Наиболее распространены следующие растворители: трихлорэтилен — кипит при 87,3° С; обладает очень высокой растворяющей способностью для большинства загрязнений, встречающихся в металлообрабатывающей промышленности. Обезжиривание поверхности в основном производят в парах растворителя; перхлорэтилен — кипит при 120,8°С; применяют для удаления смол, парафинов и для обезжиривания изделий в типографии.
При обезжиривании металлических поверхностей органическими растворителями различают холодное обезжиривание, которое включает все способы обезжиривания металла или металлических изделий растворителями или смесью растворителей при температуре, близкой к комнатной, и обезжиривание в парах растворителей.
При холодном обезжиривании изделия из металла обычно погружают в специальную ванну, заполненную растворителем, или протирают ветошью, смоченной растворителем, реже обрабатываются в струе. После очистки этим методом на поверхности остается некоторое количество загрязнений в виде тонкой равномерной пленки масла.
Несмотря на то, что по сравнению с обезжириванием в парах растворителя эффективность холодного обезжиривания значительно ниже, а расход растворителя выше, этот метод используют довольно широко.
Наиболее часто для холодного обезжиривания применяют продукты прямой перегонки нефти (бензины-растворители). Обезжиривание в парах растворителя является современным методом удаления смазок, жиров, масел, парафинов, смол и других загрязнений с любых поверхностей металлов и непористых материалов. При этом процессе используют невоспламеняемые растворители,
которые нагревают до температуры кипения в специальной ванне. Охлаждающий змеевик конденсирует пар и создает зону насыщенных паров чистого растворителя. На поверхности деталей, находящихся в этой зоне, растворитель конденсируется и растворяет жировые загрязнения. Детали по мере смывания конденсированным растворителем нагреваются до температуры паров; затем детали поднимаются выше зоны паров, где быстро высыхают.
Обезжиривание в парах растворителя можно проводить на любой стадии обработки металлических изделий, когда необходимо быстро и полностью удалить масляные загрязнения.
Оборудование для обезжиривания. Схема одной из промышленных установок для обезжиривания металлической поверхности трихлорэтиленом приведена на рис. 17. В этой установке использован комбинированный способ очистки, который можно разделить на три стадии. На первой стадии детали подвергаются обработке трихлорэтнленом, поступающим из коллектора 13 под избыточным давлением 0,15—0,2 МПа. На второй стадии осуществляют обезжиривание в ванне 14, где трихлорэтилен нагревается до 40 45° С. На третьей стадии детали перемещают в зону паров трихлорэтилена (ванну 10) для окончательного обезжиривания. Установка полностью герметизирована, ванна 10 оборудована автоматическими регуляторами температуры уровня жидкого трихлорэтилена и его паров.
Очистка в водных щелочных растворах. Значительная часть операций по подготовке металлических поверхностей под окрашивание проводится с водными растворами моющих средств. Сама вода обладает слабым моющим действием по отношению к масляным загрязнениям. Небольшие добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ) позволяют повысить ее моющую способность.
В качестве электролитов в моющих средствах, предназначенных для технических целей, наибольшее применение находят каустическая сода, кальцинированная сода, силикаты натрия, соли фосфорной кислоты и сульфат натрия. Из фосфорнокислых солей в качестве компонентов моющих средств применяют тринатрийфос-фат, тетрапирофосфат натрия, триполифосфат натрия, гексамето-фосфат натрия.
Кроме неорганических солей в состав синтетических моющих средств входят некоторые органические продукты, которые повышают их качество. К ним относят, в первую очередь, карбоксиме-тилцеллюлозу (КМЦ). Основное назначение КМЦ— предотвращение обратного оседания загрязнений на очищенные поверхности. Кроме того, КМЦ несколько увеличивает моющую способность композиций. Все моющие растворы подразделяют на следующие группы:
сильнощелочные растворы на основе едкого натра, водородный показатель (pH 12—14), применяемые для очистки стали от загрязнений типа старых лакокрасочных покрытий, нагаров масла, дизельного топлива и т. д.;
средиещелочные растворы (pH 11—12), предназначенные преимущественно для обезжиривания от консервационных и технологических смазок;
слабощелочные растворы (pH 10—11), предназначенные для очистки слабо зажиренных стальных деталей и цветных металлов. Для обезжиривания изделий применяют готовые к употреблению моющие средства, приведенные в табл. 3.
В настоящее время в машиностроении широко распространен метод, струйного обезжиривания. При струйной обработке постоянный подвод свежего раствора к очищаемой поверхности и механическое воздействие струи значительно ускоряют удаление загрязнений. Растворы для струйного обезжиривания имеют те же составы, но в 5—10 раз меньшую концентрацию, чем растворы для обезжиривания погружением. При соблюдении оптимальных условий (температура не ниже 60° С, избыточное давление 0,05—0,2 МПа) обезжиривание обычно продолжается 1— 5 мин.
Моющая способность растворов зависит от температуры, pH ванны, механического воздействия, жесткости воды, свойств отмываемой поверхности и т. д.
Оборудование для очистки в водных щелочных растворах. При щелочном обезжиривании применяют следующее оборудование: стационарные ванны; установки струйной очистки; пароструйные установки; качающиеся барабаны или шнековые транспортеры; циркуляционные установки; ванны электрической очистки; ультразвуковые установки.
Автоматизированная барабанная установка для промывки и обёзжиривания мелких деталей изображена на рис. 18. Основной частью ее является барабан 6 с перфорированными стенками, приводимый во вращение электродвигателем 8 через систему передач и редуктор 9. Барабан вращается над ванной 1 с раствором, в которую он погружается примерно на одну треть.
Детали в барабан подаются через его центральное отверстие из загрузочного бункера 4 по лотку 5. Количество подаваемых деталей регулируется заслонкой. Заслонка открывается и закрывается при нажатии на кнопку управления соленоидом. В первоначальное (закрытое) положение заслонка возвращается под действием пружины. При разгрузке промытых деталей нажимается кнопка 10. При этом замыкается цепь соленоида, воздействующего на рычаг 16, который включает фрикционную муфту. Фрикционная муфта обеспечивает вращение второго выходного вала редуктора. Вал совершает один оборот, в течение первой половины которого рычаги барабана движутся по направлениям, указанным стрелками на рис. 18, и детали высыпаются в лоток 7. Когда же выходной вал совершает вторую половину оборота, рычаги опускают барабан в ванну в исходное положение. Цикл промывки заканчивается. Загрузку и выгрузку деталей можно полностью механизировать при помощи реле времени, которое управляется соленоидами 2 и 12. В зависимости от времени, необходимого для промывки деталей, находящихся в барабане, можно программировать работу реле в интервале от 1 до 90 мин. Для ручной разгрузки барабана нужно нажать на рычаг.
Проходной конвейерный агрегат струйного обезжиривания показан на рис. 19. Технологический процесс в нем протекает в такой последовательности: обезжиривание; промывка горячей водой предварительная; промывка горячей водой окончательная. Агрегат отличается малым расходом обезжиривающего раствора и универсальностью при обезжиривании деталей разной конфигурации. Метод струйной обработки обеспечивает качественную очистку.
Агрегат представляет собой сварной корпус из листового и швеллерного проката с теплоизоляционным слоем из минеральной ваты.
По длине агрегат разделяется на зоны:
1 — входную, 2 — обезжиривания, 3 — промежуточную зону стока раствора, IV — предварительной промывки горячей водой, V — промежуточную зону стока воды, перемешанной с остатками раствора, VI — окончательной промывки горячей водой, VII — выходную.
Зоны I и VII играют роль тамбуров с воздушными завесами, препятствующими проникновению паров жидкостей в помещение цеха. Завесы создаются отсасывающими ветвями воздуховода 5 вентиляционной установки 6, расположенной на виброизолирующей подставке. Отсасываемые пары проходят через сепараторы 4. отделяющие влагу и частично возвращающие ее обратно. Для стекания возвращаемой жидкости дно каждой зоны выполнено наклонным. Каждая зона отделяется от последующей съемными листами с вырезами посредине. Конфигурация их зависит от формы подвески с деталями.
Зона 2 включает в себя ванну 3 с обезжиривающим раствором, систему нагнетания и систему струйного облива. Ванна представляет собой металлоконструкцию с теплоизолирующими стенками (минеральной ватой), часть зеркала которой, находящаяся внутри агрегата, открыта, а другая, доступная для обслуживания, закрыта футерованной крышкой. Внутри ванны находятся нагреватели.
Система подачи раствора состоит из центробежного насоса и электродвигателя во взрывобезопасном исполнении, соединенных втулочно-пальцевой муфтой. В систему струйного облива входят циркуляционные трубопроводы и контурные трубопроводы 8 с насадками. В зоне обезжиривания имеется пять контурных трубопроводов с насадками в каждом. Контурные трубопроводы охватывают проходящие на подвесном конвейере 7 детали почти кольцом, обеспечивая таким образом высокое качество обезжиривания. Зона 2 имеет также съемный люк для монтажа и осмотра системы струйного облива, находящейся внутри агрегата.
Зоны 3 и 5 служат для вспомогательных целей. Время, за которое детали проходят эти зоны, требуется для обеспечения стекания остатков жидкости с деталей и возвращения последней по наклонным плоскостям в соответствующие ванны. Зоны IV и VI по устройству аналогичны зоне II, отличаясь от последней числом контурных трубопроводов (по три в каждой вместе 6), типами центробежных насосов и электродвигателей. Кроме того, ванны горячей промывки имеют меньшую емкость. Зоны IV и VI по устройству и габаритным размерам одинаковы.
