Сен 29, 2023
Сейнов С.В. – д.т.н, профессор, академик РАПК
Гошко А.И. – к.т.н., доцент,
Выполнение мобильного мелкого ремонта предполагает следующие действия:
— частичная разборка арматуры без изъятия корпусной части из трубопровода;
— частичная очистка и промывка деталей и узлов в трассовых и стационарных условиях;
— дефектация быстроизнашивающихся и крепежных деталей;
— дефектация уплотнительных поверхностей;
— ремонт уплотнительных поверхностей с использованием операций притирки и шлифования;
— инструментальный контроль регламентированных геометрических параметров шероховатости уплотнений перед сборкой;
— замена сальниковой набивки:
— замена изношенных деталей и ограниченного числа крепежных;
— проведение некоторых видов пневмогидравлических испытаний фланцевых и прокладочных соединений, сальника и затвора.
Сохранность деталей при разборке. Детали, поступающие на сборку в процессе мелкого ремонта, имеют различную стоимость. Годные детали, которые не требуют восстановления, обходятся производству в ~7% от цены новых, а восстановленные — 30...40 % от нее. Замена изношенных или вышедших из строя во время разборки деталей на новые обходится в 100 % и более от первоначальной цены. Поэтому в процессе разборки должна быть обеспечена сохранность деталей. При разборке она должна обеспечиваться применением специализированных стендов, гайковертов, усилителей крутящего момента, перекусывателей гаек и т.п. Технологические мероприятия, обеспечивающие сохранность деталей, сводятся к исключению ручной или ударной разборки. Повреждения деталей при такой разборке арматуры и ее функциональных узлов проявляются в виде изломов фланцев, трещин в корпусных деталях, забоин на точных функциональных поверхностях, изогнутости шпинделей и штоков, забоя резьбы, деформаций стыковых и привалочных поверхностей.
Очистка от загрязнений. Линейная арматура может поступать в ремонт в различной степени загрязнения: от минимальной — как газовая арматура, до чрезвычайной — как нефтяная. Естественно и очистка такой арматуры имеет свою специфику.
Очистные материалы подразделяются по виду основного технологического эффекта, сопровождающего процесс, на растворяющие, эмульгирующие и диспергирующие. Первые два вида сред, которые получили наибольшее распространение, применяются в жидком виде, а последний — в жидком или твердом состоянии.
Основные явления, обуславливающие очистное действие среды, включают: растворение, смачивание, физико-химическую адсорбцию, эмульгирование, диспергирование и стабилизацию загрязнений.
Растворение — это процесс образования однородной системы из двух веществ с равномерным распределением одного вещества в другом. Наибольшей взаимной растворимостью характеризуются вещества со сходным строением и свойствами — подобное растворяется в подобном.
Смачивание заключается в растекании капли жидкости, помещенной на поверхность твердого тела по поверхности этого тела. Это свойство зависит от поверхностного натяжения жидкости, сочетания состава жидкости и твердого тела. Смачивание — результат межмолекулярного взаимодействия сред на границе соприкосновения трех фаз: твердое тело- жидкость-газ. Процесс смачивания позволяет очистному раствору проникать в поры и трещины твердого тела. Углеводородные загрязнения не смачиваются водой, минеральные частицы обычно смачиваются, но при отсутствии жировых пленок на поверхности. На границе очищаемой поверхности и раствора образуется слой, обладающий свободной энергией или адсорбционной активностью. Вещества, способные снижать эту активность и понижать поверхностное натяжение раствора, называют поверхностно-активными веществами (ПАВ).
Адсорбция ПАВ сопровождается образованием адсорбционного и сольватного слоев молекул, покрывающих все поверхности. Процесс адсорбции, как увеличение концентрации растворенного вещества у поверхности загрязнений, уменьшает прочность его соединения с металлической поверхностью и прочность самого загрязнения, что приводит к образованию микротрещин в загрязнении и его последующему разрушению (диспергированию). В зависимости от активности ПАВ адсорбционные процессы сопровождаются различными эффектами: диспергирующими, расклинивающими, капиллярными и их комбинацией. Так, расклинивающее давление в микротрещинах достигает значений 80...100 МПа, а капиллярные давления — 150...260 МПа, что обеспечивает разрушение твердых загрязнений. Вещества, способные адсорбироваться на поверхности гидрофобных частиц, называются эмульгаторами.
Наибольшее применение в очистных процесса нашли коллоидные (мылоподобные) ПАВ. В водных растворах коллоидные ПАВ имеют высокую поверхностную активность, они способны образовывать коллоидные агрегаты.
Суть стабилизации процесса очистки заключается в способности очистного раствора удерживать в своем объеме загрязнения, препятствуя обратному осаждению их на очистные поверхности деталей.
Наибольшую эффективность очистки обеспечивают технические моющие средства (ТМС) на основе ПАВ и щелочных электролитов. Щелочные электролиты в ТМС повышают активность ПАВ, а щелочную реакцию раствору придают как щелочи, так и щелочные соли. Щелочная реакция раствора щелочей объясняется их диссоциацией, а раствора щелочных солей — их гидролизом. Степень гидролиза возрастает с повышением температуры и понижением концентрацией солей. Из щелочей применяют едкий натр. В качестве щелочных солей наиболее часто используют кальцинированную соду, силикаты, фосфаты. Щелочные вещества умягчают воду, нейтрализуют свободные жирные кислоты, омыливают загрязнения и поддерживают определенную концентрацию водородных ионов (показатель рН), который оказывает влияние на коррозию очистных сред.
Во избежание коррозии металлов необходимо ограничивать значение показателя рН раствора. При очистке цинка и алюминия РН должен составлять 9...10, олова — не выше 11, латуни — не выше 12...12,5, а сталь допускает очистку при рН до 14. Легкие и цветные металлы можно очищать при значительно больших значениях рН, например, 11,5...12,8, однако, в такие растворы необходимо добавлять метасиликат натрия и жидкое стекло. ТМС являются многокомпонентными смесями химических веществ, каждое из которых выполняет определенные функции в процессе очистки. Состав ТМС подбирают для применения в конкретном технологическом процессе очистки деталей из определенного материала от заданных загрязнений.
Для приготовления ТМС применяют синтетические иогенные или неиогенные ПАВ. Первые в водных растворах диссоциируют на ионы, вторые ионов не образуют. К первой группе ПАВ относятся: алкилсульфаты первичные и вторичные; алкансульфонаты; сульфонаты карбоновых кислот, их амидов и эфиров; алкиларисульфонаты; алкилфосфаты. К неиогенным ПАВ относятся оксиэтилированные алкилфенолы, оксиэтилированные высшие жирные спирты и алканоламиды. Неиогенные ПАВ сохраняют моющую способность в жесткой воде и в средах в широком диапазоне рн.
Большинство ТМС состоят из смесей щелочных неорганических веществ; кальцинированной соды, силиката натрия, простых и полимерных солей фосфорной кислоты с небольпими добавками ПАВ. К таким порошкообразным ТМС относятся: Лабомид, МС, МЛ, Викол, Темп и др.
Лабомиды-101, -102, -103 и 104 — это смеси ПАВ и щелочных неорганических солей. Предназначены они для очистки деталей из черных и некоторых цветных металлов от маслогрязевых и смолистых загрязнений. Состав этих ТМС приведен в табл. 1, они получили наибольшее распространение в ремонте.
Таблица 1
|
Составляющие
|
Лабомид
|
|||
|
-101
|
-102
|
-203
|
-204
|
|
|
Синтаноид ДТ-7
|
4
|
4
|
6
|
8
|
|
Алкилсульфаты натрия первичные
|
—
|
—
|
2
|
2
|
|
Кальцинированная сода
|
50
|
56
|
50
|
50
|
|
Триполифосфат натрия
|
30
|
20
|
30
|
20
|
|
Метасиликат натрия
|
—
|
20
|
—
|
10
|
|
Жидкое стекло
|
16
|
—
|
10
|
10
|
МЛ-51 и МЛ-52 — смеси ПАВ со щелочными неорганическими содами. Смесь МЛ-51 предназначена для очистки деталей от остатков горюче-смазочных материалов, маслогрязевых отложений и консервационных покрытий, МЛ-52 служит для очистки деталей от остатков горюче-смазочных и асфальтосмолистых отложений. Состав этих ТМС приведен в табл. 2.
Таблица 2
|
Составляющие
|
МЛ
|
|
|
-51
|
-52
|
|
|
Кальцинированная сода
|
44
|
50
|
|
Триполифосфатнатрия или тринатрийфосфат
|
34,5
|
30
|
|
Метасиликат натрия или жидкое стекло
|
20
|
10
|
|
Смачиватель ДБ
|
1,5
|
6,2
|
|
Сульфанол
|
—
|
1,6
|
Концентрация ТМС в растворах составляет 15...30 г/л, рабочая температура растворов 80...90 °С. Использование ТМС обеспечивает снижение стоимости очистных растворов на 40...60 % и сокращение времени очистки в 5...7 раз по сравнению с органическими растворителями.
Прочные неомыливаемые загрязнения удаляются с поверхности детали путем их механического дробления потоком твердых частиц, включая чугунную и стальную дробь. Среда переноса этих частиц — сжатый воздух, вода, растворы ТМС.
В качестве базовой операции мобильного мелкого ремонта линейной арматуры в трассовых условиях выступают процессы абразивной обработки и, прежде всего, притирки уплотнительных поверхностей деталей затвора.