СПОСОБ ОЧИСТКИ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ШЕСТЕРЕННЫХ НАСОСОВ ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ РАСТВОРОВ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ИСКУССТВЕННОГО ВОЛОКНА Российский патент 2004 года по МПК B08B3/08 

Изобретение относится к очистке металлических поверхностей шестеренных насосов для перекачивания растворов по изготовлению искусственного волокна от технологических загрязнений и покрытию их антикоррозионной, антиадгезионной и антифрикционной пленкой и может быть использовано в машиностроении при восстановлении работоспособности и изготовлении насосов для производства химических волокон.

Известен способ поверхностной очистки изделий с использованием режима кипения жидкого криогена (патент RU №2052302, В 08 В 3/04, 3/08). Однако этим способом невозможно удалять продукты, образующиеся на поверхностях шестеренных насосов по перекачиванию растворов по изготовлению искусственного волокна, так как они в основном представляют собой дисперсии полимеризационных смол, латексов, плохо смачиваемых жидкими криогенами. Кроме того, этим способом невозможно создавать антикоррозионные, антиадгезионные и антифрикционные пленки, необходимые для повышения износостойкости при коррозионно-механическом износе пар трения насосов и препятствующие налипанию технологических загрязнений в сообщающихся каналах насосов.

Известен способ очистки и консервации металлических изделий с использованием промывания изделий в щелочном растворе, включающем в себя моющее средство, триполифосфат и ди(2-бензтиазолил)-дисульфид, и пассивации раствором этих веществ без моющего средства (патент RU 2101384, С 23 С 22/60). Однако щелочной раствор с ингибитором ди(2-бензтиазолил)-дисульфидом обладает сравнительно слабыми моющими свойствами по отношению к продуктам полимеризации растворов по изготовлению искусственных волокон. Кроме этого, с помощью этого консервационного раствора на поверхностях, подверженных трению, не образуются антифрикционные и антиадгезионные пленки, повышающие их износостойкость и препятствующие налипанию продуктов полимеризации. Для проведения чистки и модификации с помощью этого метода необходимы специальное оборудование и мощная ультразвуковая аппаратура, которые эффективны при обработке изделий с шаровой поверхностью, что также снижает эффективность использования этого метода для чистки изделий.

Перед авторами стояла задача повышения срока службы шестеренных насосов, перекачивающих раствор искусственного волокна, путем очистки их поверхностей от продуктов отложений и коррозии и модифицирования этих поверхностей для повышения их антикоррозионных, антиадгезионных и антифрикционных свойств.

Эта задача решена промыванием деталей шестеренных насосов с использованием смеси жидких углеводородов-уайт-спирита, последующим кипячением этих деталей в водном моюще-модифицирующем растворе, содержащем щелочь NaOH - 180-200 г/л, силикат натрия Na₂SiO₃ - 50-70 г/л, триэтаноламин (HOCH₂-CH₂)₃N - 15-18 г/л при температуре его кипения в течение 2-х часов, и механическим удалением продуктов загрязнений.

Сущность предлагаемого способа очистки и модифицирования с целью повышения срока службы шестеренных насосов, перекачивающих раствор искусственного волокна, состоит в совокупности приемов, заключающихся:

- в предварительной очистке деталей насосов с использованием органического растворителя. На этой стадии поверхности очищаются от загрязнений, представляющих собой низкомолекулярные фракции составляющих раствора для получения искусственного волокна, легкорастворимые продукты деструкции антифрикционных и защитных (консервационных) смазок, заложенных в шестеренные насосы при их поставке заводом-изготовителем;

- в удалении загрязнений с помощью металлических щеточек и ершиков;

- в кипячении в моюще-модифицирующем растворе, состоящем из воды, щелочи, силиката натрия и триэтаноламина в течение 2-х часов. Во время кипячения поверхности очищаются от загрязнений, представляющих собой высокомолекулярные фракции составляющих раствора для получения искусственного волокна. При этом большая часть этих загрязнений переходит в соединения, представляющие собой твердые низкомолекулярные вещества, представляющие собой конгломераты, легко удаляемые последующей механической обработкой. На этой стадии на поверхности деталей шестеренного насоса в результате химического взаимодействия компонентов моюще-модифицирующего раствора со сталью образуются пленочные покрытия типа феррита натрия – Na₂Fe₂O₄, молибдата натрия - Na₆Mo₇O₂₄, хромата натрия – Na₂Cr₂O₇, представляющие собой устойчивые к окислению соединения, обеспечивающие повышение износостойкости при коррозионно-механическом износе пар трения насосов и препятствующие налипанию технологических загрязнений в сообщающихся каналах насосов. Наличие в моюще-модифицирующем растворе силиката натрия (жидкого стекла) предопределяет образование на поверхностях насоса антифрикционных пленок, также повышающих износостойкость пар трения шестеренного насоса;

- в удалении продуктов загрязнений с помощью капроновых щеточек и ершиков.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Шестеренный насос в разобранном виде помещают в ванну из нержавеющей стали. Ванну заполняют органическим растворителем - уайт-спиритом и производят предварительную очистку поверхностей деталей, в том числе подверженных трению, и каналов, по которым перемещается раствор для получения искусственного волокна. После выдержки в течение 5 -10 мин в растворителе детали извлекают из ванны и с поверхностей деталей и каналов механическим путем с помощью металлических щеточек и ершиков удаляют крупные частицы загрязнений.

После предварительной очистки производится сушка деталей шестеренного насоса.

Предварительно очищенные и высушенные детали шестеренного насоса помещают в ванну из нержавеющей стали и заполняют ее моюще-модифицирующим раствором, содержащим щелочь - 180-200 г/л, силикат натрия - 50-70 г/л, триэтаноламин - 15-18 г/л, остальное до 1-го литра вода. Раствор доводят до кипения и кипятят детали в течение 2-х часов.

После кипячения детали извлекают из ванны и мягкими капроновыми щеточками и ершиками очищают их поверхности и каналы от остатков продуктов загрязнений.

После мойки, модифицирования и окончательной очистки производится сушка деталей на воздухе.

Предлагаемый способ очистки и модифицирования поверхностей шестеренных насосов для перекачивания растворов по изготовлению искусственного волокна позволяет повысить срок их службы за счет предварительной очистки поверхностей насосов с помощью растворителя уайт-спирита, последующей одновременной очистки поверхностей деталей насоса от продуктов загрязнений и модифицирования этих поверхностей водным моюще-модифицирующим раствором, содержащим щелочь NaOH - 180 -200 г/л, силикат натрия Na₂SiO₃ - 50-70 г/л, триэтаноламин (НОСH₂-СH₂)₃N - 15-18 г/л, остальное до 1-го литра воды, при температуре его кипения в течение 2-х часов, и механического удаления продуктов загрязнения.

Как видно из описания, предлагаемый способ очистки и модифицирования поверхностей шестеренных насосов для перекачивания растворов по изготовлению искусственного волокна обладает изобретательским уровнем.

Как видно из таблицы оптимальными свойствами обладают детали шестеренных насосов, прошедшие обработку в составах на примерах 1-4. После обработки этими составами поверхности имеют высокий угол смачивания, что подтверждает их антиадгезионные свойства, и это особенно важно для предотвращения налипания продуктов загрязнений в каналах шестеренных насосов.

Промышленные испытания насосов, восстановленных с помощью этого способа, показали, что срок их эксплуатации составил от 75 до 112 суток против 30-35 суток для новых насосов, поставляемых заводом-изготовителем.

Проведенный патентно-информационный поиск показал, что объектов, обладающих совокупностью основных отличительных признаков предлагаемого способа, не обнаружено.

На основании изложенного считаем, что предлагаемый способ может быть защищен патентом Российской Федерации.

Изобретение относится к очистке и модифицированию поверхностей шестеренных насосов для перекачивания растворов по изготовлению искусственного волокна от технологических загрязнений и покрытию их антикоррозионной, антиадгезионной и антифрикционной пленкой и может быть использовано в машиностроении при восстановлении работоспособности и изготовлении насосов для производства химических волокон. Способ включает в себя очистку деталей шестеренных насосов с использованием раствора уайт-спирита и механической очистки. Модифицирование и окончательную очистку проводят в растворе, содержащем щелочь NaOH - 180-200 г/л, силикат натрия Na₂SiO₃ - 50-70 г/л, триэтаноламин HOCH₂-CH₂)₃N - 15-18 г/л, остальное до 1 литра вода, при температуре его кипения в течение 2-х часов, с последующим механическим удалением продуктов загрязнения. Использование этого способа очистки позволяет наносить на поверхности шестеренных насосов пленочные модифицирующие покрытия типа феррита натрия – Na₂Fe₂O₄, молибдата натрия – Na₆Мо₇O₂₄, хромата натрия – Na₂Cr₂O₇, представляющие собой устойчивые к окислению соединения, обеспечивающие повышение износостойкости при коррозионно-механическом износе пар трения насосов и препятствующие налипанию технологических загрязнений в сообщающихся каналах насосов. Наличие в моюще-модифицирующем растворе силиката натрия (жидкого стекла) предопределяет образование на поверхностях насоса антифрикционных пленок, также повышающих износостойкость пар трения насоса. 1 табл.

Способ очистки и модифицирования поверхностей шестеренных насосов для перекачивания растворов по изготовлению искусственного волокна, включающий очистку и модифицирование в щелочном растворе и механическую очистку, при этом предварительную очистку проводят в растворе уайт-спирита и механическим путем, а модифицирование и окончательную очистку проводят в растворе, содержащем щелочь NaOH - 180-200 г/л, силикат натрия Na₂SiO₃ - 50-70 г/л, триэтаноламин (HOCH₂CH₂)₃N - 15-18 г/л, остальное до 1 л воды, при температуре кипения раствора в течение 2 ч, и механическим удалением продуктов загрязнений.