Очистка и промывка авиационных деталей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1 Теоретическая часть

1.1 Виды загрязнения деталей

1.2 Обзор и классификация методов очистки и промывки деталей

2 Технологическая часть

2.1 Технология очистки и промывки деталей

2.2 Типовой технологический процесс очистки и промывки деталей

Заключение

Список литературы

Введение

В процессе эксплуатации самолетов и вертолетов их наружные и внутренние поверхности загрязняются. Для современных самолетов, особенно сверхзвуковых, чистота поверхностей, находящихся в потоке, является непременным условием эффективности эксплуатации. По данным многих авиакомпаний коэффициент лобового сопротивления для дозвукового самолета с загрязненной обшивкой возрастает на 3--5%, а сверхзвукового на 10--12%. Потери топлива по этой причине для одного среднего магистрального самолета при перелете на расстояние около 2000 км могут составить до 2000 кг. Снижение эффективности эксплуатации происходит также за счет непроизводительного увеличения массы конструкции по мере накопления загрязнений.

Определить техническое состояние, особенно в условиях ремонта, авиационных конструкций без удаления загрязнений зачастую невозможно. Все существующие методы неразрушающего контроля могут быть эффективно применены только при очищенных поверхностях. Загрязнения могут скрыть трещину, ослабление соединений н другие дефекты. Посторонние частицы в подвижных сочленениях ускоряют процесс изнашивания. Нельзя применить методы восстановления изношенных поверхностей без их очистки.

Загрязнения способствуют развитию процессов коррозии, так как могут задерживать влагу и коррозионно-агрессивные вещества. Загрязнения зачастую нарушают функционирование многих систем, закупоривая отверстия малых диаметров, уменьшая зазоры в подвижных сочленениях.

Даже этот краткий перечень неблагоприятных последствий эксплуатации загрязненных конструкций свидетельствует о прямой связи этого фактора с надежностью, долговечностью и другими жизненно важными элементами. Кроме того, любые загрязнения деталей интерьера пассажирских и пилотских кабин резко ухудшают их внешний вид, снижают уровень эстетики и комфорта для пассажиров и экипажа. Все это вызывает необходимость при ремонте уделять самое серьезное внимание удалению загрязнений, а также покрытий в некоторых технологических процессах.

Очистка поверхности производится не только при наличии образовавшихся загрязнений, но и для выполнения последующих технологических операций восстановления. Например, невозможно восстановить металлизационное покрытие без удаления верхнего лакокрасочного покрытия. Для многих типов самолетов и вертолетов трудоемкость промывки и очистки составляет 10-15% от всей трудоемкости ремонта.

Степень чистоты обрабатываемой поверхности -- понятие относительное. В одном случае достаточно удалить пыль, грязь, сварочные брызги, окалину, например, при подготовке изделия к дефектации с помощью просвечивания. Обезжиривать детали перед восстановлением с помощью гальванических процессов нецелесообразно, так как при этом применяется протравливание. В то же время наличие жировых пленок на склеиваемых или покрываемых лакокрасочными материалами поверхностях недопустимо.

Таким образом, цель очистки и промывки -- подготовка поверхностей к техническому диагностированию, ремонту, выполнению операций восстановления и улучшение внешнего вида ремонтируемых самолетов и вертолетов.

1. Теоретическая часть

1.1 Виды загрязнения деталей

В процессе эксплуатации на деталях летательных аппаратов образуются загрязнения различного рода, классификация которых представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Основные виды загрязнения деталей

Многие виды технологических процессов при ремонте требуют удаления загрязнений и неметаллических поверхностных пленок (дефектация, пайка, сварка, механическая обработка и т.д.).

Процесс очистки объектов ремонта заключается в удалении с их поверхности с помощью твердой, жидкой или газообразной среды всех видов загрязнений. Трудоемкость очистки деталей составляет примерно 7…9% от общей трудоемкости ремонта. Обязательному удалению подлежат:

- деструктурированные (старые) лакокрасочные и специальные неметаллические покрытия;

- продукты высокотемпературных превращений масел, топлива и рабочих жидкостей (нагароотложения, лаковые пленки, смолы);

- консервирующие материалы;

- посторонние механические частицы различного рода.

Для технологии ремонта авиационной техники наиболее важной является классификация загрязнений по эффективности воздействия на них различных моющих средств, согласно рисунку 2.

Рисунок 2 - Классификация загрязнений по эффективности воздействия на них различных моющих средств

К загрязнениям, не растворимым в воде относятся: пленки, слои окислов и их гидрантов основного металла детали (окалина, ржавчина), нагар, кокс, силикаты, песок, пыль, зола, частички металла (стружки, опилки, продукты изнашивания).

Загрязнения, растворимые в воде: щелочные вещества и их растворы, остающиеся после обезжиривания или травления, водно-растворимые поверхностно-активные вещества (ПАВ), соли железа, фосфаты и хлориды от пота человеческих пальцев. Такие загрязнения легко смываются водой.

1.2 Обзор и классификация методов очистки и промывки деталей

авиационный деталь загрязнение промывка

Решающими факторами, определяющими выбор методов и способов очистки или промывки, являются: природа удаляемых веществ, степень их адгезии относительно очищаемой поверхности, требуемая чистота поверхности, влияние процесса на свойства очищаемой поверхности. Так, если загрязнения представляют собой легко удаляемую пыль или грязь, возможно применение простейших способов очистки или промывки. Если это нагарообразование, то без растворения загрязняющей пленки обойтись сложно, тем более, что подобные отложения имеют большую адгезию относительно поверхности деталей. Применение механических способов очистки может привести к недопустимой шероховатости поверхности, вмятинам и другим механическим повреждениям.

Сопутствующими факторами, играющими роль в определении способов очистки и промывки, являются: влияние технологического процесса на здоровье обслуживающего персонала, возможность механизации и автоматизации удаления загрязнений, наличие средств промывки и очистки. Широко применявшиеся пескоструйные способы очистки с воздушным распылением оказались вредными для здоровья человека, и их применение крайне ограничено. Если их применяют, то выполняют ряд специальных мероприятий (включая работу в респираторе) для исключения возможности попадания песочной пыли в органы дыхания человека. Механизированные способы очистки и промывки всегда предпочтительнее ручных. Даже при неполной загрузке оборудования его применение резко поднимает культуру производства, обеспечивает более высокую степень очистки, сокращает сроки этапа очистки и промывки.

С подготовляемых поверхностей нежелательные вещества могут удаляться одним или несколькими из следующих способов: смыванием, растворением, механическим воздействием, с помощью химической реакции.

Существующие методы очистки и промывки, применяемые в авиаремонтном производстве, согласно [1, стр. 48], могут быть разделены на две большие группы: механические и физико-химические, согласно рисунку 3.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3 - Классификация методов очистки деталей самолетов

Такое разделение удобно с точки зрения проектирования технологического процесса, поскольку применяется различное оборудование, приемы и методы труда. Эти два метода очистки в некоторых случаях могут выполняться последовательно или параллельно. Например, после гидроабразивной очистки обязательна промывка для удаления посторонних частиц. Удаление загрязнений может производиться с помощью щеток с одновременной подачей моющей жидкости.

Современные способы очистки загрязненных изделий предусматривают комплексное механическое, химическое и физико-химическое взаимодействие моющих растворов с загрязнениями и очищаемой поверхностью. Загрязнениями, подлежащими обязательному удалению, являются: продукты высокотемпературных превращений масел, топлив и рабочих жидкостей -- нагароотложения, лаковые отложения, смолы и осадки, старые лакокрасочные и неметаллические покрытия, консервирующие материалы, случайные и посторонние частицы различного происхождения.

Применяемые при ремонте методы и средства удаления загрязнений должны быть высокопроизводительными, не повреждать очищаемую поверхность, не оказывать вредного влияния на человеческий организм, не вызывать загрязнений окружающей среды.

Рассмотрим процессы очистки и промывки в соответствии со схемой, представленной на рисунке 3.

Механические методы. Наиболее простым способом удаления загрязнений является протирка с применением ветоши, салфеток и т. п. Однако способ этот низко производителен и применяется только при разовых, эпизодических работах для удаления загрязнений с малой адгезией на отдельных участках незначительной площади.

Распространен способ очистки с помощью щеток: жестких металлических, мягких волосяных, синтетических, травяных. Металлические щетки могут применяться для удаления и зачистки наплывов после сварки стальных деталей большого объема. В авиаремонтном производстве этот способ находит применение в основном при изготовлении оснастки. Мягкие щетки широко применяются для удаления пыли, грязи, продуктов коррозии. Важная область применения такого способа -- очистка наружной поверхности самолета или вертолета. В этом случае применяют щетки с длинным ворсом, изготовленным из синтетических волокон.

Обдувка -- один из наиболее распространенных способов удаления загрязнений с различной степенью адгезии. С помощью сжатого воздуха можно с очищаемой поверхности удалить пыль, грязь. Продувают также внутренние полости, удаляя после обработки посторонние частицы. Легко удаляемые загрязнения предпочтительнее отсасывать. С этой целью применяют различные конструкции промышленных пылесосов.

Для удаления отложений и лакокрасочных покрытий со значительной адгезией применяют обдувку с использованием твердых частиц: стеклянных шариков, косточковой крошки, дроби. В бункер загружают стеклянные шарики, косточковую крошку, абразивные частицы, которые через шланг подаются в пистолет и засасываются в него с помощью сжатого воздуха. Существуют и другие схемы подачи очищающих частиц в струю сжатого воздуха. Вылетая с большой скоростью, частицы ударяются о поверхность загрязняющих отложений, разрушая их.

Очистка обдувкой -- высокопроизводительный, технологически несложный способ, поэтому он находит широкое применение. Способ непрерывно совершенствуется, вводятся автоматизация подачи, регулировка напора струи и др.

При очистке с помощью твердых частиц в процессе их соприкосновения и взаимодействия проявляются два важных фактора: возможное внедрение мелких осколков в поверхность детали, упрочнение и изменение чистоты поверхностного слоя обработанной детали. Внедрение мелких частиц всегда может привести в различных сочленениях к повышенным износам. Избегают этого явления регулировкой напора струи, выбором рационального расстояния между срезом сопла обдувочного пистолета и очищаемой поверхностью.

Разновидностью обдувки является абразивная очистка. При гидроабразивной очистке абразив находится во взвешенном состоянии в жидкой среде (обычно воде). В этом случае уменьшается пылеобразование и увеличивается ресурс рабочего инструмента. При сухой обдувке абразивный материал, соприкасаясь с поверхностью рабочих полостей, изнашивает ее. Гидроабразивная струя дает значительно меньшие взносы. Интенсивность очистки при этом способе регулируется содержанием абразива в жидкости. Здесь существует ограничение, так как избыточное количество абразива уплотняет смесь до такой степени, что удаление ее из рабочих полостей становится затруднительным. Обычно рекомендуют поддерживать количество абразива в размерах 20--30% от всего объема смеси.

В качестве абразива применяют кварцевый песок (в гидропескоструйках), карборунд, окись алюминия и др. Способ абразивной обработки может быть использован для полировки и очистки поверхности перед нанесением различных покрытий, снятия заусенцев и окалины после термообработки. Абразивный способ позволяет также механизировать процесс очистки и более эффективно использовать абразивные материалы.

Широкое распространение получила очистка с помощью виброгалтовки, поскольку в этом случае одновременно упрочняется поверхность обрабатываемой детали. Деталь закрепляется в бункере, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, отражающей дробь. С помощью приводного устройства (например, вала, создающего вибрацию) бункер приводится в колебательное движение. Загруженная масса перемещается, соударяясь с обрабатываемой поверхностью детали, очищает и упрочняет ее. Мелкие детали могут не закрепляться, а загружаться свободно, перемещаясь со всей массой очищающего материала. Масса для очистки, как правило, состоит из керамических зерен, металлической дроби, наполнителя и воды. Таким образом обрабатывают втулки, фланцы, цапфы, диски турбины, валы компрессоров и другие детали. После обработки детали промывают и сушат.

Способ очистки паром применяют для удаления консервирующих смазок, масел и других пленок, хорошо растворяющихся и разжижающихся струей пара. После обработки детали просушивают.

Физико-химические методы. Наиболее распространены физико-химические методы очистки с помощью органических растворителей и специальных моющих жидкостей. Они технически и экономически эффективны, позволяют механизировать и автоматизировать процесс очистки, допускают многократное использование моющих жидкостей путем их регенерации. В зависимости от характера загрязнений детали могут обрабатываться различными составами моющих и обезжиривающих средств. Вид загрязнения является самым важным фактором, определяющим выбор моющего раствора и условий очистки.

При электролитической очистке очищаемая деталь, погруженная в токопроводящий раствор в ванне, выполняет роль катода. Деталь очищается благодаря механическому и эмульгирующему воздействию обильно выделяющегося на ней водорода и кислорода на аноде. Выделение больших количеств газа сопровождается высоким уровнем возбуждения жидкости, особенно в участках, где загрязнения частично удалены и нет препятствий для прохождения электрического тока. Электролитическая очистка дает возможность получать весьма высокое качество очищаемой поверхности.

Катодная очистка более эффективна, чем анодная, но при ней может иметь место наводораживание поверхности («водородная хрупкость»), что вредно сказывается на эксплуатационных свойствах детали. В большинстве случаев целесообразнее применять анодную очистку, сопутствующее действие которой на поверхность металла менее вредно. Электролитический метод широко используется для очистки деталей газотурбинных двигателей от сажи и нагара.

С помощью пароструйной очистки с моющим веществом можно быстро производить промывочные работы при ремонте крупных деталей. Ее можно использовать и для очистки малого числа деталей, когда организация линии струйной очистки нерентабельна. Принцип работы пароструйного очистителя прост. Моющий раствор под умеренным давлением поступает в теплообменник, где он перегревается и уже под большим давлением подается дальше по трубопроводу. Вытекая из сопла с большой скоростью, горячий моющий раствор образует паровую мелкодисперсную струю, которая проникает даже в малодоступные полости. Турбулентность струи и ударная сила о поверхность детали вместе с высокой температурой раствора помогают ускорению очистки.

Ультразвуковая очистка имеет широкое распространение. Она проводится в какой-либо жидкой среде, активно воздействующей на удаляемый вид загрязнений. В такой среде при помощи источника колебаний создаются упругие волны высокой частоты. Основу очищающего действия ультразвука составляет кавитация. При распространении в жидкости ультразвуковых волн в ней появляются сжатия и разложения, чередующиеся с ультразвуковой частотой. П: 1кн давления, образующиеся при захлопывании кавитационных пузырьков, разрушают загрязнения. Если при этом жидкость активно воздействует на удаляемые вещества с помощью химических реакций, процесс очистки проходит высокопроизводительно и качественно.

К достоинствам этого способа очистки можно отнести: возможность удалять с поверхности различные виды загрязнений; способность очищать детали сложной формы с труднодоступными полостями; сравнительная простота механизации и автоматизации процесса.

Струйная очистка заключается в механическом, термическом и физико-химическом воздействии струи моющей жидкости на загрязненную поверхность. Механическое воздействие струи проявляется при ее ударе о поверхность. При этом в зоне удара струи слой загрязнения деформируется, что приводит к его разрушению и размыву за счет возникающих нормальных и касательных напряжений. Отработавшая жидкость и частицы загрязнения отводятся из зоны очистки. При введении в струю моющих средств снижается поверхностное натяжение, вследствие этого уменьшается адгезия загрязнений к поверхности, что ускоряет их удаление.

Струйная обработка поверхности применяется при очистке узлов, агрегатов и деталей, обезжиривания поверхностей перед покраской и для удаления технологических загрязнений деталей перед сборкой.

Эффективная струйная очистка достигается в зоне прямого контакта струи моющего раствора с очищаемой поверхностью. Обеспечить попадание струй на все участки деталей сложно. В этой связи очистка погружением деталей в раствор является важным способом в ремонтном производстве.

К преимуществам этого способа очистки перед струйными относятся: возможность использования высокоэффективных моющих средств щелочного типа, имеющих повышенное ценообразование; возможность использования различных растворителей; возможность интенсификации процесса очистки; конструктивная простота оборудования; удобство эксплуатации и экономичность.

2. Технологическая часть

2.1 Технология очистки и промывки деталей

С помощью указанных методов и оборудования задача очистки и промывки мелких деталей ЛА на авиаремонтных заводах в основном решена. По-прежнему приходится сталкиваться с трудностями при подготовке поверхности ЛА к ремонту.

Необходимо решить две основные задачи -- общую промывку (мойку) летательного аппарата (ЛА) и удаление лакокрасочных покрытий, [2, стр. 60]. Главная трудность при этом заключается в сложности механизации и автоматизации процессов. Чрезвычайно высокая стоимость механизированной, а тем более автоматизированной линии промывки и снятия лакокрасочных покрытий с наружной поверхности ЛА предполагает экономическую эффективность линии либо при большой программе ремонта, либо в случае ее комплексного использования как при ремонте, так и при техническом обслуживании ЛА. Как показывает практика, на этой же линии целесообразно производить и окраску ЛА. Таким образом, речь идет о создании специализированного цеха механизированной промывки, очистки и окраски ЛА.

В таком цехе (ангаре) должен быть обеспечен требуемый технологический климат -- температура, состав и влажность воздуха, скорость воздушных потоков. Цех должен быть снабжен: системами управления технологическим процессом, вентиляции и обогрева, подачи и эвакуации рабочих жидкостей, пожаротушения, сушки ЛА; оборудованием для ввода и вывода ЛА, обеспечения доступа к обрабатываемым поверхностям, хранения, подготовки, распределения, регенерации и очистки рабочих жидкостей; устройствами для нанесения рабочих жидкостей и лакокрасочных материалов, для снятия лакокрасочных материалов, промывки и обезжиривания; вспомогательными системами, оборудованием и устройствами.

Собственно процесс удаления лакокрасочных покрытий с наружной поверхности ЛА с помощью существующих смывок производится в такой последовательности:

1) подготовка поверхности к нанесению смывки -- промывка и обезжиривание;

2) нанесение смывки и выдержка;

3) удаление разрушенного покрытия;

4) промывка поверхности разбавителем и сушка.

Для обеспечения доступа к обрабатываемым поверхностям используются либо система подвесных платформ с автономным управлением при маневрировании, либо напольные платформы, несущие моечные машины.

Разработаны различные устройства для удаления разрушенного лакокрасочного покрытия. При использовании смывок АФТ-1 и СНБ-9 для этой цели применяют вращающиеся щетки, в том числе с остронаправленным факелом отброса загрязнения, пневматические устройства со скребковыми элементами, вакуумированные приспособления и др.

Наиболее сложным является процесс очистки приспособления во время работы, транспортировки и изоляции снятого с поверхности покрытия.

Использование перспективных водных смывок типа СЭУ позволит применить гидродинамический способ удаления и транспортировки загрязнений, а следовательно, значительно проще, чем при использовании других смывок, механизировать этот процесс.

Большое внимание при промывке и очистке уделяется регенерации моющих жидкостей. Это вызвано не только экономической эффективностью процесса, безопасностью труда и культурой производства, но и высокими требованиями, предъявляемыми в нашей стране к охране окружающей среды от загрязнения.

Одним из важных показателей качества промывки и очистки является чистота поверхности. Наиболее высокие требования предъявляются к чистоте поверхности деталей приборов, поверхностям, на которые будут нанесены электролитические или лакокрасочные покрытия, к внутренним поверхностям кислородных баллонов и т. д. Чистота поверхности определяется различными методами. Наиболее распространенными являются: протирание фильтровальной бумагой с последующим анализом; смачивание водой (оценка гидрофильности поверхности) погружением и напылением воды с пигментом: осмотр в ультрафиолетовых лучах (флуорисценция).

2.2 Типовой технологический процесс очистки и промывки деталей

Рассмотрим типовой технологический процесс очистки и промывки деталей, согласно [3, стр. 247], на примере деталей типа «Качалка» (рисунок 4), широко использующихся в различных системах управления самолетом.

Рисунок 4 - Общий вид очищаемой детали «Качалка»
(материал алюминиевый сплав 1163, масса 0,0318 кг)

Технологический процесс очистки и промывки представим в таблице 1.

Таблица 1 - Технологический процесс очистки и промывки детали «Качалка»

Типовой технологический процесс очистки и промывки детали «Кронштейн», согласно [3, стр. 247], (рисунок 5), представлен в таблице 2.

Рисунок 5 - Общий вид очищаемой детали «Кронштейн» (материал алюминиевый сплав Д16ч, масса 0,055 кг)

Технологический процесс очистки и промывки представим в таблице 2.

Таблица 2 - Технологический процесс очистки и промывки детали «Кронштейн»

Заключение

Таким образом, в дипломной работе рассмотрены методы очистки и промывки авиационных деталей. Кратко описаны наиболее широко применяемые способы механической очистки. Они непрерывно совершенствуются, развиваются, механизируются и автоматизируются с использованием для очистки новых синтетических материалов.

Цель очистки и промывки -- подготовка поверхностей к техническому диагностированию, ремонту, выполнению операций восстановления и улучшение внешнего вида ремонтируемых самолетов и вертолетов.

Решающими факторами, определяющими выбор методов и способов очистки или промывки, являются: природа удаляемых веществ, степень их адгезии относительно очищаемой поверхности, требуемая чистота поверхности, влияние процесса на свойства очищаемой поверхности.

Существующие методы очистки и промывки, применяемые в авиаремонтном производстве, могут быть разделены на две большие группы: механические и физико-химические. Такое разделение удобно с точки зрения проектирования технологического процесса, поскольку применяется различное оборудование, приемы и методы труда. Эти два метода очистки в некоторых случаях могут выполняться последовательно или параллельно.

Применяемые при ремонте методы и средства удаления загрязнений должны быть высокопроизводительными, не повреждать очищаемую поверхность, не оказывать вредного влияния на человеческий организм, не вызывать загрязнений окружающей среды.

Одним из важных показателей качества промывки и очистки является чистота поверхности. Наиболее высокие требования предъявляются к чистоте поверхности деталей приборов, поверхностям, на которые будут нанесены электролитические или лакокрасочные покрытия, к внутренним поверхностям кислородных баллонов и т. д.

Список литературы

1 Орлов К.Я., Пархимович В.А. Ремонт самолетов и вертолетов: Учебник для авиац. Училищ. - М.: Транспорт, 1986. - 295 с.

2 Ремонт летательных аппаратов: Учебник для вузов гражданской авиации / А. Я. Алябьев, Ю. М. Болдырев, В. В. Запорожец и др.; Под ред. Н. Л. Голего, -- 2-е изд., перераб. и доп. -- М.: Транспорт, 1984. - 422 с.

3 Справочник по текущему и среднему ремонту С74 авиационной техники. М,, Воениздат, 1975 г. - 368 с.

Размещено на Allbest.ru