Очисні технологічні середовища

Використовують очищення деталей в рідких технологічних середовищах на основі органічних розчинників і технічних миючих засобів. Однак, ці засоби не можуть з необхідною якістю очистити деталі від забруднень усіх видів, тому в ремонті використовують і інші засоби.

1.4.3.1 Органічні розчинники

Органічні розчинники володіють незначним поверхневим натягом і здатністю розчиняти забруднення, що знаходяться на поверхні, утворюючи однофазні розчини змінного складу. Отримані розчини містять не менше як два компоненти. Ці очисні середовища повинні володіти високою розчинною здатністю, бути не токсичними і пожежобезпечними, а також бути нейтральними по відношенню до матеріалу поверхні, що очищається. Крім того, розчинники повинні бути стабільними при їх регенерації. Важливі характеристики розчинників – леткість, температура кипіння і спалаху. Вуглеводневі розчинники належать до неполярних гідрофобних речовин, їх використовують для розчинення неполярних і слабо полярних забруднень: олив, жирів, простих ефірів і бітумів.

Використовують аліфатичні, ароматичні, неароматичні і хлоровані вуглеводні, спирти, кетони і ефіри. Основні з них приведені в таблиці 1.2. По складу і пожежобезпечності органічні розчини діляться на дві групи.

Першу групу утворюють: аліфатичні вуглеводні, отримані з нафти (гас, уайт-спирит, бензин ), ароматичні вуглеводні, отримані з кам’яновугільної смоли (бензол, толуол, ксилол), неароматичні кільцеві вуглеводні (скипидар), спирти (метиловий, етиловий, ізопропіленовий), кетони (ацетон, циклогексанон) і ефіри (етилацетат, бутилацетат). Всі вони токсичні і пожежонебезпечні.

Таблиця 1.2- Органічні розчинники і їх властивості

Розчинник	Густина при 20°С, кг/м³	Температу-ра кипіння, °С	Поверхневий натяг при 20°С, Н/м
Прості вуглеводні
Бензин Б-70 Гас Уайт-спірит Бензол Толуол Ксилол Метиловий спирт Етиловий спирт Ізопропіленовий спирт Ацетон Циклогексанон Етилацетат Бутилацетат	680…730 790…830	40…180 200…310 165…200 80,1 110,6 137…141 64,5 78,3 82,4 56,2 161,1 77,1 126,1	22,3 24,1 23,2 28,8 28,8 25…30 22,5 22,3 22,5 23,5 33,9 52,2 25,2
Хлоровані вуглеводні
Хлористий метилен Метилохлороформ Перхлоретилен Трихлоретилен Чотирихлористий вуглець Дихлоретан		39,9 73,9 87,2 121,2 76,8 57,3	28,1 25,7 29,5 32,9 25,7 24,7

У другу групу входять хлоровані вуглеводні. Майже всі вони не горючі, але токсичні. При взаємодії з водою, світлом і теплом нестабілізовані хлоровані розчинники розпадаються, а продукти розпаду (соляна кислота, хлор, фосген) викликають корозію металів. Хлоровані вуглеводні використовують при кімнатній температурі.

Хлоровані вуглеводні забезпечують високу якість очищення деталей, але потребують великих затрат на забезпечення безпечних умов праці, що виключають контакт розчинника і продуктів його перетворень з оператором. Найбільшого поширення при очищенні деталей отримав чотирьоххлористий вуглець. Заміна розчинів на слаботоксичні типу хлористого метилену зазвичай призводить до недопустимого зниження якості очищення.

Розчинна здатність органічних розчинників висока. Для деяких видів вона має наступні значення, кг/м²·с: для трихлоретилену 3,10; ксилолу 2,20; тетрахлоретилену 1,70; бензину 1,30; уайт-спириту 0,90; гасу 0,60.

Деякі літературні джерела рекомендують в якості очисних засобів фторовмісні вуглеводні. Однак, вони руйнують озоновий шар атмосфери, тому заборонені до використання міжнародними угодами.

1.4.3.2 Розчинно - емульгуючі засоби

При досягненні граничної концентрації забруднень в органічних розчинах процес очищення припиняється. Цей недолік частково усувається використанням розчинно-емульгуючих засобів (РЕЗ).

РЕЗ складаються з базового і допоміжного розчинників, ПАР і невеликого додавання води (таблиця 1.3). Базовими розчинниками служать ксилол, уайт-спирит і хлоровані вуглеводні. Допоміжний розчинник забезпечує однорідність і стабільність розчину з емульгованими (диспергованими) забрудненнями. В якості допоміжних розчинників використовують алізаринове масло, каніфоль і трикрезол. Деталі після виймання з РЕЗ занурюють у воду або розчин ПАР, де проходить емульгування забруднень.

РЕЗ використовують при очищенні деталей від асфальтосмолистих відкладень при температурі 20…50°С.

Створення технічних миючих засобів (ТМЗ) на основі ПАР і лужних електролітів-одне з найважливіших досягнень в галузі очищення техніки.

Таблиця 1.3 - Характеристика РЕЗ

Назва	Склад, %	Особливості використання
АМ-15	Ксилол 72; алізаринове масло26; ПАР ОС-20 2	Деталі витримують у 100% препараті, ополіскують в розчинах Лабоміду або МС
МС-3	Уайт - спирит 51; соснова каніфоль 34; їдкий натр 6; вода 12	Температура використання 50۫С
Термос	Уайт-спіріт 40; ОП-410; ОП-71; сульфазол 0,2; вода 2; решта дизельне паливо	Деталі витримують у 100% препараті, ополіскують у водному розчині триполіфосфату
Лабомід-312	Трихлоретилен 60; трикрезол 30; синтанол ДС-105;алкілсульфати 5	Деталі витримують в препараті, розведеному водою (1:0,25), ополіскують в лужному розчині

1.4.3.3 Очисні середовища на основі розчинів лужних речовин і ПАР

Лужні електроліти в ТМЗ підвищують активність ПАР. Лужну реакцію розчину придають як луги, так і лужні солі.

Лужна реакція розчину лугів пояснюється їх дисоціацією, а розчину лужних солей - їх гідролізом. Ступінь гідролізу зростає з підвищенням температури і зниженням концентрації солей. З лугів використовують їдкий натр. В якості лужних солей найбільш часто використовують кальциновану соду, силікати (метасилікат натрію, рідке скло), фосфати (тринатрійфосфат, триполіфосфат). Лужні речовини пом’якшують воду, нейтралізують вільні жирні кислоти, обмиляють забруднення і підтримують певну концентрацію водневих іонів (показник рН).

Для запобігання корозії металів необхідно обмежувати значення показника рН розчину. При очищенні цинку і алюмінію рН повинен складати 9…10, олова - не вище 11, латуні - не вище 12…12,5, а сталь допускає очищення при рН до 14. Легкі і кольорові метали можна очищувати при значно більших значеннях рН, наприклад 11,5…12,8,однак в такі розчини необхідно додавати метасилікат натрію і рідке скло. ТМЗ являються багатокомпонентними сумішами хімічних речовин, кожна з яких виконує певні функції в процесі очищення. Склад ТМЗ підбирають для використання в конкретному технологічному процесі очищення деталей з певного матеріалу від заданих забруднень.

Для приготування ТМЗ використовують синтетичні ПАР.

Більшість ТМЗ складається із сумішей лужних неорганічних речовин: кальцинованої соди, силікату натрію, простих і полімерних солей фосфорної кислоти з невеликими добавками ПАР. До таких порошкоподібних ТМЗ відносяться: Лабомід, МС, МЛ, Вікол, Темп і інші. ТМЗ Лабомід, МС, МЛ, Темп практично взаємозамінні при очищенні деталей.

return false">ссылка скрыта

Лабоміди-101, -102, -203, -204-це суміші ПАР і лужних неорганічних солей. Призначені вони для очищення деталей з чорних і деяких кольорових металів від маслогрязевих і асфальтосмолистих забруднень. Склад цих ТМЗ наведено в таблиці 1.4, вони набули найбільшого поширення в ремонті.

Засоби МС-6 і МС-8 призначені для очистки деталей автотракторної техніки: МС-6 - для очищення деталей шасі тракторів, автомобілів, комбайнів, їх агрегатів вузлів, у тому числі їх деталей з чорних і кольорових металів; МС-8 розраховано на очищення деталей двигунів.

Таблиця 1.4 - Склад ТМЗ типу Лабомід, мас. %

Складові	Лабомід
-101	-102	-203	-204
Синтанол ДТ-7 Алкілсульфати натрію первинні Кальцинована сода Триполіфосфат натрію Метасилікат натрію Рідке скло	- -	- -

Таблиця 1.5 - Склад ТМЗ типу МЛ, мас. %

Складові	МЛ
-51	-52
Кальцинована сода Триполіфосфат натрію або тринатрійфосфат Метасилікат натрію або рідке скло Змочувач ДБ Сульфанол	34,5 1,5 -	6,2 1,6

Суміші МЛ-51 і МЛ-52 – призначені для очищення деталей від залишків паливно-мастильних і асфальтосмолистих відкладень. Склад цих ТМЗ наведено в таблиці 1.5.

Засіб МС-15 призначений для очищення машин, агрегатів, вузлів від масляних відкладень в різних очисних машинах занурювального типу.

Концентрація ТМЗ в розчинах складає 15…30 г/л, робоча температура розчинів 80…90°С.

Висока лужність і підвищена корозійна дія на поверхню деталей з кольорових металів і сплавів потребують використання ТМЗ на основі ПАР в суміші з розчинниками і органічними добавками до них. До них відносяться: Вертолін-74, Істра, Імпульс, Фокус-74,ТМС-57, Омега та ін. Необхідне поєднання споживчих властивостей забезпечується при умові отримання ТМЗ в рідкому вигляді.

Призначення і характеристика інших ТМЗ наступні.

ТМС-31 – водний розчин суміші ПАР і органічних добавок, призначений для очищення поверхонь матеріалів і сплавів (в тому числі полірованих) від маслоподібних забруднень і залишків полірувальних паст.

Засоби Анкрас і СЭП-411 використовують для видалення старих лакофарбових покриттів.

Проникнення ТМЗ забезпечує зниження вартості очисних розчинів на 40…60% і скорочення часу очищення у 5…7 разів в порівнянні з органічними розчинниками.

Для продовження терміну служби розчину і економії ТМЗ необхідна його очистка від частинок забруднень. Використовують процеси проціджування, відстоювання, коагуляції, флотації і фільтрації забруднень.

Проціджування використовують на першій стадії очищення розчинів з метою відділення крупних твердих і волокнистих забруднень. Проціджування проводять через решітки і сітчасті кошики.

Відстоювання практикують як спосіб очищення розчинів у струминних і занурювальних машинах. Однак при цьому способі утруднено видалення спливаючих нафтопродуктів.

Коагуляція супроводжується збільшенням частинок забруднень і випаданням з колоїдного розчину осаду у вигляді пластівців. Кращими коагуляторами являється залізний купорос і гашене вапно.

Флотація заснована на прилипанні частинок забруднення до повітряних бульбашок, переведенні їх у шар піни і видаленні цього шару. Ступінь і час очищення залежать від вихідної концентрації нафтопродуктів, а також дисперсності бульбашок повітря. Однак, разом із забрудненнями видаляються і ПАР.

Відцентрове фільтрування здійснюють в гідроциклонах або центрифугах. Для осадження твердих включень використовують напірні гідроциклони, а для видалення забруднень, що спливли і їх осадження-відкриті безнапірні.

Спосіб ультрафільтрації набув поширення для розділення емульсій. При цьому розчин фільтрують через напівпроникні мембрани під тиском, що перевищує осмотичний. Мембрана в такому випадку пропускає молекули розчинника, затримуючи розчинену речовину.

1.4.3.4 Тверді очисні середовища, розплави, кислоти і луги

Щільні забруднення, що не омиляються, видаляються з поверхні деталі шляхом їх механічного подрібнення потоком твердих частинок (крихтами з кісточок фруктових рослин, скляними кульками діаметром 0,3…0,8 мм, частинками поліаміду або поліетилену, корундом, чавунною і стальною стружкою, кварцовим піском). Середовище перенесення цих частинок - стиснуте повітря, вода, розчини ТМЗ.

Розплав лугів і солей, який складається з їдкого натру NaOH, азотнокислого натрію NaNO₃ і хлористого натрію NaCl, очищає поверхні деталей практично від усіх видів забруднень.

Сірчану і соляну кислоти використовують для травлення, очищення від продуктів корозії, накипу, лакофарбових покриттів і асфальтосмолистих відкладень. Використовують також оцтову, щавлеву, олеїнову, лимонну кислоти. Корозійна активність кислот зменшується при введенні в очисний розчин інгібіторних добавок.

Розчини каустичної соди використовують у виварних ваннах для зняття старої фарби.

Перспективне використання гранульованого сухого льоду, який повністю випаровується після очищення поверхонь.