетических поверх­ ностно-активных веществ, рекомендуется для зачистки морских танкеров от остатков мазута. Этот препарат, сохраняя свойства, присущие всем препаратам типа МЛ, характеризуется более полным и быстрым распадом эмульсии, что обеспечивает за­ чистку танкера по замкнутому циклу без каскадирования рас­ твора (рис. 17).

Применение препарата МЛ-6 дает возможность зачищать танкер в балластном рейсе существующим на нем оборудова­ нием.

Препарат МЛ-6 обеспечивает высокую степень очистки при малых концентрациях его в моющем растворе.

Для зачистки танкера грузоподъемностью 10 ООО т требуется

126

один танк при мойке горячей водой составляет свыше 3,2 т. Время мойки каждого танка сокращается с 4 до 1,5—2 ч.

Применение препарата МЛ-6 для зачистки танкеров во вре­ мя балластных рейсов дает возможность подготовить их под смену груза, а также под ремонтные работы с применением от­ крытого огня и решить вопрос слива чистого балласта согласно' требованиям Международной конвенции по предотвращению за­ грязнения моря нефтью.

Экономический эффект от применения препаратов МЛ скла­ дывается из следующих факторов:

—сокращение времени зачистки емкости как за счет умень­ шения машинного времени, так и за счет уменьшения времени ручной доводки и исключения пропарки;

—снижение расхода топлива на зачистку за счет исключе­ ния предварительной пропарки емкости, уменьшения времени зачистки и сокращения потерь тепла при работе по замкнутому циклу;

—сохранение отмываемого нефтепродукта для возможногоего использования без дальнейшего обезжиривания.

Известны и другие варианты очистки поверхностей от нефте­ продуктов. Так, например, в [150] с целью более полного уда­ ления нефтепродуктов предлагается металлическую поверхность, предварительно обрабатывать легким газойлем каталитиче­ ского крекинга при температуре 20—75° С, а в качестве поверх­ ностно-активного вещества использовать оксиэтилированный фосфат.

Металлическую поверхность промывают струей газойля притемпературе 20—75° С, в результате чего происходит разжиже­ ние вязких нефтяных остатков, которые далее откачиваются и могут быть использованы в качестве топлива.

После удаления остатков поверхность металла промывают водным раствором смеси оксифоса с оксиэтилированный алкилбензолом и хлорным сульфоиолом или каким-либо другим рас­ твором ПАВ.

В случае большого количества загрязнений и продуктов кор­ розии, содержащих выше 20% нефтепродукта, производят опры­ скивание поверхностей металла смесью газойля с уайт-спири­ том, оксифосом с последующей струйной промывкой указанным раствором поверхностно-активных веществ.

Применение предлагаемого способа не требует преобразова­ ния очищаемых судовых систем и механизмов.

3.4.2. Очистка баллонов для сжатого воздуха и газов

Специфичность очистки баллонов заключается в труднодо­ ступное™ очищаемой поверхности и в весьма жестких требо­ ваниях к качеству очищенной поверхности.

127

Очистка производится растворами, надежно гарантирующи­ ми удаление загрязнений, ход очистки тщательно контролиру­ ется. Типовой в настоящее время можно считать следующую технологию очистки стальных баллонов.

После осмотра внутренней поверхности баллонов произво­ дится удаление ингибитора, для чего баллон продувают сжатым воздухом при давлении 2—3 кгс/см2 в течение 3—5 мин или про­ мывают 100—150 л воды в течение 5—10 мин [149].

Если при визуальном осмотре обнаружена ржавчина, баллон подвергается декапированию: его заполняют 10—12%-ным рас­ твором ортофосфорной кислоты и при 12—20° С вращают его на

(рН 9—10), пассивирование 10—12%-ным раствором ортофос­ форной кислоты при вращении на кантователе 8—15 мин, сушка продувкой сжатым воздухом или азотом при давлении 2 кгс/см2 , в течение 30—40 мин — осмотр, консервация сухим азотом при давлении 0,5 кгс/см2 .

3.5.Очистка деталей двигателей от нагара

имасляных загрязнений

Нагаром называются сравнительно толстые углеродистые от­ ложения сложного состава (асфальто-смолистые вещества), об­ разующиеся в результате осаждения продуктов неполного сго­ рания топлива на поверхности деталей двигателей, в основном, в камере сгорания, на днищах поршней, клапанах, свечах и т. п. Часто предшествует образованию толстого слоя нагара, а иног­

состав (масла, смолы, асфальтены, карбены, карбоиды) [151]. Специфичность этой операции состоит в чрезвычайной хими­ ческой инертности и механической прочности углеродистых и смолистых отложений и большой прочности их сцепления с ме-

128

таллом, что исключает применение малоинтенсивных составов и

V

размягчения в этом растворе в течение 1 ч при 70—75° С фор­ сунку переносят в ванну с 0,5%-ным раствором ОП-7 или ОП-10 при 40—50° С и очищают кистями. В заключение проводят пас­ сивирующую промывку теплым раствором кальцинированной соды и хромпика (по 0,2%) и сушат воздухом.

Расход раствора 250 мл/дм2 очищаемой поверхности. Рабочая температура достигается после испарения воды при 100° С.

Нагар с деталей двигателей и турбин удаляют также в со­ ставе (% вес) : вода дистиллированная до 10; перекись водоро­ да 20—30; щелочной компонент (раствор аммиака, тринатрий­ фосфат и т. д.) 2—5. Практически, 200—300 мл перекиси водо­ рода разбавляют 800—700 мл воды, опускают очищаемые де­ тали или узлы, добавляют 25—50 мл водного аммиака. Дли­ тельность очистки 7—10 мин, периодически очищают нагар щетками или включают ультразвук. В заключение — промывка водой и сушка.

Для очистки, различных деталей и узлов от нагара приме­ няют ряд ультразвуковых агрегатов, основные характеристики которых приведены в табл. 35.

Ультразвуковой агрегат УЗА-11 предназначен для очистки контактным способом полостей сложных изделий от нагара и прочих загрязнений.

Три ультразвуковые головки смонтированы на поворотном столе и могут устанавливаться на различной высоте. Еще две го­ ловки шарнирно закреплены на нижнем столе, что позволяет устанавливать преобразователи на изделия с достаточной кон­ тактирующей поверхностью. Головки имеют упоры, позволяющие изменять радиальный угол качения всей головки, а также сме­ щать этот угол по окружности. Моющая жидкость подается под давлением насосной установкой, а затем сливается в сборный бак, где нейтрализуется, затем сливается в сточную систему. Подогрев моющей жидкости до 50—60° С производится спе­ циальными нагревателями. Диаметр установочного стола 200— 650 мм, высота над уровнем пола 800 мм.

Полуавтоматический агрегат УЗА-12 предназначен для уль­ тразвуковой очистки как в щелочных, так и в кислых средах и снабжен двумя поворотными столами с приспособлениями, по­ зволяющими настраивать агрегат на очистку узлов различного профиля и размеров.

На первом поворотном столе можно очищать внутренние по­ верхности изделий размерами в основании 1100—1500 мм и вы-

130

сотой 1950—2500 мм. Второй поворотный стол размером 1205Х Х335 мм вращается со скоростью 10 об/мин.

Таблица 35

Характеристики ультразвуковых агрегатов УЗА для снятия нагара и очистки

Марка агрегата

Показатели

Настройка агрегата на очистку того или иного узла произ­ водится путем смены стоек с преобразователями, которые изго­ товляются соответственно размеру и профилю очищаемого узла.

Ультразвуковой агрегат УЗА-15 предназначен для очистки от нагара, жировых и механических загрязнений внутренних по­ верхностей тороидальной формы.

16 магнитострикционных преобразователей имеют сменные диафрагмы, профилированные по форме очищаемых поверхно­ стей. Моющий раствор прокачивается через внутреннюю полость насосной установкой. Манипулятор позволяет поворачивать из­ делия в трех плоскостях.

В ультразвуковом агрегате УЗА-16 (рис. 18) очистка от на­ гара производится непрерывно-последовательным методом. Де­ тали, непрерывно поворачиваясь вокруг вертикальной оси, про­ ходят через озвучиваемую зону. Источник ультразвука — преоб­ разователь ПМС-11М со специальным инструментом. Предусмо­ трена возможность быстрой смены и перестановки преобразова­ телей в зависимости от размеров и форм очищаемых изделий. В агрегате можно применять как щелочные, так и спирто-кис- лотные растворы.

Холодная вода

Рис. 18. Ультразвуковой агрегат УЗА-16 для очистки от нагара.

Для промывки деталей и узлов двигателей, изготовленных из любых металлов и сплавов, от остатков минеральных масел,

гружением в ванны, либо с помощью машин для струйной мой­ ки (рис. 19) [152].

Машина состоит из промывочной камеры 6 с сопловыми ап­ паратами 5 и 2, струи из которых охватывают промываемое из­ делие 3, и двух баков для основной 13 и чистовой 15 промывок

132