3. Способы очистки и контроля технического состояния

Тепловоз и его части в процессе эксплуатации покрываются сухой или пропитанной влагой и маслом, пылью. На поверхностях, охлаждаемых водой, появляется накипь, а на омываемых маслом - лаковые и смолистые отложения, нагар. Металлические детали не только загрязняются, но и покрываются коррозией и окислами. По действию среды на объект ремонта все способы очистки можно объединить в группы: механические, физико-химические, термические и смешанные. Классификация способов очистки деталей объекта ремонта приведена на схеме 3.

Схема 3 - Классификация способов очистки деталей объекта ремонта.

Механические способы очистки основаны на воздействии твердого тела на объект очистки для разрушения и снятия слоя загрязнения.

Очистка ручным механизированным инструментом.

Этим способом удаляют с поверхностей деталей нагар, окислы, коррозию, старую краску. Ручной инструмент (скребок, шабер и т.п.) используют для очистки загрязнения труднодоступных мест и когда очищаемая площадь невелика. Механизированный инструмент (дрели с ручным, пневматическим или электрическим приводом, со сменными круглыми или торцовыми щетками) чаще применяют для очистки больших поверхностей и для ускорения процесса. Щетки изготовляют из стальных, латунных проволочек (диаметром 0,05-0,25 мм), волосяных и капроновых нитей. Нередко применяют резиновые легко деформируемые торцовые "шляпки" с укрепленной на них наждачной шкуркой. Чем меньше диаметр щетки, тем больше допустимая частота вращения. В процессе очистки металлические щетки прижимают к поверхности деталей небольшим усилием, чтобы не изогнуть проволочек. Кроме того, твердая и толстая проволока оставляет на очищаемой поверхности грубые царапины.

Вибрационная очистка деталей.

К этому способу чаще всего прибегают, когда возникает необходимость очистки большого числа мелких деталей - крепежа, пружин, шайб, планок и т.д. Очистка ведется во вращающихся контейнерах (барабанах) или в контейнерах со сложным колебательным движением, в которых при взаимном перемещении и трении деталей с соприкасающихся поверхностей удаляется загрязнение. Для ускорения процесса очистки в одних случаях в контейнер подается подогретый моющий раствор, а в других - контейнер (барабан с мелкими отверстиями в боковых стенках) вращается в ванне с подогретым раствором.

Раствор способствует размягчению загрязнения и обезжириванию очищаемых поверхностей. В качестве моющих растворов можно использовать щелочные растворы, применяемые при очистке погружением и струйным способом.

Очистка абразивами. Сущность очистки абразивами заключается в том, что загрязненную поверхность деталей, покрытую нагаром, коррозией, окислами, старой краской или прочно приставшей тонкой пленкой загрязнения, обрабатывают твердыми или мягкими абразивами, направляемыми струей воздуха или жидкости. Частицы абразива, ударяясь о поверхность детали, разрушают загрязненный слой и уносят с собой грязевые частицы. Очистка деталей абразивами очень эффективна. Однако при неумелом использовании этого способа вместо пользы можно получить вред, особенно при обработке деталей, покрытых электрической изоляцией. При очистке таких деталей крупными абразивами с чрезмерно высоким давлением воздуха вместе с пленкой грязи можно легко удалить и изоляционный слой. Чтобы этого не случилось, необходимо заранее, опытным путем подбирать размер частиц абразива и давление воздуха.

При гидроабразивной очистке смесь (абразив с водой) к соплу установки может подаваться выдавливанием сжатым воздухом, центробежным или лопастным насосом, путем эжектирования при раздельной подачи воздуха в смеси с песком и воды. Недостатки абразивной очистки заключаются в том, что очистке подвергаются лишь те поверхности, которые попадают в зону прямого действия струй, внутренние полости, карманы и углубления, т.е. те поверхности, где скапливается наибольшее количество загрязнения, оказываются неочищенными, если не применять особые приспособления.

Очистка физико-химическими способами основана на использовании различных жидкостных сред (неорганических и органических) и паст. Жидкие очищающие среды могут быть щелочными, кислыми и нейтральными, а по составу одно и многокомпонентными. Из органических нейтральных жидкостей чаще всего применяется вода. Так как вода не растворяет многие виды загрязнений (нефтепродукты, нагар, накипь, краску, окислы металлов и др.), ее применяют только при наружной мойке тепловозов для смывания сухой или увлажненной пыли. Органические нейтральные растворители (осветительный керосин, бензин, бензол, трихлорэтилен, четыреххлористый углерод и др.) используют для удаления лаковых и смолистых отложений, а также загрязнений, не смываемых щелочами, или там, где нельзя применять щелочи из-за их агрессивности. Кислотные моющие растворы используются для снятия с поверхности деталей накипи и коррозии. В водные растворы соляной, серной, азотной, ортофосфорной кислот добавляют ингибиторы, т.е. вещества, тормозящие коррозионный процесс. Технологический процесс физико-химической очистки состоит из трех операций: сортировки деталей, очистки, ополаскивания и сушки.

Очистка деталей в водных растворах заключается в следующем: под действием раствора, нагретого до 80-90° С, слой загрязнения смачивается и размягчается. Масляная пленка, расширяясь, разрушается, на поверхности детали образуются мельчайшие капли масла с грязевыми частицами. Однако сила сцепления масла и металла продолжает удерживать эти капли на поверхности детали. Для снижения силы сцепления в состав раствора вводят эмульгаторы, а чтобы ускорить отрыв капель, раствор заставляют принудительно перемещаться у очищаемой поверхности. Эмульгаторы обволакивают капли масла с загрязненными частицами особой пленкой, ослабляющей силу сцепления масла с металлом, и способствуют формированию мельчайших капелек масла в растворе, т.е. эмульсии. Присутствие в растворе эмульгаторов, а также хромпика или жировой смазки предохраняет детали от коррозии.

Ополаскивание деталей водой необходимо для удаления с поверхности деталей следов щелочи или кислоты, для предотвращения последующей коррозии металла, а также вредного влияния на кожу рук. Если ополаскивание ведется холодной водой, деталь после этого сушат, а если горячей водой, то процесс сушки отпадает.

Струйный способ очистки. При этом способе химическое действие раствора усиливается динамическим воздействием его струи. Давление, под которым моющие растворы подаются на очищаемые детали, изменяется в различных моечных машинах от 0,1 до 3,5МПа. Моечные машины для струйной очистки принято делить на камерные (одно, двух и многокамерные) и конвейерные.

Очистка принудительной циркуляцией раствора. При этом способе очистка ведется путем прокачивания моющего раствора насосом через внутреннюю полость объекта ремонта. Поэтому этот способ применяется главным образом для очистки внутренних полостей секций радиатора, теплообменников, крышек цилиндров дизеля, корпуса турбокомпрессора и т.п. В последнее время этот способ стали применять для очистки полостей сборочных единиц, охлаждаемых водой, без съемки последних с тепловоза. Условно о качестве очистки внутренних поверхностей объектов ремонта, недоступных оптико-визуальному контролю, судят по времени протекания определенного количества воды через очищенную полость (внутреннюю полость секций радиатора, водяную полость теплообменника и т.п.) или по разности объемов воды путем заполнения полости объекта до и после очистки (охлаждаемой полости цилиндровой крышки, масляной полости теплообменника и т.п.).

Очистка погружением. Объект ремонта при этом способе очистки погружается в ванну с горячим моющим раствором, циркулирующим у очищаемых поверхностей с помощью лопастных мешалок или гребных винтов. Применение для этих целей пара или воздуха не рекомендуется. Не создавая нужной турбулентности вокруг омываемых деталей, воздух (и пар) лишь взбалтывает осадок загрязнений в ванне и усиливает пенообразование. Кроме того, воздух охлаждает нагретый раствор и окисляет входящие в него компоненты. Недостаток очистки погружением - быстрое загрязнение раствора, а следовательно, необходимость частой его замены или фильтрации.

Очистка парами растворителя. Сущность этого способа состоит в следующем: в паровое облако достаточно сильного растворителя помещают в подвешенном состоянии холодную деталь, которая быстро покрывается конденсатом растворителя; растворитель, стекая с поверхности детали, уносит с собой частицы грязи. Процесс продолжается до тех пор, пока деталь не нагреется до температуры паров. В большинстве случаев этого времени оказывается вполне достаточно для очистки, так как процесс протекает весьма интенсивно. Чаще всего к рассматриваемому способу прибегают для удаления прочно приставшей пленки грязи с поверхности деталей с электрической изоляцией, т.е. якорей и катушек полюсов электрических машин и других массивных деталей. В качестве растворителя применяют трихлорэтилен и перхлорэтилен, температура кипения которых соответственно 87 и 121° С. Желательно применять растворы, имеющие температуру кипения выше, чем у воды. В этом случае отпадает необходимость сушки изоляции якорей и катушек после их очистки. Преимуществами этого способа очистки являются быстрота и эффективность очистки всегда чистым растворителем, отсутствие необходимости сушки в печи якорей, катушек и других деталей с электрической изоляцией. Рассмотренный способ очистки весьма перспективен.

Очистка ультразвуком. При этом способе у очищаемых поверхностей деталей создается интенсивное колебание раствора за счет ударных волн, возникающих при пропускании через раствор ультразвука. Детали, подлежащие очистке, погружают в ванну с моющим раствором. Под действием ультразвука в растворе образуются области сжатия и разрежения, распространяющиеся по направлению ультразвуковых волн. В зоне разрежения, на границе между поверхностью детали и жидкостью, образуется полость, куда под действием местного давления из пор капилляров выталкиваются раствор и загрязнение.

Через полпериода колебаний в том же месте образуется область сжатия, в результате пузырек захлопывается, происходит гидравлический удар, способный создавать большое мгновенное местное давление, намного превышающее исходное, вызванное распространением ультразвуковых колебаний. Это явление сопровождается характерным шумом. Благодаря большой частоте ультразвуковых колебаний эти процессы повторяются до 20000 раз в секунду. Под действием раствора и гидравлических ударов жировая пленка на поверхности детали разрушается, загрязнения превращаются в эмульсию и уносятся вместе с раствором. Преимущества ультразвуковой очистки деталей: более высокое качество по сравнению с другими способами очистки, значительно меньшая продолжительность процесса, очистка легко может быть механизирована.

Термические способы очистки основаны на удалении загрязнения нагревом его до температуры, при которой оно либо сгорает, либо теряет механическую прочность и отделяется от поверхности детали.

В ремонтной практике чаще всего применяют термическую очистку открытым огнем или погружением в расплавы солей и щелочи. Так, открытым огнем, кислородно-ацетиленовым или керосиновым пламенем, очищают от смолистых отложений и нагара глушитель шума выпуска, выпускные коллекторы и патрубки дизеля. К очистке деталей в расплавах солей и щелочей прибегают для удаления нагара и накипи. Очистка и обезжиривание деталей в расплаве солей и щелочей происходят хорошо и довольно быстро. Однако этому способу присущи и недостатки: очистка оказывает определенное влияние на свойства металла, быстро загрязняется расплав, нельзя очищать детали сложной формы и тонкостенные из-за возможности их деформации, процесс очистки сложен, требует затраты ручного труда, малопроизводителен.

Контроль технического состояния деталей. Объекты ремонта после очистки подвергаются контролю для сравнения их фактического состояния с требованиями действующей нормативно-технической документации. В результате контроля устанавливается пригодность деталей к дальнейшей работе, возможность их восстановления или необходимость браковки. Существуют три разновидности размеров и других технических характеристик деталей: номинальные, допустимые и предельные.

Номинальными считаются размер и другие технические характеристики детали, соответствующие рабочим чертежам на изготовление новой детали и служащие началом отсчета отклонений.

Допустимыми называются размеры, повреждения и другие технические характеристики детали, при которых она может быть вновь использована на тепловозе и будет удовлетворительно работать в течение предстоящего межремонтного периода. Предельными считаются размеры, повреждения и другие технические характеристики деталей, при наличии которых детали бракуют или восстанавливают. Фактическое состояние деталей характеризуется наличием тех или иных повреждений, причинами возникновения которых могут служить различные факторы эксплуатационного, производственного, конструкционного или аварийного характера.

Способы определения повреждений износного характера. Износ деталей определяют непосредственным или косвенным измерением. При непосредственном измерении размер или отклонение от него находят по показаниям прибора, контактирующего с измеряемой деталью. При косвенном измерении искомую величину находят путем пересчета результата измерения другой величины, связанной с искомой определенной зависимостью.

Контактный способ измерения (способ микрометража) в ремонтной практике применяется для определения величины и характера износа, деформации, изгиба и коробления деталей, а также для контроля ориентированного положения деталей в сборочных единицах (зазора, разбега, перпендикулярности, параллельности и т.п.). При этом чаще всего применяют микрометры, индикаторы, штангенциркули, индикаторные и микрометрические нутромеры, глубиномеры, штангензубомеры, щупы, измерительные и поверочные линейки, калибры, шаблоны и угольники.

Способ профилографирования основан на сопоставлении профилей поверхности одной и той же детали, снятых профилографом до и после изнашивания. За базу измерения принимается неизнашиваемая часть поверхности или дно искусственной базы (углубления), созданной на поверхности трения. Этот способ применяют в практике исследовательских работ. Он ограничивается формой, размерами и месторасположением исследуемых поверхностей.

Способ вырезанных лунок основан на том, что на поверхности трения детали делаются углубления - лунки, имеющие в сечении геометрически правильную, заранее известную форму. Разница в глубине лунки до и после изнашивания соответствует линейной величине износа данной части поверхности. Способ вырезанных лунок чаще всего применяют при исследовательских работах, когда необходимо быстро установить величину и характер износа той или иной детали, например, втулок цилиндров, шеек коленчатых валов и т.д.

Способ взвешивания применяют для определения износа образцов при лабораторных исследованиях. Деталь взвешивают до и после изнашивания. Величину потери массы чаще всего принимают за характеристику износа детали. Определить этим способом линейный износ, особенно когда он неравномерный, практически невозможно. Нельзя применять этот способ и для определения износа громоздких деталей, а также деталей, изготовленных из пористых материалов (ввиду заполнения пор маслом) и материалов, склонных к пластической деформации. Визуально-оптический метод, как и все методы, относящиеся к оптическому виду, основан на получении первичной информации об объекте ремонта при визуальном наблюдении или с помощью оптических приборов. Этот метод прост, требует малой затраты времени, сравнительно недорог. Объект исследуется визуально или при помощи светочувствительных приборов: луп, микроскопов, линзовых или волоконных эндоскопов, перископических дефектоскопов и т.п.

Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля - один из методов, относящихся к магнитному виду контроля. Он основан на регистрации магнитных полей рассеяния над повреждениями с использованием в качестве индикатора ферромагнитного порошка или магнитной суспензии. Сущность метода заключается в следующем. Контролируемую деталь намагничивают, а затем на ее поверхность наносят ферромагнитный порошок - индикатор. Если повреждение поверхностное или расположено достаточно близко к поверхности, то там, где оно находится, возникает индикаторный след из частичек ферромагнитного порошка. При этом частички порошка как бы обрисовывают контур повреждения, т.е. показывают его месторасположение, форму и длину.

Цветной (хроматический) метод основан на регистрации контраста цветного индикаторного следа на фоне поверхности контролируемого объекта ремонта в видимом излучении. Через несколько минут на поверхности детали, имеющей трещину, поры и т.п., появляется индикаторный след, копирующий повреждение. Происходит это благодаря тому, что индикаторная жидкость из трещины под действием капиллярных сил вытягивается в микропоры проявляющей краски, которая действует как промокательная бумага. Цветной метод неразрушающего контроля применяют для выявления трещин, пор и т.п. в металлических, пластмассовых деталях и деталях из твердых сплавов. Люминесцентный метод основан на регистрации контраста люми-несцирующего видимым излучением следа на фоне поверхности контролируемого объекта ремонта в длинноволновом ультрафиолетовом излучении. Технологический процесс контроля деталей люминесцентным методом почти не отличается от цветного метода.

При люминесцентном методе также используют индикаторные жидкости, но в их состав вводят люминофоры - вещества, которые светятся собственным светом под воздействием ультрафиолетовых лучей. При люминесцентном методе контроля используют переносный дефектоскоп КД-31Л, предназначенный для локального контроля деталей при ремонте и техническом обслуживании. Жидкостный и газовый методы контроля основаны на регистрации индикаторных жидкостей и газов, проникающих через сквозные повреждения контролируемого объекта.

При контроле этими методами полость проверяемого объекта заполняют индикаторной жидкостью или газом под определенным давлением. О наличии повреждений (трещин, раковин, непроваров, разгерметизации соединения и т.п.) судят при жидкостном методе по "потению", течи, изменению давления, при газовом методе - по образованию пузырьков газа на поверхности объекта, покрытого мыльным раствором, или когда объект погружен в жидкость. Недостаток рассмотренных методов заключается в том, что нельзя выявить несквозные повреждения, а также повреждения, плотно закупоренные загрязнением.

Очистка и контроль технического состояния тягового электродвигателя ЭД - 118А. После демонтажа тягового двигателя с тепловоза, выполнить следующие работы: произвести механическую очистку двигателя снаружи с помощью скребка, металлической щеточки и обтирочной ветоши; замерить сопротивление изоляции у тягового электродвигателя до и после промывки. Замер сопротивления изоляции производить мегомметром до 500 В. Замер производится для сравнения сопротивления изоляции до и после промывки тягового электродвигателя, установления необходимости сушки, и определения возможности испытания его на холостом ходу. В исправном двигателе, имеющем температуру окружающей среды, сопротивление изоляции относительно корпуса должно быть не менее 20 МОм. При меньшем значении необходимо измерить сопротивление изоляции отдельных участков цепи электродвигателя, выявить поврежденные места и при ремонте обнаруженный дефект устранить. После замеров изоляции необходимо разрядить обмотку тягового электродвигателя от статического напряжения. Результат замеров записать в журнал цеха; произвести наружнюю обмывку тягового электродвигателя в моечной машине для мойки тяговых электродвигателей локомотивов А 1017. Перед обмывкой тягового электродвигателя в моечной машине необходимо заглушить все вентиляционные окна и смотровые люки, плотно закрыть их крышками. На наконечники выводных кабелей надеть стаканы из стальной трубы так, чтобы стакан зашел под брезентовый рукав, закрепив его резиновой лентой.

Во время обмывки внутрь двигателя, с помощью резинового шланга, подвести воздух под давлением 0,4-0,5 МПа (4-5 кгс/смІ). В течение 10-15 минут обмывку производить раствором каустической соды, а затем 1-2,5мин, чистой водой при температуре 70-80°С. После мойки и сушки, тяговый электродвигатель поступает на позицию разборки со снятыми шапками моторно-осевых подшипников. Остов и якорь после разборки от загрязнений продуть сухим сжатым воздухом давлением 0,2 - 0,3 МПа. При осмотре электродвигателя обратить внимание на рабочую поверхность коллектора, на состояние бандажей якоря, на крепление кабелей перемычек, щеткодержателей, состояние полюсов и щеток; проворачиванием вручную убедиться свободном вращении якоря, отсутствии задевания якоря о детали остова и стуков в подшипниках. Данная операция производится для определения возможности испытания на холостом ходу для тех электродвигателей, которые можно поставить под напряжение. В противном же случае испытания на холостом ходу не проводят; измерить осевой разбег якоря тягового электродвигателя. Установить тяговый электродвигатель на бетонированную площадку для испытания на холостом ходу и присоединить выводные кабеля электродвигателя к клеммам колонки. Испытание на холостом ходу проводить на стенде А851И до 600 об/мин в течении 30 мин; прослушать работу подшипников тягового электродвигателя при вращении якоря в одну и другую сторону. Исправный подшипник должен работать без щелчков, заеданий, с равномерным шумом, характерным для работы подшипников; измерить вибрацию тягового двигателя при работе в режиме холостого хода при установившейся максимальной частоте вращения. Вибрационная скорость более 4 мм/с указывает на неудовлетворительную балансировку якоря и на необходимость динамической балансировки якоря при производстве его ремонта в цехе; проверить биение коллектора, которое должно быть не более 0,07 мм.

Записать в журнале заключение мастера о предполагаемом ремонте тягового электродвигателя, объемом текущего ремонта ТР-3.