Очистка деталей в процессе металлообработки

В процессе производства и в результате эксплуатации детали машин и оборудования от контакта с воздухом и другими элементами окружающей среды покрываются различного рода налётом и загрязнениями. Это ухудшает рабочие характеристики техники, снижает мощность двигателей, повышает расход горюче-смазочных материалов. Поэтому первостепенной задачей является очистка металла от ржавчины, нагара, масляных, грязевых, смолистых отложений.

Какие требования предъявляют к очистке металлических деталей

К деталям предъявляют требования:

• отсутствие коррозии, окалины, следов масла и смазки, других загрязнений;
• металлопрокат двухслойного типа не должен содержать коррозионного слоя;
• поверка металлов толщиной более 36 мм должна быть произведена ультразвуковым методом;
• допускается наличие трёх дефектов на 1 м длины с шагом 100 мм;
• кромки должны быть очищены от следов разметки и резки;
• детали должны быть очищены предпочтительным для данного вида изделий способом;
• степень шероховатости – 12,5 мкм под плазменную и дуговую сварку, 30 мкм – под лазерную и электронно-лучевую сварку;
• ширина поверхности от сварочного шва:

  • более 5 мм для сварки труб, тавровых, угловых, нахлёсточных соединений, выполняемых электронно-лучевой, лазерной, дуговой сваркой, а также для деталей толщиной до 5 мм;

  • от 50 мм – для электрошлаковой сварки;

  • не меньше толщины изделий от 5 до 20 мкм, свариваемых контактной, электронно-лучевой, дуговой, лазерной сваркой.

Чистоту определяют прямым и косвенным способом. Первый предусматривает визуальный осмотр для определения наличия загрязнений. Второй способ находит применение для определения состава и толщины загрязнённого слоя с целью подбора оптимальных способов очистки. Его проводят в лабораторных условиях.

Существующие способы очистки

Существует три основных способа очистки деталей – ручной, механический, термический, выбор которого зависит от технических характеристик и параметров металлических изделий и типа загрязнения. 

Ручной способ очистки

Очистка деталей предполагает использование ручных инструментов. Этот способ применяется для удаления легко очищаемых загрязнений с поверхности металлических изделий перед дальнейшей механической чисткой. 

Основным инструментом для удаления толстого слоя ржавчины служит обрубочный молоток. Дополнительно поверхность зачищают скребками, шпателями, проволочными щётками, наждаком, абразивными шкурками. Это грубая технология не пригодна для подготовки металлических поверхностей к нанесению лакокрасочных покрытий. Далее детали проходят другой вид очистки – механический или термический

Механический способ очистки

Очистка металлической поверхности производится механизированным инструментом. Это различные механизмы и оборудование с вращающимися щётками, абразивными точильными камнями, шлифовальными камнями. Для зачистки поверхностей используют пневматические и электрические молотки, а также игольчатые пистолеты. Участки узлов и деталей, недоступные для механического способа, очищают вручную.

Эффективными способами являются очистки:

• струйная абразивная сжатым воздухом – удаление ржавчины с металла и загрязнения посредством подачи с высокой скоростью воздушно-абразивной смеси на очищаемую поверхность. Процесс осуществляется с помощью дробеструйных аппаратов. Способ подходит для металлических изделий с толстыми стенками, тонкостенные могут деформироваться;
• абразивная струйная с впрыскиванием влаги – с добавлением в воздушный поток небольшого количества пресной воды;
• гидроструйная очистка металлических поверхностей под давлением – суть заключается в обработке поверхности водяной струёй, подаваемой под высоким давлением. Таким способом удаляют загрязнения физического и химического характера – нагар, ржавчину, окалину, смолу, лакокрасочные покрытия. Гидроджеттинг – скорый, безопасный метод удаления загрязнений;
• пескоструйная и гидропескоструйная – с применением в качестве абразива кварцевого песка, состоящего из частиц размером до 2,5 мм, оксида алюминия, карбида кремния. Пескоструйная очистка ограничена в применении из-за вредного воздействия на здоровье пылевых частиц, возникающих в процессе очистки;
• дробеструйная – в которой абразивом выступает мелкая дробь из стали или чугуна;
• дробемётная – безопасный способ очистки от ржавчины без образования пыли, основанный на подаче дроби центробежной силой, созданной вращающимся ротором;
• гидроабразивная – очистка поверхности водой с песком, подаваемой под давлением;
• ультразвуковая чистка – для очистки деталей точной механики и машиностроительной техники. Для этого предназначены специальные ультразвуковые ванны, в которых очистка осуществляется с помощью воздействии я ультразвука частотой 25 кГц. С применение химии Профис М, очистка в разы эффективнее и быстрее;
• ударно-волновая – используемая для удаления ржавчины с поверхностей котлов и труб;
• струёй частиц льда – находит применение для очистки бурильных труб, магистральных трубопроводов. Это безвредный способ, который используют для обработки сложной техники;
• электро-гидроимпульсная – для трубного оборудования, водоснабжающих и канализационных систем;
• электро-химическая очистка;
• магнитно-импульсная – используется для очистки налипших на поверхность металлических деталей мелких частиц различного происхождения;
• химическая;
• магнитно-абразивная – для очистки узлов и деталей для химического оборудования и космической техники.

Термоочистка

Термообработка предполагает воздействие на поверхность металлических изделий разницей температур – сначала её нагревают посредством кислородно-ацетиленовых горелок, а потом охлаждают. В результате разницы тепло-физических параметров металла и налёта происходит отслоение окалины. 

Очистка металла от ржавчины под воздействием пламени обезвоживается, превращается в чёрный порошок и рассыпается. Таким способом можно очищать только толстостенные металлические изделия, так как тонкостенные могут деформироваться под воздействием разных температур. После обработки поверхности пламенем изделия не нужно обезжиривать.

Существуют следующие виды термической очистки:

• ионно-лучевая – используется в качестве предварительной чистки деталей перед нанесением покрытий;
• электроэрозионная – для одновременной очистки и сварки тонкостенных изделий из металла;
• газопламенная – для удаления окалины;
• в тлеющем газовом разряде – для очистки поверхности металлов от оксидов перед диффузной сваркой и вакуумной пайкой;
• электродуговая вакуумная – для очистки листового проката в проточных линиях;
• струей пара – позволяет очистить сварные швы от жиров и масел;
• лазером – для чистки поверхностей деталей, используемых в нанотехнологиях, для очистки рифлёных и текстурированных поверхностей. Метод экологичен – при обработке вредные вещества выводятся в очистительную систему, что благотворно сказывается на работе оператора.

Этапы зачистки металлических поверхностей

Перед нанесением лакокрасочного покрытия детали необходимо тщательно обработать с целью предупреждения развития коррозии. Сначала изделия очищают, а потом обезжиривают, грунтуют, фосфатируют. 

Зачистка осуществляется поэтапно:

• сначала поверхность деталей очищают от пятен масла и грязи, обезжиривают щелочными водными моющими составами и растворителями;
• очистка от ржавчины металла механическим или химическим способом – травлением;
• грунтование – для обеспечения хорошей адгезии основания с финишным покрытием;
• устранение инородных включений путём шлифования поверхности.

Для обработки металлических поверхностей применяют профессиональные химические средства, отмывающие пятна мазута, жира, масла с различного оборудования, лакокрасочные покрытия, нагар с камер сгорания двигателей внутреннего сгорания. Моющие средства используют:

• для очисти трубопроводов и канализации от масло-жировых отложений;
• для механической и автоматической мойки двигателей и узлов в машиностроении;
• в качестве обезжиривающего средства перед гальваническим покрытием;
• для очистки нефтепроводов.

После мойки металлические изделия смазывают моторным маслом для предупреждения появления коррозии.

От правильности выбора способа мойки и очистки металлических деталей и узлов зависит состояние и работоспособность рабочих механизмов, в которых они будут использованы.