СПОСОБ МОЙКИ ВАГОНОВ-ЦИСТЕРН С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОЖУХОМ Российский патент 1999 года по МПК B60S3/04 B08B3/04 

Настоящее изобретение относится к способу мойки загрязненных поверхностей согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

В соответствии с этим способом поверхность обрабатывается распыляемой струей воды с целью удаления грязи, прилипшей к поверхности.

Изобретение относится к способу мойки вагонов-цистерн с металлическим кожухом согласно ограничительной части формулы изобретения.

Вагоны-цистерны используются для транспортировки жидких продуктов, в большинстве случаев - нефтехимических продуктов и продуктов нефтепереработки.

Вагоны-цистерны подвергаются загрязнению при опорожнении и заполнении, а когда они перемещаются по железнодорожной сети, к ним, кроме того, прилипает песок, углеродная и любая грязь, переносимая потоками воздуха. Кроме того, из так называемой всасывающей трубы, которую вталивают сверху по дну, если необходимо слить содержимое из цистерны или наполнить ее, при смещении трубы в сторону в исходное положение всегда вытекает некоторое количество нефти. Слой грязи, образующийся в результате действия вышеперечисленных факторов, может в худшем случае достигать толщины в несколько миллиметров.

То обстоятельство, что вагоны загрязнены, мешает надлежащей идентификации вагона и вызывает загрязнение одежды персонала, имеющего дело с вагонами. Кроме того, слой грязи препятствует контролю состояния вагонов.

Согласно предшествующему техническому уровню вагоны-цистерны с загрязненными наружными поверхностями подвергались мойке путем перемещения всего поезда с медленной скоростью, приблизительно от 1 до 10 м/мин, через одно или несколько моечных колец (шахт), распыляющих горячую воду или смесь моющего средства (детергента) и воды.

Также известно, что вагоны можно мыть вручную или с помощью робототехнического устройства по одному небольшому участку в единицу времени, используя большое давление и специальные насадки, приспособленные именно для этой цели. Так называемая плоскоструйная насадка и вращающаяся точечная распылительная насадка представляют собой обычные насадки, хорошо удовлетворяющие данным целям.

Однако ни один из способов, описанных выше, не обеспечивает удовлетворительной системы для мойки наружных поверхностей железнодорожных вагонов-цистерн. В результате проведенных испытаний было обнаружено, что ни одно из обычных моющих средств не обеспечивает удовлетворительной очистки наружных поверхностей вагонов, которые использовались для транспортировки нефтепродуктов и при обычном применении обычных моющих средств в сочетании с давлениями при мойке до 200•10⁵Па не удается достичь надлежащего результата. Слои грязи на вагонах-цистернах так прочно прилипают к наружным поверхностям вагонов, что струя воды должна находиться в непосредственной близости от объекта, подвергаемого мойке, и давление струи воды/моющего средства необходимо поднять, по меньшей мере, до примерно 400•10⁵-800•10⁵ Па, прежде чем грязь начнет отваливаться. Однако, рассуждая с экономической точки зрения, такая система обладает очень существенными недостатками; мойка вагона занимает чрезвычайно много времени, поскольку участок поверхности, подлежащей обработке в единицу времени, очень мал. Кроме того, повышенное давление вызывает увеличение текущих расходов.

Результат при мойке, удовлетворяющий некоторым стандартам, достигается при использовании сильных водяных струй из больших насадок (от 12 до 16 мм) и при значительно пониженных давлениях. Даже в этом случае конструкция насадок и малый участок поверхности, который можно обработать в единицу времени, совместно приводят к повышению затрат при использовании такого способа мойки, что делает целесообразность его применения с экономической точки зрения сомнительной.

Целью настоящего изобретения является разработка совершенно новой концепции мойки загрязненных поверхностей, таких как наружная поверхность вагонов-цистерн и аналогичных резервуаров для транспортировки.

Мойка наружной поверхности вагона часто выполняется - или, в любом случае, рационально выполняется - в том же самом месте, что и мойка внутренней поверхности вагона. В соответствии с рядом способов сначала вагон подвергают обработке горячим паром для мойки внутренних поверхностей. В это же самое время вагон освобождают от каких-либо воспламеняемых и взрывоопасных углеводородных газов.

Основная идея изобретения базируется на том, что загрязненную поверхность предварительно обрабатывают путем смачивания щелочами и нагрева перед тем, как мыть водяной струей. В соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения мойка наружных поверхностей тем самым сочетается с мойкой внутренних поверхностей вагона с тем, чтобы иметь возможность воспользоваться результатами повышения температуры (происходящего на) наружной поверхности, в частности, на наружной поверхности вагона-цистерны с металлическим кожухом, когда внутреннюю часть вагона подвергают обработке паром.

В соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения, перед тем, как выполнить мойку водяной струей, наружную поверхность вагона-цистерны, таким образом, обрабатывают предварительно путем ее смачивания щелочным раствором, тем самым вода, содержащаяся в растворе, по меньшей мере, в основном удаляется за счет нагрева наружной поверхности. В процессе нагрева концентрация щелочи увеличивается, а вязкость воды уменьшается, что дает возможность моющему раствору воды/щелочи проникать в грязь, достигая даже поверхности (вагона) под ней. Поскольку поверхность моют водой после предварительной обработки, твердая щелочь, смешанная с грязью, притягивает значительные объемы воды вследствие осмотического давления и "разрывает" соединение между грязью и стенкой цистерны. После этого у давления воды остается простая задача для выполнения.

Способ, согласно изобретению применяемый для мойки вагонов-цистерн, отличается признаками, приведенными в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

Как указано выше, способ в соответствии с изобретением включает три операции, а именно: смачивание поверхности, нагрев поверхности и мойку поверхности под давлением; сначала смачивают наружную поверхность вагона, используя щелочной водный раствор, а после этого вагон нагревают таким образом, что увлажненная, смоченная наружная поверхность становится, по меньшей мере, в основном сухой. Неожиданно обнаружилось, что когда такой смоченный, нагретый и высушенный вагон после этого подвергается мойке водяной струей, грязь отваливается в виде таких элементов, которые можно было бы даже назвать пластами.

Во время выполнения первой операции изобретенного способа в качестве щелочи можно использовать любую пригодную гигроскопическую щелочь. Как указано выше, для достижения желаемого эффекта при мойке важное значение имеет то, что щелочь представляет собой щелочь такого типа, который в сухом твердом состоянии впитывает воду. Щелочь, которая попала под слой грязи, при разбухании будет разрушать соединения между грязью и стенкой, и, таким образом, разбухшая грязь отваливается. Типичные щелочи включают гидроксиды и карбонаты щелочных металлов и щелочноземельных металлов. Можно использовать даже соответствующие соединения аммиака. Гидроксиды и карбонаты щелочных металлов, такие как гидроксид натрия (щелок) и карбонат натрия (сода), представляют собой особо предпочтительные щелочи. Следовательно, в соответствии с предпочтительным вариантом реализации способа по изобретению поверхность смачивают щелочным водным раствором, содержащим более 0,2 вес.% соды или более 0,15 вес. % щелока. Используя изобретения, концентрацию щелочи можно поддерживать на сравнительно низком уровне, как правило, примерно от 0,2 до 5 вес. % в случае применения соды и примерно от 0,15 до 4 вес.% в случае применения щелока.

Во время выполнения второй операции способа поверхность нагревают до тех пор, пока вода, содержащаяся в смачивающей жидкости, по меньшей мере, в основном не испарится. В процессе нагрева концентрация щелочи, распыленной по поверхности, постоянно увеличивается. Рационально, если смоченную поверхность нагревают до температуры примерно от 70 до 95^oC с тем, чтобы обеспечить как можно более эффективное испарение воды. В пределах указанного диапазона температур соответствующий период нагрева составляет примерно от 10 до 60 минут. В соответствии с предпочтительным вариантом исполнения изобретения нагрев выполняется путем обработки внутренней части вагона насыщенным (острым паром, то есть паром не под давлением) или перегретым водяным паром совместно с мойкой внутренних поверхностей, тем самым тепло будет распространяться к наружной поверхности цистерны с металлическим кожухом. Однако поверхность вагона-цистерны также можно нагреть снаружи, например, с помощью радиационных нагревателей или воздуходувок с подачей горячего воздухе. Можно даже сочетать нагрев с внутренней и с наружной сторон.

Поверхность, которая была подвергнута вышеописанной предварительной обработке, моется струей горячей воды под давлением или водяной струей, содержащей щелочное моющее средство. Рационально, если щелочное моющее средство образовано той же щелочью, которая применялась на стадии смачивания. Особенно рационально мыть предварительно нагретую поверхность, используя распылители с точечным нагнетанием, с плоскоструйной насадкой или вращающиеся водяные распылители с давлением перед насадкой 10•10⁵Па. Рационально, если давление составляет примерно от 10•10⁵ до 200•10⁵Па, предпочтительно примерно от 10•10⁵ до 100•10⁵ Па. Рационально, если поверхность подвергают мойке в горячем состоянии, причем температура поверхности во время операции мойки составляет примерно от 50 до 80^oC.

Изобретение имеет значительные преимущества. Таким образом, с помощью способа по настоящему изобретению вагоны-цистерны можно очистить от наиболее трудноудаляемой грязи чрезвычайно простым и рациональным образом. Проведенные нами эксперименты показали, что грязь отваливается большими пластами, и, когда водяные струи направлены под острым углом к поверхности, они проникают между грязью и слоем краски на стенке цистерны, таким образом происходит "отслаивание" грязи.

В нижеизложенных примерах приводится более подробное описание изобретения.

Пример для сравнения
Вагон, загрязненный нефтепродуктами и пылью, был нагрет до температуры 70^o С и вымыт с помощью распылителя с ручным управлением при давлении 200•10⁵ Па, причем расстояние между насадкой и поверхностью составляло 20 см. Температура воды для мойки составляла 95^oC и 100^oC.

Просто рыхлая грязь отвалилась, "смолистая" нефть осталась прилипшей к поверхности.

Щелочное моющее средство, рекомендованное производителем моечного устройства, было добавлено в воду и содержало алкилакрилсульфонаты с пониженной поверхностной активностью. За счет этого было получено небольшое, но не существенное улучшение результата при мойке.

Пример 1
Вагон-цистерна объемом 63 м³ был нагрет так, что снег на нем растаял и была достигнута температура от 25 до 30^oC. Вагон смачивали с помощью распылительных насадок, используя теплую воду (70^oC), содержащую 1,3% соды, до тех пор, пока вагон не был смочен по всей поверхности. Было использовано около 150 литров смачивающей жидкости, часть которой стекла с цистерны. После этого вагон нагревали паром в течение 30 минут до тех пор, пока температура на поверхности кожуха не достигла 87^oC. Во время нагрева поверхность вагона стала совершенно сухой, и были видны светлые пятна высохшей соды.

Пока вагон еще оставался горячим за счет мойки внутренней части (температура наружной поверхности была около 76^oC, начинали мыть наружные поверхности путем направления водяных струй при давлении 60•10⁵ Па к стороне вагона из отверстий для струй с диаметром 4,5 мм.

Было обнаружено, что грязь отваливалась большими пластами в течение рассматриваемого периода времени, и струи, направленные под острым углом к поверхности, проникали между грязью и краской на стенке цистерны, таким образом вызывая "отслаивание" грязи.

Если исключали такую операцию, как высыхание щелочного раствора на поверхности, вышеописанный эффект не наблюдался и не достигалась чистота поверхности после мойки.

Пример 2
Эксперимент по примеру 1 повторили, используя 0,7%-ный содовый раствор. Эксперимент повторили еще, используя 0,5%-ный водный раствор гидроксида натрия.

Те же самые положительные и даже превосходные результаты были получены даже при меньших концентрациях и при использовании щелока.

Изобретение относится к мойке загрязненной поверхности вагонов-цистерн, используемых для транспортировки жидких продуктов, таких как нефтехимические продукты и продукты нефтепереработки. Наружную поверхность вагона сначала смачивают щелочным водным раствором, после смачивания вагон-цистерну подвергают мойке с внутренней стороны водяным паром, по меньшей мере до тех пор, пока температура наружной поверхности не достигнет примерно 70-95^oC, и вода, содержащаяся в щелочном растворе, в основном не испарится. Затем наружную поверхность подвергают мойке, пока поверхность горячая, с помощью водяной струи под давлением, чтобы удалить грязь. Изобретение обеспечивает очистку вагонов от трудноудаляемой грязи простым и рациональным путем. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ мойки вагонов-цистерн с металлическим кожухом, при котором внутреннюю часть вагона-цистерны моют водяным паром, а наружную часть - с помощью водяной струи, отличающийся тем, что наружную поверхность вагона-цистерны сначала смачивают щелочным водным раствором, после смачивания вагон-цистерну подвергают мойке с внутренней стороны, по меньшей мере до тех пор, пока температура наружной поверхности не достигнет примерно 70 - 85^oC и вода, содержащая в щелочном растворе в основном не испарится, и после этого наружную поверхность вагона-цистерны подвергают мойке, пока поверхность горячая, с помощью водяной струи под давлением, чтобы удалить грязь. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наружную поверхность вагона-цистерны моют водяной струей, причем температура поверхности находится в пределах примерно 50 - 80^oC. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что наружную поверхность вагона-цистерны моют струей воды, содержащей ту же самую щелочь, что и раствор, используемый для смачивания наружной поверхности. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что внутреннюю часть вагона-цистерны моют острым паром.