Применение передовых технологий для очистки на железнодорожном транспорте

Журнал ЦНИИТЭИ — серия Локомотивное хозяйство № 3, 2003 г.

С. И. Бяков (Локомотивное депо «Сольвычегодск»),
Н. М. Лебедев, Т. И. Жирнова, О. В. Воронин (ООО «Александра-Плюс», г. Вологда)

В локомотивном хозяйстве железных дорог уделяется большое внимание улучшению технологических процессов в ремонте тягового подвижного состава. Применение современных технологий и оборудования позволяет повысить качество ремонта, надежность тягового подвижного состава. Решение этих комплексных задач положительно влияет на обеспечение безопасности перевозочного процесса железных дорог.

Основным вопросом на железной дороге является безопасность тягово-подвижного состава, что обеспечивается повышением качества ремонта, и, не в последнюю очередь, зависит от качества очистки различных ответственных деталей (скоростемеры, распылители, форсунки и др.), имеющих сложную геометрическую форму и требующих для своей очистки вредных и легковоспламеняющихся растворителей. Требования к экологии производства, повышение уровня охраны труда и улучшению условий обслуживания для персонала также играют не последнюю роль. Именно поэтому применение передовых технологий, к которым несомненно относится ультразвуковая очистка, выходит на передний план.

Очистка поверхности разнообразных деталей, узлов и отдельных механизмов в моющих средах — это совокупность ряда сложных физических и химических процессов. Моющие среды должны обладать высокой химической активностью, эффективно разрыхлять, разрушать или растворять пленки загрязнений, которые представляют собой нежелательное вещество на поверхности объекта.

Среди технологических процессов, протекающих в жидких средах с воздействием ультразвука, очистка и обезжиривание поверхности твердых тел в ультразвуковом поле получила наибольшее применение. Ультразвук применяют для очистки стальной проволоки и ленты, фильтров, распылителей, алюминиевой и медной проволоки, кабеля, деталей сложной формы и др. Введение ультразвуковых колебаний в моющие растворы позволяет не только ускорить процесс очистки, но и получить высокую степень чистоты поверхности, исключить пожароопасные и токсичные растворители.

При ультразвуковой очистке способ удаления загрязнений основан на использовании явлений, возникающих в жидких средах при возбуждении в них интенсивных упругих колебаний высокой частоты. Особенно большое значение имеют кавитационные явления, возникновение больших ускорений в очищающей среде, местные гидродинамические потоки, способствующие перемешиванию жидкости, и некоторые другие явления.

Важнейшая роль в процессе очистки отводится кавитации. При захлопывании кавитационных пузырьков, в жидкости образуются локальные участки с давлением, достигающим 200 атмосфер. При этом возникает ударная волна большой разрушающей силы, а не захлопывающиеся кавитационные пузырьки приходят в интенсивное колебательное состояние и проникают в зазоры и щели между загрязнениями и поверхностью очищаемой детали.

Особенно важно значение кавитации при очистке деталей, имеющих сложную форму, а также глухие отверстия или отверстия малого диаметра.

Эффективность ультразвуковой очистки зависит от выбора многих параметров, в том числе физико-химических свойств моющей жидкости, температуры раствора и рабочей частоты ультразвукового излучателя, как основного фактора, влияющего на формирование кавитационной области.

Применение ультразвука в комплексе с техническими моющими средствами обладает следующими преимуществами:

  • исключается применение вредных, агрессивных, взрыво- и пожароопасных веществ (бензин, керосин и др.) и, следовательно, повышается культура производства;
  • ускоряется процесс очистки и обезжиривания;
  • полностью заменяется ручная очистка и протирка даже для тех деталей или узлов, которые обычным способом очистить сложно или практически невозможно.

ООО «Александра-Плюс» (г. Вологда) наработан значительный опыт по очистке различных типов поверхностей от механических и жировых загрязнений. Ультразвуковые установки разработаны с учетом оптимальных параметров ультразвуковых генераторов и излучателей в комплексе с подбором необходимого моющего раствора. Габаритные размеры ультразвуковых установок выбираются таким образом, чтобы была возможность встраивания установки в существующие технологические процессы.

Одной из разработок ООО «Александра-Плюс» (г. Вологда) является «Установка ультразвуковой очистки» модели ДЛК, предназначенная для очистки изделий от различных загрязнений в машиностроении, приборостроении, ремонтном производстве, с использованием доступных существующих моющих средств, реализуемых в торговой сети. Объем ванны для моющего раствора — до 10 литров, потребляемая мощность излучателей — 200 Вт. Установка снабжена нагревательным элементом мощностью 1 кВт и, по желанию заказчика, комплектуется датчиком температуры и таймером.

На ультразвуковую установку типа ДЛК имеются технические условия ТУ 3444-001-52036912-02 и санитарно-эпидемиологический сертификат, выданный Центром Госсанэпиднадзора Вологодской области.

Аналогичные установки применяются в локомотивных депо Люблино (Московская железная дорога) и Сольвычегодск (Северная железная дорога) для промывки различных деталей, имеющих сложную конфигурацию с использованием водных растворов обыкновенных моющих средств.

ООО «Александра-Плюс» также разработало и изготавливает рабочее место для промывки авиационных фильтров (РМПФ). Промывка фильтроэлементов осуществляется по технологии, принятой на авиапредприятиях. Качество мойки фильтроэлементов на РМПФ удовлетворяет «Инструкции по очистке фильтроэлементов и фильтропакетов в условиях эксплуатации и ремонта авиационной техники № 63 (в редакции 5)». РМПФ эксплуатируются в Вологодском и Череповецком авиаотрядах. Установки подобного типа возможно использовать и для промывки различных фильтров на железнодорожном транспорте.

В декабре 2002 года на базе локомотивного депо Сольвычегодск проходила сетевая школа, на которой специалистами ООО «Александра-Плюс» (г. Вологда) была продемонстрирована работа ультразвуковой установки ДЛК-2. Для ультразвуковой промывки использовались детали скоростемеров. Полная очистка и обезжиривание испытуемых деталей произошла за время менее 5 минут. В качестве промывочной жидкости использовался водный раствор моющего средства «Лабомид».

В отличие от бензина и других органических растворителей, моющие средства типа «Лабомид» относятся к 4 классу опасности по токсичности (малоопасные вещества по ГОСТ 12.1.007-76) и не требуют для своей утилизации дорогостоящего оборудования для сбора и регенерации. Вышеуказанные средства легко разлагаются биохимическими методами и не загрязняют окружающую среду, что имеет большое значение для экологической чистоты производства.