Курников А.С. Технология судоремонта : курс лекций

151

Демонтажные работы ведутся в определенной последовательности со-

гласно эксплуатационной и ремонтной документации. В процессе демон-

тажных работ снимаются механизмы с фундаментов и готовятся для

транспортировки на склад обменного фонда. В состав демонтажных работ

входят следующие основные операции:

освобождение емкостей двигателя от воды, масла и топлива;

снятие ограждений с судовых механизмов;

отсоединение трубопроводов (клапаны трубопроводов должны быть

закрыты, застопорены и опломбированы в закрытом положении);

разъединение муфт и полумуфт;

снятие крепежа, закрепляющего механизмы;

снятие отдельных агрегатов, узлов и механизмов;

транспортировка механизмов и агрегатов на склад обменного фонда.

Демонтажные работы слабо механизированы. Основная часть этих

работ выполняется вручную. Из средств механизации применяются элек-

трические

и механические тали, гидродомкраты, автопогрузчики.

3.3. Разборочные работы

Порядок разборки судовых машин и механизмов зависит от их типа и

конструктивных особенностей. Поэтому разборку нужно выполнять,

пользуясь инструкцией завода-изготовителя, соблюдая при этом общие

требования. При производстве разборочных работ на судне снимаются

быстроизнашивающиеся детали и узлы, транспортируются в цеха, где

производят моечные работы, дефектацию и ремонт.

При агрегатном и

агрегатно-узловом методах ремонта разборка меха-

низмов выполняется в специальных цехах на поточных линиях. При этом

используются специальные стенды, кантователи, манипуляторы и т.п.

3.4. Методы очистки и мойки

Методы и средства очистки и мойки, применяемые для удаления за-

грязнений деталей судовых дизелей при ремонте, можно разделить на две

группы – механические и физико-химические. Выбор каждого из них для

практического использования зависит от конструктивных особенностей

деталей, их материалов, природы загрязнений и других технологических

факторов.

Среди механических методов очистки деталей

наиболее эффективной

является очистка косточковой крошкой. Косточковая крошка представля-

ет собой продукт измельчения фруктовых косточек слив, абрикосов и

152

других фруктов. Кинетическая энергия этим частицам (диаметром

1…3 мм) сообщается пневматическими устройствами, работающими по

схемам принудительной, эжекторной и верхней подачи крошки. Большим

преимуществом такой очистки наряду с высокой эффективностью, явля-

ются минимальные остаточные деформации очищаемых поверхностей,

пригодность ее для очистки деталей из любых материалов и хорошее ка-

чество очистки. В дизелеремонтных

цехах для очистки деталей косточко-

вой крошкой используют специальные установки.

Пневмо- и гидроабразивные способы механической очистки имеют

весьма ограниченное применение в современных технологических про-

цессах. Объясняется это тем, что при использовании, например, пневмо-

абразивного способа требуется надежная защита обслуживающего персо-

нала от воздействия абразивной пыли. Обычно применяемые аппараты

обладают высоким

уровнем шума, процесс очистки сопровождается вы-

делением вредного для дыхания атомарного кислорода при соударении

твердых абразивных частиц с очищаемым металлом и т.д.

Физико-химические методы очистки деталей при ремонте подразде-

ляют на методы очистки в электролитах и органических растворах или

специальных моющих жидкостях.

Сущность электролитической очистки деталей состоит в том

, что очи-

щаемую деталь помещают в раствор электролита, через который пропус-

кают постоянный ток. В результате электролиза на очищаемой поверхно-

сти интенсифицируется движение жидкости под действием выделяюще-

гося газа.

В зависимости от полярности очищаемой детали различают катодную

и анодную очистки.

Обычно катодная очистка является более эффективной. Однако при

этом происходит

наводораживание поверхностных слоев очищаемой де-

тали. Наводораживание ухудшает эксплуатационные свойства деталей из-

за так называемой водородной хрупкости. Для устранения вредного влия-

ния водородной хрупкости ответственные детали после катодной очистки

дополнительно обрабатывают с целью обезводораживания.

В практических условиях чаще используют анодную очистку, при ко-

торой деталь является анодом.

Физико-химические методы очистки

в органических растворах и спе-

циальных жидкостях являются наиболее целесообразными в специализи-

рованном ремонтном производстве, так как позволяют сравнительно про-

сто механизировать и автоматизировать процесс очистки.

Различают две разновидности физико-химических методов очистки в

растворах и моющих жидкостях: очистку погружением детали в раствор

моющей жидкости и очистку струйным способом.

153

При очистке погружением детали располагают в специальных ваннах

с моющей жидкостью, в качестве которой используют щелочные раство-

ры и растворители. Интенсифицируют процесс очистки в этом случае до-

полнительным подогревом щелочных растворов до 350–370К и возбужде-

нием моющего препарата барбатером, лопастными винтами или затоп-

ленными струями.

Струйный способ очистки осуществляют подачей

раствора под давле-

нием на очищаемую поверхность. Благодаря комплексному физико-

механическому удалению загрязнений при струйном способе появляется

возможность значительно сократить время очистки. В этом случае ис-

пользуют менее концентрированные моющие растворы.

Большое влияние на качество и производительность струйной очистки

оказывают количество подаваемой жидкости и форма струи. Наиболее

часто применяют плоские и

конусообразные струи, получаемые профили-

рованием насадок моющей установки. Предпочтительными являются ко-

нусообразные струи, поскольку обеспечивают максимальный охват очи-

щаемой поверхности при достаточном давлении рабочей струи и незначи-

тельном расходе жидкости.

Технологический процесс физико-химической очистки деталей вклю-

чает в себя несколько операций, основными из которых являются обезжи-

ривание, промывка и

сушка очищаемых поверхностей.

Механизацию физико-химической очистки дизелей, сборочных еди-

ниц и отдельных деталей обеспечивают в практических условиях исполь-

зованием специальных моечных установок, которые проектируют и изго-

тавливают в виде двух- или трехкамерных машин. В двухкамерных моеч-

ных установках первая камера предназначена для очистки и обезжирива-

ния деталей, а вторая – для

промывки обезжиренных и очищаемых дета-

лей горячей водой. В трехкамерных установках третья камера предусмот-

рена для просушивания деталей горячим воздухом.

Все механизированные моечные установки разделяют на машины ту-

пикового и конвейерного типа.

Особое место среди методов очистки деталей от загрязнений занимает

ультразвуковой метод. В основе этого метода лежит явление кавитации,

сопровождающееся сложным комплексом физических, химических, элек-

трических и гидродинамических явлений. Ультразвуковой метод является

универсальным процессом интенсификации очистки деталей в жидких

моющих составах. При ультразвуковой очистке в моющей жидкости с

помощью магнитострикционных и пьезоэлектрических преобразователей

возбуждают колебания ультразвуковой частоты (20–30 кГц) и за счет вы-

сокой объемной плотности энергии создают общие и местные

гидродина-

мические потоки. Эти потоки при определенных давлениях приводят к

появлению кавитации. При разрыве пузырьков возникают ударные волны

154

и кумулятивные струи, которые, воздействуя на очищаемую поверхность,

приводят к микро- и макроразрушениям загрязнений.

Состав моющих жидкостей устанавливают в каждом конкретном слу-

чае в зависимости от материалов детали и от условий их эксплуатации.

По природе своего образования все загрязнения, подлежащие обяза-

тельному удалению при ремонте, разделяют на следующие три группы:

1) продукты высокотемпературных превращений масел, топлив, рабо-

чих жидкостей и т.д. (нагароотложения, лаковые отложение, смолы и

осадки);

2) деструктированные (старые) лакокрасочные и другие неметалличе-

ские покрытия;

3) консервирующие покрытия и материалы.

Нагароотложения по своей структуре могут быть плотными, рыхлы-

ми и пластинчатыми. Они образуются на деталях дизелей (головках

поршня, клапанах и

т.д.), работающих при высоких температурах, ухуд-

шают надежность работы цилиндропоршневой группы, а при достижении

больших толщин приводят к необходимости ремонта. Нагарообразования

отличаются высокой механической прочностью и хорошей адгезией к

поверхности детали. Поэтому их относят к наиболее трудно удаляемым

загрязнениям. Химико-механические свойства нагароотложений опреде-

ляются сортом топлива и масла, а

также условиями их образования.

Лаковые отложения представляют собой результат совместного

взаимодействия кислорода воздуха, высоких температур и катализации

металла. Они образуются в виде тонкой и прочной пленки с гладкой по-

верхностью. Лаковые отложения проявляются наиболее интенсивно при

высоких, но недостаточных для сгорания масла температурах на таких

деталях, как коленчатые валы, поршни (

пригорание поршневых колец в

канавках поршня), картеры и др. По химическому составу лаковые отло-

жения отличаются от нагарообразований добавками масел и оксикислот.

Смолистые отложения образуются вследствие окисления полимери-

зации ненасыщенных углеводородов. Они являются характерными за-

грязнениями топливной системы дизелей. Внешне смолистые отложения

представляют легкоплавкие вещества от темно-коричневого до черного

цвета

Осадки в виде густой липкой массы серо-коричневого или черного

цвета состоят в основном из масел и воды с присадками асфальтенов, кар-

бенов, а также незначительного количества золы, сажи и пыли. Осадки

создают чаще всего чисто механические препятствия нормальной работе

масляной и топливной системам дизелей. Так как их адгезия к

металличе-

ским поверхностям относительно невелика, то удаление загрязнений в

виде осадков обычно затруднений не вызывает.

155

На выбор компонентов моющих жидкостей наибольшее влияние ока-

зывает вид загрязнения и природа их образования.

В общем случае к моющим жидкостям, предназначенным для удале-

ния загрязнений с металлических поверхностей, предъявляют следующие

требования:

максимальной моющей способности по отношению к конкретному

виду загрязнения;

минимального разрушающего действия на очищаемую поверхность и

токсического воздействия

на человека;

возможно большей разницы в плотностях моющей жидкости и загрязнения;

пожарной безопасности.

Для очистки деталей из алюминиевых и черных сплавов применяют

щелочные растворы с определенной массовой долей (%) в воде (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Составы растворов для очистки деталей

Детали из алюминиевых сплавов

Детали из сплавов черных ме-

таллов

Условный номер

раствора

1 2 3 4 1 2 3 4

Каустическая

сода

0,1–0,2 0,1–0,2 – – 0,75 1,0 2,0 –

Кальциниро-

ванная сода

– 0,4 1,0 0,4 5,5 7,5 – 10,0

Тринатрий-

фосфат

– – – – 1,0 1,3 5,0 –

Нитрат натрия 0,15–0,25 – – – – – – –

Жидкое стекло – – – 0,15 – – 3,0 –

Хозяйственное

мыло

– – – – 0,15 0,2 – –

Хромпик – – 0,15 – – – – 0,1

Физическая сущность механизма эффективного моющего действия

жидкости на загрязнение состоит в том, что очищающая жидкость всегда

образует на границе с металлом некоторый краевой угол, постоянный для

данного химического состава ее. В том случае, когда этот краевой угол

оказывается меньше краевого угла, образуемого загрязнением, очищаю-

щая жидкость проникает сквозь пленку загрязнения непосредственно

поверхности металла и, нарушая адгезию, отделяет частицы отложений.

Уменьшению краевого угла моющей жидкости способствует применение

поверхностно-активных веществ (ПАВ). Эти вещества значительно сни-

жают свободную межфазовую энергию на границе раствора и загрязне-

ния, проникают в масляную пленку, разрушают ее с образованием ком-

плексных соединений и за счет этого создают

благоприятные условия для

156

вытеснения масляной пленки обезжиривающим раствором. Одновременно

благодаря химическому взаимодействию жидкие загрязнения переходят в

раствор моющего препарата с образованием эмульсий и суспензий.

Все ПАВ в моющих растворах обычно используют совместно со ще-

лочными солями – каустической содой (NaOH), нитрофосфатом натрия

(Na

), триполифосфатом натрия (Na

) и др. Получаемые при

этом составы обладают хорошими эмульгирующими свойствами и спо-

собствуют переходу грубодисперсной фазы загрязнений в коллоидный

раствор.

3.5. Дефектация

Основное назначение дефектации деталей при ремонте состоит в том,

чтобы оценить фактическое техническое состояние этих деталей, выявить

их износы и повреждения. Для этого все детали делят на группы:

детали остова – фундаментная рама, блок цилиндров, крышка цилиндров;

детали цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) – поршень, втулка, порш-

невой палец, шатун, поршневые кольца;

детали

валовой группы – коленчатый вал, рамовые и шатунные под-

шипники;

детали механизма газораспределения – распределительный вал, кла-

паны, толкатели, коромысла, пружины;

детали топливной аппаратуры и дистанционно-автоматического

управления (ДАУ).

По результатам дефектации выделяют детали:

1) пригодные для дальнейшей эксплуатации без ремонта;

2) подлежащие ремонту;

3) не подлежащие ремонту и направляемые в металлолом.

Различают визуальные

и инструментально-приборные методы дефектации.

Визуальным осмотром выявляют макродефекты в виде трещин, зади-

ров, царапин и т.п. Для повышения эффективности визуальных осмотров

применяют оптические стекла (лупы). Такая дефектация дает общее пред-

ставление о наличии дефекта без количественных показателей.

Инструментальные методы дефектации предполагают использование

универсальных и специальных измерительных средств. К ним

относятся

линейки, штангенциркули, микрометры, индикаторные скобы и нутро-

метры, специальные зеркально-оптические приборы, калибры и т.п.

Эти методы позволяют определить количественную характеристику

износа детали в виде изменения линейных размеров, искажений формы и

взаимного расположения базовых поверхностей и т.д.

Точность оценок при такой дефектации обычно составляет от 0,002 до

0,01 мм

157

Физические методы дефектации с использованием специальных де-

фектоскопов применяются для выявления микроскопических поверхност-

ных, подповерхностных и внутренних дефектов без разрушения деталей.

По этому признаку их относят к методам неразрушающего контроля каче-

ства деталей.

В судоремонте используют следующие методы неразрушающего кон-

троля: капиллярные, вихретоковые, магнитные, ультразвуковые, рентге-

новские, гидравлические и воздушные.

3.6. Ремонт деталей дизелей

3.6.1. Ремонт и дефектация фундаментных рам

Фундаментные рамы судовых дизелей (рис. 3.2) представляют собой

литые конструкции из серого чугуна сложной конфигурации с неравно-

мерной концентрацией металла в районе подшипниковых опор и оребре-

ний. Этими особенностями предопределяются большие внутренние на-

пряжения и склонность к трещинообразованию отдельных элементов

фундаментных рам. Во многих случаях эффективно

удалить внутренние

напряжения искусственной термообработкой не удается из-за отсутствия

необходимого оборудования для крупногабаритных деталей. Естествен-

ное старение является настолько продолжительным, что если и применя-

ется на практике, то в существенно сокращенных вариантах.

Рис. 3.2. Фундаментная рама

К основным износам фундаментных рам относят искажения форм от-

верстий под вкладыши коренных подшипников (пов. А), нарушение их

соосности, появление отклонений от плоскостности и прямолинейности

опорных поверхностей разъемов (пов. Б), образование трещин, износы

замков под крышки подшипников и т.д.

158

При ремонте дизелей единичными и мелкими сериями (наиболее ха-

рактерно для ремонта малооборотных дизелей большой мощности) без

устранения износов и восстановления деталей дефектацию фундаментных

рам сводят к оценке износов и установлению их работоспособности в те-

чение срока службы до очередного КР.

При достаточной индустриализации ремонтного производства и тех-

нической оснащенности

технологических процессов в специализирован-

ных цехах базовые поверхности подвергают механической обработке или

восстанавливают наращиванием металла с последующим фрезерованием

(строганием) плоскостей разъемов и растачиванием опор под вкладыши

коренных подшипников.

Искажения формы отверстий под вкладыши коренных подшипников

выявляют микрометрическими измерениями штихмассами или индика-

торными нутромерами с точностью 0,01 мм. При дефектации измеряют

каждую

опору в двух взаимно перпендикулярных направлениях а–а и б–б

и двух сечениях по длине опоры (рис. 3.3). Фактические отклонения от

круглости и круглоцилиндричности сравнивают с предельно допустимы-

ми, которые регламентируются техническими условиями на КР дизелей

конкретной марки. Наиболее характерные искажения формы этих поверх-

ностей обычно сводятся к увеличению диаметральных размеров

расточек

в горизонтальной плоскости (см. рис. 3.3).

В исследовательских целях более точно измеряют форму опорных по-

верхностей в окружном направлении с помощью специальных электронных

кругломеров, например типа ВЕ-37А. Кругломеры преобразуют механиче-

ские перемещения щупа 1 (рис. 3.4) в электрические сигналы, регистрируе-

мые на электротермической бумаге 2 в виде реальных круглограмм.

Рис. 3.3. Схема износов и дефектации

гнезд под вкладыши коренных

подшипников

Рис. 3.4. Схема измерений кругломером

Отклонения от соосности постелей (посадочных поверхностей под

вкладыши коренных подшипников) и их ступенчатость при дефектации

фундаментных рам контролируют с помощью специальных фальшвалов

159

или оптическими методами. При проверке ступенчатости постелей с по-

мощью фальшвалов фактическое значение этой величины оценивают на-

бором щупов, которые вводят в зазор между опорной поверхностью рамы

и контрольным пояском фальшвала.

Оптические измерения взаимного расположения постелей под вкла-

дыши коренных подшипников отличаются более высокой точностью, но

требуют применения специальных оптических

приборов и вспомогатель-

ной технологической оснастки.

Обычно предельные значения несоосности опор под вкладыши ко-

ренных подшипников по чертежам и техническим условиям на ремонт

составляют 0,01…0,02 мм для соседних опор и до 0,05 мм для крайних.

Непрямолинейность и неплоскостность поверхностей разъёмов фун-

даментных рам при дефектации оценивают слесарными поверочными ли-

нейками и слесарными уровнями

или оптическими приборами.

Проверки слесарными инструментами являются наиболее простыми и

доступными.

Для оптических измерений используют (рис. 3.5) специальные марки

и оптическую линейку ИС-36М. При измерениях оптическую линейку,

состоящую из трубы 1 с зеркально-линзовыми объективами 2 в оконечно-

стях, устанавливают на контролируемую поверхность посредством двух

опор 3. Одна из этих

опор регулируемая и служит для настройки линейки

перед измерениями.

а) б)

Рис. 3.5. Оптическая линейка ИС-36М

Отклонения от плоскостности можно измерять с помощью зеркаль-

ных марок и оптической трубы Г1ПС-11 (рис. 3.6) В этом случае зеркаль-

ную марку 2 отсчетной сеткой 4 и бисектором 5 помещают на контроли-

руемую поверхность 1. Любые наклоны зеркальной марки фиксируют в

двух взаимно перпендикулярных направлениях по нониусу микрометри-

ческих винтов после

совмещения визирных штрихов 6 с бисектором 5.

160

Рис. 3.6. Схема измерения неплоскостности оптической трубой

Трещины в фундаментных рамах являются достаточно распростра-

ненными повреждениями. Для их обнаружения наиболее эффективен то-

ковихревой метод неразрушающего контроля. Токовихревые дефектоско-

пы позволяют осуществлять непрерывный и выборочный контроль наи-

более нагруженных участков плоскостей разъемов.

Макротрещины фиксируют визуально при помощи лупы с 10-

кратным увеличением, а для более точного определения пределов их рас

пространения используют керосиновые пробы.

3.6.2. Ремонт фундаментных рам

Фундаментные рамы для устранения искажений геометрических форм

и взаимного расположения баз ремонтируют механической обработкой по

системе ремонтных размеров или с предварительным восстановлением этих

поверхностей наращиванием металла или неметаллических материалов.

Ремонт механической обработкой по системе ремонтных размеров

оказывается наиболее простым и экономичным. При

наличии необходи-

мого оборудования он мало чем отличается от технологических процессов

механической обработки дизелестроительного производства. Такая анало-

гия способствует автоматическому переносу опыта отлаженных техноло-

гических приемов из машиностроительных в дизелеремонтные цехи. Од-

нако общеизвестные организационные трудности, связанные с необходи-

мостью производства сменно-запасных деталей по более широкой но-

менклатуре типоразмеров, существенно

ограничивают область примене-

ния такого метода ремонта.

Ремонт изношенных поверхностей фундаментных рам наращиванием

слоя металла и последующей механической обработкой при относительно

более низких экономических показателях метода по сравнению с механи-

ческой обработкой по системе ремонтных размеров обеспечивает восста-

новление баз до номинальных размеров и тем самым устраняет главный

недостаток метода

ремонта по системе ремонтных размеров.

Курников А.С. Технология судоремонта : курс лекций

Подождите немного. Документ загружается.