ЗАЩИТНЫЕ И УПРОЧНЯЮЩИЕ ПОКРЫТИЯ

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ПРИМЕНЕНИЯ УСТАНОВОК

При длительной эксплуатации рабочие поверхности деталей, соприкасаясь с другими деталями или внешней средой, подвергаются износу и теряют работоспособность. Для защи­ты изделий от изнашивания применяют упрочняющие технологии, от которых ожидают уве­личения относительной износостойкости. Но этого мало. Важно, чтобы ее прирост проявился в производственном процессе. Приведем пример, когда этого не происходит [10]. Пусть ор­ганизация на прокатном стане такова, что замену валков делают 1 раз в начале каждой сме­ны. Предположим, что за счет плазменной закалки относительная износостойкость валков увеличилась в 1,5 раза. При этом практическая износостойкость остается прежней, так как валки будут менять не через 1,5, а по-прежнему через 1 смену.

Отсюда следует, что при выборе методов упрочнения важно не просто добиваться увеличения износостойкости, а увеличения ее в требуемое количество раз.

Очевидно, что затраты на упрочнение так же могут влиять на величину коэффици­ента износостойкости Киз. При этом условие эффективного упрочнения может быть записано в виде:

C 0 * K и > 1

с, ’

где С0 и Су - себестоимость детали без упрочнения и с упрочнением, соответственно;

Киз - коэффициент износостойкости.

Из приведенного условия следует, что для каждого случая применения той или иной технологии упрочнения существует некоторое минимальное значение К^” , при котором

обеспечивается экономический эффект.

Из табл 6.1. видно, что в условиях производства с низкими непроизводительными за­тратами и малой материалоемкостью (пп. 1 - 4) при внедрении упрочняющей наплавки тре­буется значительный прирост износостойкости (в 1,3 - 2,5 раза). В условиях же высокоза­тратного производства (пп. 5 - 7) требуемый прирост Киз снижается до 1,06 - 1,32 раза, т. е. на 22 - 89 %.

Таким образом, применять дорогостоящие упрочняющие технологии предпочтитель­нее в условиях материалоемкого производства с высоким уровнем непроизводительных за­трат.

(xv) Таблица 6.1.

(xvi) Сравнение себестоимости и коэффициента износостойкости

**, ***, **** Наплавка проволоками Нп-30ХГСА, Св-12Х13 и Св-08Х14ГНТ, соот­ветственно.

Обозначения: ЗП - заработная плата основных рабочих во всех случаях составляет 3,3 тыс. руб.; НР - накладные расходы; М - стоимость наплавочного материала; С - цена заготовки.

С другой стороны, если происходит замена одного способа упрочнения - другим, то стоит сравнивать не только прирост износостойкости или других свойств, но и затраты на упрочнение. Например, стоимость газопламенного напыления плунжеров глубинных насосов длиной 1295 мм, диаметром 26,25 мм и толщиной покрытия 0,5 мм на сторону при использо­вании ацетилена и кислорода с оплавлением газовой горелкой составляет 48609 руб., а стои­мость напыления и последующего оплавления той же детали воздушной плазменной струей - 16115 руб.

При внедрении в производство плазменных технологий внимание уделяется, как пра­вило, основному оборудованию (источник питания, пульт управления, плазматрон, дозатор). Остальные устройства - замкнутая система охлаждения плазматрона, рампы с баллонами для плазмообразующего и транспортирующего газов, вытяжная вентиляционная система - счи­таются вспомогательными.

Внедрение основного оборудования обычно не вызывает трудностей, что же касается вспомогательного, особенно вытяжной вентиляционной системы, то тут возникает ряд про-

блем. Процесс плазменного напыления со - провождается воздействием на рабочего та­

ких вредных факторов, как световое излучение, шум, пыль, газы. Пыль представлена смесью исходного порошка и окислов металлов, газы - озоном, оксидами азота и углерода содержа­ние которых в воздухе рабочей зоны в десятки раз превышает ПДК. Поэтому установку для напыления необходимо в обязательном порядке оборудовать вытяжной защитно­вентиляционной системой (ЗВС).

ЗВС должна обеспечивать решение двух вопросов:

1. Защита рабочей зоны от излучения, шума и вредных веществ;

2. Очистка воздуха выбрасываемого в атмосферу.

Для решения названных задач разработана ЗВС с очистным устройством, реализован­ная в цехе централизованного ремонта ПО «Азот» [11].

Вентиляционное устройство соединено магистральными воздуховодами с устройст­вом для очистки воздуха, выбрасываемого в атмосферу. Очистное устройство представляет собой резервуар цилиндрической формы, нижняя часть которого заполнена жидкостью с по­стоянно поддерживаемым уровнем. В его средней части расположена секция очистки, а в верхней - каплеуловитель.

Каплеуловитель [12] представляет собой аппарат с проницаемыми пористыми мате­риалами, полученными методами порошковой металлургии. Их изготавливают методом прессования с последующим спеканием смеси порошков коррозионно-стойкой стали и меди.

Для повышения эффективности работы местного отсоса его располагают таким обра­зом, чтобы направление подачи порошка и потока воздуха удаляемого от места выделения вредностей, совпадали. Очистное устройство устанавливают на всасывающей стороне венти­лятора. Это приводит к значительным подсосам воздуха после очистного устройства так как оно обладает большим сопротивлением, но позволяет избежать большую утечку загрязнен­ного воздуха [13].

Процесс очищения идет в 3 стадии: крупные частицы под действием силы тяже­

сти оседают в бункере пылесборника, мелкие частицы остаются в эжекторе, а капли жидко­сти отделяются от воздуха в секции каплеуловителя. Очищенный воздух забирается вентиля­тором и через шахту выбрасывается в атмосферу.

Оптимальный расход воздуха составляет 2700 - 2800 м[1]/ч. Применение установки по­зволяет очистить воздух в рабочей зоне дыхания оператора до уровня не превышающего ПДК (ГОСТ 12.1.005-76) (смотри табл. 6.2.). Очистка воздуха, выбрасываемого в атмосферу, производится с эффективностью более 90 %, что удовлетворяет нормам СНиП-11-33-75.

(xvii) Таблица 6.2.

[1] Лившиц М. И. и др. Универсальный комплекс для детонационно-газового напыления по­крытий //Сварочное производство.-1981.-№3.-с.36-37