Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Организация ремонтных и сервисных работ газоперекачивающих агрегатов. Учебное пособие.pdf
слоя покрытия и механической обработки напыленного слоя детали
после металлизации.
При подготовке изношенных поверхностей коленчатого вала к
напылению его шейки шлифуют на круглошлифовальном станке для
придания им правильной геометрической формы. После механической
обработки вал промывают в щелочном растворе и обдувают сжатым
воздухом. Напыляемые поверхности обезжиривают хладоном 30,
поверхности, не подлежащие напылению, покрывают специальной
смазкой для предотвращения налипания на них металла. Для
улучшения сцепления покрытия с основным металлом напыляемые
поверхности подвергают обработке электрокорундом зернистостью
50 160 мкм в дробеструйной камере. Во избежание окисления
обработанных поверхностей, а также попадания на них влаги и пыли
напыление проводят не позже 3 ч после подготовки детали.
При нанесении подслоя и основного слоя покрытия на
резьбовую часть вала наворачивают гайку, предохраняющую резьбу от
попадания расплавленных частиц металла, вал закрепляют в центрах
токарного станка, а металлизатор устанавливают на суппорте.
В металлизатор закладывают проволоку марки «Алюник 7/1» (сплав
алюминия с никелем), регулируют и включают металлизатор и станок.
Шейки вала, подлежащие напылению, в течение 5 – 10 с подогревают
пламенем металлизатора до 70 – 90 °С, затем включают подачу
проволоки и наносят подслой толщиной 0,1 – 0,15 мм.
Основной слой покрытия толщиной не более 1,5 мм наносят не
позже 1 ч после нанесения подслоя, используя проволоку марки 30Х13
или 20Х13 диаметром 3 мм.
Качество покрытия зависит от ряда факторов: давления воздуха
в процессе напыления, расстояния от сопла металлизатора до детали,
скорости движения детали относительно потока распыляемого
металла и скорости подачи проволоки, принятого режима
металлизации. Газопламенное напыление ведут при следующем
рабочем режиме: давление сжатого воздуха 0,4 – 0,6 МПа, ацетилена
0,08 – 0,1, кислорода 0,4 – 0,5 МПа. Используемый сжатый воздух
очищают от влаги и масла при помощи масловлагоотделителя.
Частота вращения шпинделя станка 40 об/мин, расстояние от
сопла металлизатора до поверхности детали выдерживают в пределах
150 – 180 мм. При напылении металла температура поверхности
детали не должна превышать 150 °С.
71
Механическую обработку напыленного слоя производят на
токарно-винторезном и кругло-шлифовальном станках. После
токарной обработки шейки вала шлифуют до номинального или
ремонтного размера. Шатунные шейки шлифуют с помощью
центросместителей.
К преимуществам газопламенного напыления относят:
получение равномерных покрытий значительной толщины на
ограниченных участках деталей; отсутствие деформации детали;
высокую износостойкость пористого покрытия, способствующего
удержанию в напыленном слое смазочного масла; к недостаткам
пониженную усталостную прочность деталей.
К перспективным способам газопламенного напыления
относится нанесение покрытия с применением порошковых
материалов и газопламенной горелки типа ОКС-5531.
Для нанесения наружных поверхностей деталей применяют
газовые или электрические металлизаторы (ЭМ-3, ЭМ-9). Толщина
напыляемого слоя может достигать от 0,5 до 10 мм.
7.11. Восстановление деталей электролитическими покрытиями
Электролитические покрытия применяют для восстановления
размеров изношенных деталей, повышения твердости и
износостойкости их поверхностей, защиты деталей от коррозии.
Электролитическое наращивание покрытий осуществляют в
специальных ваннах или без них (вневанный процесс наращивания).
Из электролитических процессов наращивания металла
наибольшее распространение получили хромирование и осталивание,
в меньшей степени никелирование, меднение, цинкование.
При прохождении постоянного тока через электролит его
молекулы расщепляются на положительно заряженные частицы
(катионы) и отрицательно заряженные частицы (анионы). Катионы
перемещаются к катоду и осаждаются на нем, превращаясь в
нейтральные атомы. Анионы перемещаются к аноду, теряют свой
заряд и также превращаются в нейтральные атомы. Электролитом
является раствор в дистиллированной воде соединений (солей)
осаждаемого металла.
Хромированием восстанавливают поршневые пальцы и кольца
подшипников качения, упрочняют рабочие поверхности гильз
цилиндров и поршневых колец.
72
Технологический процесс подготовки и хромирования деталей
состоит из механической обработки поверхности для устранения
дефектов геометрической формы, достижения определенной
шероховатости (не более Rа=1,25 мкм) и доведения размеров до
требуемой величины с учетом припуска на толщину покрытия;
промывки детали органическим растворителем; изоляции участков, не
подлежащих покрытию, целлулоидом, винипластом или
хлорвиниловым лаком; монтажа детали на подвесное приспособление;
электрохимического обезжиривания в ванне с щелочным раствором;
промывки в горячей и холодной воде; удаления окисных пленок с
поверхности детали декапированием (подключением на 30—90 с к
детали плюса источника тока, а к аноду – минуса); наращивания
покрытия.
При хромировании в качестве электролита используют водный
раствор хромового ангидрида СrО
(120 – 350 г на 1 л раствора) с
3
добавкой серной кислоты (1,2 – 3,5 г/л). Серная кислота в электролите
является катализатором и способствует осаждению хрома. В
ремонтной практике наиболее распространен универсальный
электролит с содержанием на 1 л раствора хромового ангидрида 250 г,
серной кислоты 2,5 г. Температура раствора 50 – 60 °С.
В процессе хромирования используют нерастворимые аноды из
свинца или сплава, содержащего 92 – 93% свинца и 7 – 8% сурьмы.
Толщина анодов 8 – 15 мм, расстояние до восстанавливаемой детали
40 – 50 мм.
К недостаткам хромирования относят ограниченную толщину
покрытия (не более 0,3 мм), низкую скорость осаждения металла (до
0,03 мм/ч), высокую стоимость процесса. Кроме того, хромовые
покрытия обладают слабой смачивающей способностью по
отношению к маслу. Для устранения этого недостатка применяют
пористое хромирование. При переключении полярности тока (к детали
подключают плюс, а к пластинам минус) происходит растворение
хрома по границам микротрещин, образовавшихся в процессе
наращивания покрытия. Через непродолжительное время (5 – 15 мин)
в слое покрытия формируются канальчатые или точечные поры
глубиной до 0,06 мм. Износостойкость деталей, покрытых пористым
хромом, возрастает в 3 – 4 раза, а срок службы сопряженных деталей
примерно в 2 раза.
Осталивание применяют для восстановления размеров деталей с
большим износом (до 3 мм), наращивания поверхностей под
73
неподвижные посадки, а также в целях получения подслоя толщиной
1 3 мм для тонкого хромового покрытия.
Скорость осаждения металла при осталивании в 5 – 6 раз выше,
чем при хромировании. Сцепляемость покрытия с поверхностью
детали и его твердость достаточно высокие. Технологический процесс
осталивания в основном аналогичен процессу хромирования.
Для получения покрытий твердостью HRC 30 – 48 используют
электролит, содержащий двухлористое железо (FeCl 4H
O) 300–360 г/л
2
и соляную кислоту (НС1) – 1,5 г/л. Нанесение покрытий повышенной
твердости (HRC 50 – 52) производят в электролите следующего
состава: двухлористое железо 300 – 360 г/л; хлористый марганец
(MnCl
4H20) – 60; соляная кислота – 1,5 г/л. Соляная кислота
2
способствует устойчивой работе ванны, хлористый марганец
повышению сцепляемости покрытия с основным металлом.
В качестве анода при осталивании используют пластины из
малоуглеродистой стали.
К недостаткам осталивания относят снижение усталостной
прочности деталей (до 30 %), интенсивную коррозию оборудования и
инструмента.
Напряжение тока при осталивании и хромировании 12 – 18 В.
Вневанное электролитическое осаждение металла применяют
при восстановлении отдельных изношенных участков поверхности
крупногабаритных деталей. При этом местная ванна создается только
в зоне покрытия.
Покрытие струйным способом применяют при восстановлении
шеек валов. Электролит из бака подается насосом через насадку на
шейку медленно вращающегося вала (2 – 6 об/мин). Под шейкой вала
расположена местная ванночка. Из нее непрерывно поступающий
электролит стекает в бак.
При покрытии внутренних поверхностей отверстий корпусов и
цилиндров применяют проточный способ. В зоне покрываемой
поверхности создается местная ванна, через которую циркулирует
электролит.
Покрытие наружных цилиндрических поверхностей может быть
также осуществлено способом натирания. К вращающейся детали
прижимается анодная головка, в которой находятся тампон и анодная
пластина. Электролит, подаваемый насосом, проходит через отверстия
анодной пластины и смачивает тампон.
74
В процессах вневанного осаждения на омываемых (натираемых)
поверхностях деталей, которые являются катодом, откладывается слой
металла.
7.12. Применение при ремонте полимерных материалов
При ремонте холодильного оборудования для заделки в деталях
пор, раковин, трещин, пробоин, отколов, для восстановления
посадочных мест отверстий для подшипников качения в корпусных
деталях используют эпоксидные смолы ЭД-5, ЭД-6, ЭД-16, ЭД-40.
Для устранения хрупкости к эпоксидным смолам добавляют
пластификатор (дибутилфталат), непосредственно перед
употреблением в полученную смесь вводят отвердитель
(полиэтиленполиамин).
Сочетание материалов с различными коэффициентами
линейного расширения (например, металлов и эпоксидной
композиции) приводит к возникновению внутренних напряжений в
процессе эксплуатации. Для уменьшения внутренних напряжений в
композицию вводят наполнители: железный или чугунный порошок;
алюминиевую или бронзовую пудру; графит; кварцевую пыль;
портландцемент; измельченный асбест, сажу и др.
При ликвидации пор, мелких трещин (с зазором между
кромками до 0,05 мм), склеивании частей неответственных деталей
применяют эпоксидный клей без наполнителя. Наполнитель вводят
при больших зазорах между кромками и при восстановлении
изношенных поверхностей (эпоксидная паста).
Для изготовления клея или пасты к подогретой до 60 – 70 °С
эпоксидной смоле при тщательном перемешивании в течение 3 – 4
мин добавляют пластификатор в количестве 12 – 15 % массы смолы.
Перед употреблением в смесь вводят отвердитель в количестве
7 – 10% массы смолы, а для паст дополнительно наполнитель.
При ремонте чугунных деталей на 100 частей добавляют 150 частей
чугунного порошка или 50 частей графита (по массе); для ремонта
стальных деталей 150 частей железного порошка и 20 частей молотой
слюды; для алюминиевых деталей 20 частей алюминиевой пудры.
Металлические порошки перед введением в пасту прокаливают.
Металл в зоне дефекта зачищают до блеска, концы трещины
засверливают, а ее кромки разделывают. После обезжиривания
бензином или ацетоном углубление заполняют пастой.
75
При ремонте пробоин их перекрывают накладками из металла
или стеклоткани. Формирование слоя пасты при восстановлении
отверстий под подшипники в корпусных деталях можно произвести
через 30 мин после нанесения пасты с помощью пуансона заданного
размера, смазанного тонким слоем масла.
Затвердевшие композиции на основе эпоксидных смол не
разрушаются хладагентами и маслами, обладают достаточной
плотностью и не теряют своих качеств до температуры 1800 °С.
8. Техническое диагностирование при проведении ремонта
Техническое диагностирование - это неотъемлемый процесс при
проведении ремонта. Целью технического диагностирования является
получение информации о реальном техническом состоянии ГПА,
наличия повреждений, определения причин их возникновения и
механизмов развития.
Техническое состояние агрегатов изменяется случайно и зависит
от различных эксплуатационных факторов (почвенно-климатических
условий, видов выполняемой работы, интенсивности нагрузки,
квалификации эксплуатирующего и ремонтного персонала, качества
обслуживания и др.).
Они по-разному влияют на интенсивность изнашивания деталей
ГПА, в связи с чем для каждой конкретной машины (агрегата)
требуются ремонтно – обслуживающие воздействия разных объемов.
Предварительное диагностирование машины и ее составных
частей позволяет определить фактический объем работ по
обслуживанию или ремонту. При этом решаются следующие задачи:
• проверка исправности и работоспособности составных частей
машины;
• поиск дефектов, в результате которых нарушилась
исправность или работоспособность;
• сбор исходных данных для прогнозирования остаточного
ресурса.
Совокупность средств диагностирования, объекта и
исполнителей, действующих по установленным алгоритмам,
называется системой диагностирования. При техническом
обслуживании задачи диагностирования заключаются в том, чтобы
установить потребность в проведении капитального или текущего
ремонта агрегата или его сборочных единиц; качество
76
функционирования механизмов и систем машин; перечень работ,
которые необходимо выполнить при очередном техническом
обслуживании.
Виды технического диагностирования классифицируют по
назначению, периодичности, месту проведения, уровню
специализации. В зависимости от сложности оборудования ГПА
диагностирование проводят силами эксплуатационного предприятия
или на специализированных ремонтных предприятиях.
Диагностируемый объект ГПА можно рассматривать в двух
аспектах: с точки зрения структуры и способа функционирования.
Каждый из аспектов имеет особенности, описываемые своей системой
понятий.
Под структурой системы понимается определенная
взаимосвязь, взаиморасположение составных частей (элементов),
характеризующих устройство и конструкцию системы.
Параметр качественная мера, характеризующая свойство
системы, элемента или явления, в частности процесса.
Значение параметра количественная мера параметра.
При оценке технического состояния различных объектов
используют как субъективные, так и объективные методы
диагностирования.
К субъективным методам диагностирования относятся
визуальный осмотр, прощупывание, остукивание, опробование и
ослушивание сборочных единиц и узлов ГПА в целом. Эти методы
позволяют выявить лишь качественные отклонения состояния того
или иного механизма от нормы (ослабление крепления, наличие
трещин, изломов и деформаций в деталях, подтекание топлива, масла,
охлаждающей жидкости, обрыв и расслоение ремней и муфт,
неполнота сгорания топлива, попадание воды в гидросистему и т.д.).
В практике они находят широкое применение для предварительной
(ориентировочной) оценки технического состояния.
Объективные методы диагностирования дают точную
количественную оценку сборочной единицы, ГПА. Они основаны на
использовании как специальных контрольно – диагностических
средств (оборудования, приборов, инструмента, приспособлений), так
и устанавливаемых непосредственно на агрегатах или входящих в
комплект инструмента обслуживающего персонала.
Объективное диагностирование разделяют на прямое и
косвенное.
77
Прямое диагностирование – это процесс определения
технического состояния объекта по его структурным параметрам
(зазорам в подшипниковых узлах, биению валов, размерам деталей,
доступных для непосредственного измерения, и др.).
Косвенное диагностирование – это процесс определения
фактического состояния объекта диагностирования по косвенным,
или, как их называют, диагностическим параметрам. В качестве
косвенных показателей используют изменение параметров рабочих
процессов, структурных шумов, содержания продуктов износа в
масле, мощности, расхода топлива и др. Данный вид
диагностирования так же называют параметрической диагностикой.
Особенности применения методов неразрушающего
контроля.
Визуально-измерительный контроль и диагностирование
неразрушающими методами контроля относят к объективным методам
контроля при ремонте ГПА.
ВИК деталей и узлов проводят с целью выявления
поверхностных повреждений (трещин, коррозионных повреждений,
деформированных участков, наружного износа элементов и т.д.),
образовавшихся в процессе эксплуатации изделий [9].
Измерительный контроль основного материала и сварных
соединений выполняется с целью определения соответствия
геометрических размеров конструкции и допустимости повреждений
основного материала и сварных соединений, выявленных при
визуальном контроле, требованиям рабочих чертежей, технических
условий, стандартов и паспортов.
При визуальном контроле основного материала и сварных
соединений рекомендуется проверять:
• отсутствие (наличие) механических повреждений
поверхностей;
• отсутствие (наличие) формоизменения элементов
конструкции (деформированные участки, коробление, провисания и
другие отклонения от первоначального расположения);
• отсутствие (наличие) трещин и других поверхностных
дефектов, образовавшихся (получивших развитие) в процессе
эксплуатации;
• отсутствие коррозионного и механического износа
поверхности.
78
При измерительном контроле состояния материала и сварных
соединений рекомендуется определять:
• размеры механических повреждений основного материала и
сварных швов, в том числе длину, ширину и глубину трещин, вмятин,
забоин, раковин и других дефектов;
• размеры деформированных участков материала и сварных
соединений;
• овальность цилиндрических элементов;
• прямолинейность (прогиб) образующей конструкции, детали;
• фактическую толщину стенки конструкции;
• размеры зон коррозионных и эрозионных повреждений,
включая их глубину.
ВИК может проводиться или с применением визуальнооптических приборов до 200 кратного увеличения (лупы, микроскопы,
эндоскопы, зеркала и т.д.), или без их использования. ВИК выполняют
до проведения контроля деталей другими методами неразрушающего
контроля, а также после устранения дефектов. Шероховатость
зачищенных под ВИК поверхностей деталей должна быть не более
Rz 80 по ГОСТ 2789.
8.1. Контроль с использованием цветной дефектоскопии
Контролю с использованием цветной дефектоскопии (ЦД)
подлежат выявленные при визуальном осмотре дефекты узлов и
деталей обследуемых агрегатов (вмятины, выпучины, риски, забоины)
и зоны металла шириной 100 – 150 мм по периметру этих участков, а
также, в обязательном порядке, трещины и протяженные дефекты
любых размеров, напоминающие трещины.
С целью поиска индикаторного рисунка дефектов осматривают
детали, на которых слой белой проявляющей краски не имеет пороков
и загрязнений: пятен неудаленной проникающей или очищающей
жидкости, механических повреждений, не покрытых краской участков
поверхности, потеков, складок и морщин, отслаивания от поверхности
детали, посторонних включений. Детали с такими повреждениями
краски, затрудняющими обнаружение рисунка дефектов, промывают
ацетоном и подвергают повторной обработке дефектоскопическими
материалами.
79
Осмотр деталей рекомендуется проводить в два этапа:
• общий осмотр поверхности детали для поиска индикаторного
рисунка;
• анализ индикаторного рисунка.
Общий осмотр проводят невооруженным глазом или с
применением луп с большим полем зрения и малым увеличением. Для
анализа индикаторного рисунка, как правило, используют оптические
средства с большим увеличением. Во многих случаях при общем
осмотре и анализе рисунка применяют один и тот же оптический
прибор.
По особенностям красного индикаторного рисунка и его месту
на детали можно определить вид дефекта.
Как правило, трещины усталости выявляются чаще в виде
одиночных изломанных линий, расположенных в местах
концентраторов напряжений (галтелей, подрезов, отверстий, пазов и
т.д.), а также поперек ребер, кромок.
Волосовины выявляются в виде линий, ориентированных вдоль
волокон металла, вдоль направления его деформации при
изготовлении детали, например вдоль оси болта или трубы. Если
волокна металла изогнуты, волосовины следуют за их направлением.
В отличие от волосовин заковы и соответствующие им линии
индикаторного рисунка могут иметь случайное направление.
Трещины коррозии под напряжением, как правило, отличаются
наличием большого количества изломов и ответвлений.
Индикаторный рисунок на поверхности детали может возникать
не только в местах дефектов. Он может появиться также при наличии
различных допустимых повреждений или загрязнений поверхности.
Например, схожий с трещинами рисунок образуют: риски, заусенцы
(особенно смятые); цепочки эрозионных поражений, забоин, пор;
сколы окисной пленки; коррозия (в основном щелевая) в местах
линейного контакта деталей; литейные складки, наплывы сварных
швов; галтели малого радиуса, следы резцов, протяжек; узкие зазоры
между деталями (например, при прессовой посадке); следы
полимеризовавшихся масел и смазок, лакокрасочных покрытий, клея,
налипшей резины; окрашенные волокна ветоши; следы присохшей
проникающей жидкости и т.д. Поэтому обнаружение рисунка,
соответствующего рассмотренным выше основным признакам
дефектов, еще не является основанием для браковки детали.
80