DEBRECENI EGYETEM MÜSZAKI FŐISKOLAI KAR Facultas Artium Ingetúariarum Universitas Debreceniensis
Faculty of Teclmical Engineering University of Debrecen
Dr. Fazekas Lajos főiskolai docens
GÉPJAVÍTÁS I. SEGÉDLET
Debrecen, 2001.
TARTALOMJEGYZÉK
1.
A GÉPJAVÍTÁS ALAPFOGALMAI ................................................................... 2
1.1.
A felújított alkatrészekkel szemben támasztott követelmények ........................... 7
2.
AZ ALKATRÉSZEK ELHASZNÁLÓDÁSÁNAK OKAI ............................ 9
3.
A GÉPEK FŐDARABJAINAK ÉS ALKATRÉSZEINEK TISZTÍTÁSA .................................................................. 12
3.1.
Mosás vízzel .................................................................................................................... 13
3.1.1.
Mosás közepes nyomású melegvízzel ............................................................................. 14
3.1.2.
Mosás nagynyomású hidegvizes berendezéssel ............................................................. 15
3.1.3.
Mosás nagynyomású forróvizes mosóberendezéssel ..................................................... 15
3.1.4.
Gőzsugaras tisztítás ......................................................................................................... 17
3.2.
Zsírtalanító eljárások ................................................................................................... 19
3.2.1.
Lúgos mosás, emulziós mosás ......................................................................................... 19
3.2.2.
Szerves oldószeres mosás (finom zsírtalanítás) ............................................................. 22
3.2.3.
Ultrahangos zsírtalanítás ................................................................................................ 27
3.2.4.
Elektrolitikus zsírtalanítás .............................................................................................. 28
3.2.5.
A zsírtalanítás ellenőrzése ............................................................................................... 29
3.2.6.
Festékbevonatok eltávolítás ............................................................................................ 30
3.2.7.
Fémoxid eltávolítási eljárások ........................................................................................ 30
3.2.7.1. Oxideltávolítás mechanikai módszerei .............................................................................. 31 3.2.7.2. Oxideltávolítás kémiai módszerei ...................................................................................... 36
4.
A MINŐSÉG-ELLENŐRZÉS ÉS A HIBAMEGÁLLAPÍTÁS MÓDSZEREI ............................................................ 38
4.1.
Minőségbiztosítási rendszerek .................................................................................... 38
4.2.
A hibamegállapítás ........................................................................................................ 39
4.2.1.
Ellenőrzés, üzemeltetés közben ....................................................................................... 40
4.2.2.
Hibafelvétel ....................................................................................................................... 41
4.2.2.1. Hibamegállapítás szemrevételezéssel ................................................................................ 42 4.2.2.2. Hibamegállapítás mérésessel ............................................................................................. 43 4.2.2.3. Hibamegállapítás összetett vizsgálatokkal ......................................................................... 47 Irodalomjegyzék ................................................................................................................ 49
-1-
1. A GÉPJAVÍTÁS ALAPFOGALMAI A gépek és gépjárművek fenntartása – karbantartása, javítása, az alkatrészek felújítása, élettartam – növelése a technikai berendezések fejlődésével egyre inkább igényesebb megoldásokat kíván. A gépek és gépjárművek javítása, az alkatrészek felújítása igen összetett műszaki feladat. A javítások és felújítások megtervezését a technológia kidolgozását, a sorozatnagyságok behatárolását tapasztalt szakembereknek kell végezni. A gyártástechnológus és javítástechnológus között „csak” az a különbség, hogy a javítástechnológus feladata sokkal összetettebb, sokoldalúbb és több jellegzetes művelettel egészül ki. A gépjavítás is fenntartó tevékenység, ezért helyének, környezetének meghatározására az 1. ábrán szemléltetjük a gépesítés fő tevékenységköreit Az ábra baloldalán az előállítás tevékenységei láthatók. Ezek a gyártmányfejlesztéssel kezdődnek, amely általában elkészítő fázisra, kísérleti fázisra és prototípus fázisra tagozódik. A műszaki fejlesztés másik fontos területe a gyártásfejlesztés, amelynek fő témái a gyárthatóság elemzése, új technológiák bevezetése és nagyobb kapacitás, bővítési igény estén az építés és a gyártóeszköz beruházás. A gyártmány-, gyártás- és a gyárfejlesztés eredménye a „szériaérett” gép.
1. ábra A gépjavítás fő tevékenységkörei A sorozatgyártást a technológiai tervezés és gyártás-előkészítés előzi meg. A gyártástervezés művelettervezésből, különleges szerszám-, készülék- és idomszertervezésből és a gyártási folyamat megtervezéséből áll. A gyártástervek és a gyártmány rajzdokumentációja alapján előkészíthető és végrehajtható a gyártás, amelynek végeredménye a piacképes gyártmány. A gép felhasználóját a fejlesztővel és a gyártóval az értékesítés tevékenysége és a garanciaszolgálat kapcsolja össze. -2-
A termelőüzem gépesítése a gépbeszerzéssel kezdődik, amely műszaki és pénzügyi feladatokra tagolható. A munkába állított gép rendeltetésszerű használata lényegében a gépüzemeltetés. A gépüzemfenntartás a karbantartást, a tárolást, a gépjavítást és az állóeszköz-gazdálkodást foglalja magába. A gépüzemfenntartás tevékenységei és ezek főbb műveletei a 2. ábrán láthatók.
2. ábra A gépüzemfenntartás tevékenységei és főbb műveletei A gépüzemfenntartás technológiai és ökonómiai tevékenységek köre. Célja a géppark műszaki állapotának és megbízhatóságának kellő szintű fenntartása a gazdaságos termelés érdekében. Költségráfordítása akkor optimális, ha felesleges fenntartó munkát nem végzünk, ugyanakkor géphiba miatt nincs termelési kiesés. A hibaelemzések kimutatták, hogy a gépesítés önmagában nem oldja meg gondjainkat és súlyos veszteségekkel jár, ha valaki vakon hisz a gépek hibamentes működésében és nem készül fel a fenntartó munkák elvégzésére. A gépjavítás olyan technológiai tevékenység, amelynek során a hibás gépet újból üzemképessé tesszük. A gépjavítás munkadarabja tehát az üzemképtelen vagy hibásan működő gép vagy annak kisebb szerkezeti része. A tényleges javítóüzemi feladatkör meghaladja ezt a tevékenységet és a gyakorlatban legtöbbször kisebb volumenű gyártással is párosul. Terjedelmét tekintve a gépjavítás lehet kis-, közepes- vagy nagyjavítás. Az alkatrész-felújítás technológiai tervezés alapján – legtöbbször anyag hozzáadásával – végzett olyan tevékenység, amelynek eredményeként a hibás alkatrész az új állapotot közelítő minőségű lesz. Az alkatrészjavítás technológiai tervezés nélkül végzett olyan tevékenység, -3-
amelynek célja nagyobb minőségű igény nélkül, pusztán a működképesség helyreállítása. A selejt alkatrészt az adott műszaki felkészültséggel nem lehet sem javítani, sem felújítani. Pótalkatrésznek nevezzük a selejt alkatrész helyett beépített új alkatrészt. A javítóbázisok két csoportba sorolhatók: -
A termelőüzemben az üzemeltetést kiszolgáló – főleg karbantartást és folyójavítást (kis- és középjavítást) végző – egységek a karbantartó műhelyek.
-
Az önálló pénzügyi elszámolású – a felújítást bérmunkában végző – egységeket központi javítóüzemnek vagy vállalatnak (Kft-nek, gazdasági társaságoknak) nevezzük.
A 3. ábrán egy termelőüzem részeként működő karbantartó műhely tevékenységének elvi felépítése látható, amelyen a minőség-ellenőrzési tevékenységeket rombusz alakú keretezéssel különböztetjük meg. A rendszerbemenetnél beruházással, illetve pótlással új vagy felújított gépet kap a termelőüzem. A gép központi ellenőrzés után közvetlen munkába vagy tárolóba vihető. Az üzemeltetést folyamatosan ellenőrizni kell kettős célból. Egyrészt vizsgálandó a gépi munka minősége, másrészt a gépek műszaki állapota. Ezek alapján dönteni lehet, hogy a gép tovább üzemeltethető, a tárolóhelyre szállítandó vagy karbantartásra szorul.
3. ábra A termelőüzemi karbantartó műhely tevékenységének elvi felépítése A karbantartás ellenőrzésének közbeiktatásával további üzemeltetés vagy tárolás következik. A használati időtől függően bizonyos üzem óra után alapos műszaki ellenőrzéssel felül kell vizsgálni a gépeket. A minősítés alternatívája folyójavítás, nagyjavítás vagy selejtezés lehet. A nagyjavítást központi javítóüzemnél rendelik meg, ebben az esetben a felújított gép a központi ellenőrzésen keresztül juthat be újból a rendszerbe. A selejtezési eljárást szétszerelés és selejtminősítés követi. A használható alkatrészeket raktárkészletbe veszik, a selejt alkatrészek távoznak a rendszerből. -4-
A kis- vagy közepes javítást igénylő gépeket külső tisztítás, részleges szétszerelés és alkatrészmosás után hibafelvételnek vetik alá. A hibátlan alkatrészek közvetlen előkészíthetők szerelésre, a felújítható alkatrészek vagy részegységek szakműhelybe szállíthatók. A selejt alkatrészek helyett, előzőleg ellenőrzött, új vagy használt, de működőképes alkatrészeket ad át a raktár a munkaelőkészítőnek. A felújított fődarabok ellenőrzés után a raktáron keresztül jutnak vissza a javítási folyamatba. Ezután következhet az előszerelés és alkatrészcsere, a javításközi ellenőrzés, majd a gépszerelés és végellenőrzés. Az ábra jól szemlélteti, hogy a gépberuházás, a géptárolás, a karbantartás és a folyójavítás a gépesített termelési folyamat szükségszerű velejárója. A 4. ábrán központi javítóüzem (vállalat, Kft., gazdasági társaság) technológiai folyamatának az elvi felépítése látható. Itt a gyártáshoz hasonlóan a felújítás összes tevékenységét technológiai tervek alapján hajtják végre. A technológiai folyamat a javítandó gép átvételével kezdődik, ezt külső tisztítás, szétszerelés és az alkatrészek mosása követi. A szakszerű szétszereléshez készülékek is szükségesek. A tisztára mosott alkatrészeket a hibafelvételi utasítás előírásainak megfelelően műszeres mérések alapján minősítik, és három csoportba sorolják.
4. ábra A központi javítóüzem technológiai folyamata -5-
A nem javítható alkatrészeket a selejttárolóba viszik, helyettük az anyag- és alkatrészraktár új pótalkatrészeket ad ki. A hibátlannak minősített alkatrészek közvetlenül, a felújíthatók a szakműhelyeken szükség szerint áthaladva és felújítva, majd ellenőrizve a munka-előkészítőbe jutnak. Látható, hogy a felújításhoz többféle szakma, ezen keresztül számos technológiai eljárás, ezek berendezéseinek, készülékeinek az ismerete szükséges. Ha hibás alkatrészt vizsgálunk, megállapíthatjuk, hogy felületének nagyobb hányada ép, és csupán kisebb, de működőképesség tekintetében fontos felülete rongálódott meg. Ha ezeket a kisebb hibás felületeket felújítjuk, az egész alkatrész újból használható lesz. Felújításkor lényegesen kevesebb művelet és energia árán nyerünk működőképes alkatrészt, ez megfelelő körülmények között gazdaságilag előnyös. A felújított gépet gyári új, működőképes, de használt és felújított alkatrészekből szerelik össze. Korszerű javítóüzemben a végszerelést elő szerelés és javításközi ellenőrzés előzi meg. Az összeszerelt gépet szükség szerint próbapadi vizsgálatnak, bejáratásnak és festésnek vetik alá, majd átadják az üzemeltetőnek. A hazai rendelkezések a felújított gépre garanciakötelezettséget írnak elő. Az 5. ábrán látható a gépjavítás általános technológiai folyamatábrája.
5. ábra A gépjavítás általános technológiai folyamatábrája -6-
Az elmondottak alapján a gépjavítás szakterülete magába foglalja mindazokat az ismereteket, amelyek a vázolt javítótevékenységek elvégzéséhez szükségesek. Ezeknek a bonyolult műszaki és szervezési feladatoknak a technológiai tervezésére és irányítására olyan gépészmérnök képes, aki speciális ismeretekkel is rendelkezik. Pontosabban részletezve: -
ismeri a javítandó gép működési elvét, működési paramétereit és szerkezeti felépítését,
-
ismeri a minőség-ellenőrzés módszereit és metrológiáját, ezek alapján képes a hibák felismerésére és a hibák elemzésére,
-
kellő technológiai ismeretei vannak a gépgyártás-technológiára alapozva, ismeri a javítástechnológiai eljárásokat,
-
jó szervező, jártas a rendszerelméleti és az ökonómiai ismeretekben.
1.1. A felújított alkatrészekkel szemben támasztott követelmények A felújított alkatrészek élettartama az új alkatrészekhez viszonyítva lehet kisebb, egyenértékű vagy nagyobb. Az alkalmazandó technológia kiválasztásakor mérlegelni kell az alkatrésszel szemben támasztott működési, üzembiztonsági követelményeket és a gazdaságosságot. Működési követelmény, hogy a tervezett élettartam alatt (az üzembe helyezéstől, ill. a javítástól a következő javításig, esetleg selejtezésig) rendeltetésszerű igénybevétel esetén az alkatrész az előírt műszaki jellemzőknek feleljen meg. Az üzembiztonság a teljes élettartam alatti folyamatos működésképességet jelenti, és feltételezi az esetleges meghibásodás esetén a könnyű cserélhetőséget, ill. javíthatóságot. Az üzembiztonság mértékének előírásakor figyelembe kell venni az esetleges meghibásodás következményeit is. Nem engedhető meg semmiféle engedmény olyan alkatrészek esetében, amelyek meghibásodása balesetet okozhat, az élet- és vagyonbiztonságot veszélyezteti. Ha azonban a meghibásodás csupán az üzemeltetés gazdaságosságát, vagy pl. a szolgáltatás színvonalát, kényelmét befolyásolja (pl. járműveknél) vagy az esztétikai megjelenést rontja, engedmények tehetők. Az alkatrész élettartama az üzembe helyezéstől a meghibásodásig eltelt időtartam, ill. teljesítmény. A meghibásodás a további használatra való alkalmatlanságot, tönkremenetelt vagy az elhasználódási határérték elérését jelenti. A legnagyobb költséget az üzemelő számára az üzemen kívüli gép jelenti, ezért arra kell törekedni, hogy a gépet a legkisebb üzemkiesések mellett lehessen használni. Az üzemszerű használat során jelentkező meghibásodások kijavításánál azt kell megvizsgálni, hogy a termeléskiesés milyen
-7-
javítási móddal lehet a legkisebbre csökkenteni. A meghibásodott alkatrész sorsának eldöntésére vonatkozó eljárási folyamatot a 6. ábra mutatja be.
B=beszerzési ár, Lb=új alkatrész élettartama, F=felújítási költség, Lf=felújított alkatrész élettartama 6. ábra Meghibásodott alkatrész sorsának eldöntése
-8-
2. AZ ALKATRÉSZEK ELHASZNÁLÓDÁSÁNAK OKAI Az üzemelő gépek egyes elemeinek ell1asználódása, tönkremenetele igen sokféle formában jelentkezik. Ezek rendszerezése feltétlenül szükséges, mivel az ell1asználódás módja és mértéke közvetlenül meghatározza a javítás lehetőségét és módszerét. Az elhasználódást, annak jellegétől függően két fő csoportra oszthatjuk. Az első csoportba azokat az ell1asználódási módokat soroljuk, amelyek a folyamatos, tartós és megengedett használat eredményeképpen jönnek létre és mértékük az idővel arányosan növekedik. Ezt az ell1asználódási módot természetes ell1asmálódásnak nevezzük. Mértéke és növekedése általában folyamatosan is észlell1ető objektív mérésekkel, vagy szubjektív módon (méretváltozás, zörej növekedése). Például: kopás, korrózió, kifáradás stb. A második csoportba azokat az ell1asználódásokat soroljuk, amelyek nem szükségszerűen következnek
be
az
ell1asználódottság
mértékével
arányosan,
hanem
a
természetes
ell1asználódottságon túlmenően más jelentős – a normál üzemi viszonyokon kívül – hatás eredményeképpen
jönnek
létre.
Ezt
váratlan
meghibásodásnak
nevezzük.
A
váratlan
meghibásodások egész sorát is létrehozhatja. Ezen meghibásodások, vagy helytelen tervezésből és gyártásból vagy pedig rendellenes üzemeltetésből erednek. Pl. daru túlterhelésből származó borulás, szennyezett üzemanyag használatból adódó csapágykiolvadás és tengelyberágódás stb. E két ell1asználódási forma felosztását a 7. ábra mutatja, azok részletezése mellett.
7. ábra Az elhasználódás formái Mint látható, a természetes ell1asználódás igen sokféle formában jelentkezik, és az esetek többségében rendszerint többféle igénybevétel lép fel egyidejűleg. A természetes ell1asználódást fizikai jellegű és kémiai jellegű ell1asználódásokként csoportosítjuk. A fizikai ell1asználódás két alapvető formát mutat. Az egyik esetben az ell1asználódás során a külső fizikai hatások -9-
következtében az alkatrész térfogatát, de főként tömegét nem változtatja meg, csupán belső szerkezetében, vagy alakjában szenved változást, károsodást. Másik esetben a károsodás jellegzetesen úgy megy végbe, hogy alkatrész alakját, méretét és tömegét is megváltoztatja, valamilyen módon kisebb lesz a tömege az ell1asználódás során. A fizikai elhasználódás méret és tömegcsökkenései című részhez legáltalánosabban a kopás bevágódás, kavitációs, erózió tartozik. A gyakorlatban az igénybevétel, a súrlódási elemek anyagi tulajdonságainak, a kenés körülményeinek függvényében a következő kopástípusok különböztethetők meg: 1. Oxidációs kopás 2. Hideghegedéses kopás, vagy elsőrendű adhéziós kopás 3. Abráziós kopás 4. F áradásos kopás (pitting) 5. Súrlódásos oxidációs vagy fretting Az egyes kopástípusok jól elkülöníthetők a folyamat fizikája, kémiája, a kopás mechanizmusa és a kopott felület alapján. Az adhéziós kopástípusokat mindig kíséri oxidáció. Az osztályozás a gyakorlatban előforduló kopások rendszerezésén alapszik. Az egyes kopástípusok ismerete elengedhetetlen a kopás okainak, illetve csökkentési módjainak megkeresésekor. A fizikai elhasználódás méret és tömegcsökkenés nélküli részéhez tartozik a kifáradás, a hőshock és a deformáció. A kémiai elhasználódáshoz a korrózió különböző fajtái tartoznak. Az előzőekben foglaltak részletes ismertetése: „Dr. Dúll Sándor: Üzemfenntartás, karbantartás” című segédletének 4. részében találhatók meg részletesen. Az előre nem látott (váratlan) meghibásodásokat két alapvető csoportra lehet osztani. Egyik csoportba a rejtett hibák tartoznak, amelyeket a konstrukció már tervezése és gyártása során magában visel, ezek a hibák az üzemeltetés bizonyos fázisaiban azonban teljesen rendszertelenül és a gép elhasználódási idejénél jóval korábban jelennek meg. Általában a rejtett hibák részben konstrukciós, részben pedig kivitelezési okokra vezethetők vissza. Konstrukciós hibák közé tartoznak a tervezők által elkövetett számítási, méretezési, anyagmegválasztási hibák és rossz szerkezeti elemek vagy rosszul megválasztott anyagminőségek stb.. A kivitelezési hibák is széles területet ölelnek fel. Ide soroljuk például a hengerelt alapanyagok rétegességét, a hőkezelési hibákat, a gyártás során a szerkezetben maradt fémforgácsot, rossz mérettűréseket, tömítetlenségeket, szerelési hibákat. Ezek javításánál igen körültekintően kell eljárni. Elsősorban azt kell tisztázni, hogy a rejtett hibából adódó váratlan zavar a gép szavatossági időszaka alatt vagy után jelentkezett-e. A szavatossági idő alatt jelentkezett hibákat amennyiben azok valóban rejtett hibákból adódnak a gyártómű köteles saját költségére kijavítani. Amennyiben a - 10 -
rejtett hibák a szavatossági időn túl jelentkeznek, abban az esetben a hibák kijavítását rendkívül körültekintő gondossággal kell előkészíteni. Ezért minden esetben szükséges, hogy a hiba okát teljes részletességgel felderítsük, hogy az valóban anyaghibából, szerelési hiányosságból vagy konstrukciós okból adódott-e. Ez azért szükséges, mert például egy aláméretezett alkatrész ugyanolyan alkatrésszel való pótlása semmiképpen nem mentesíti az üzemeltetőt a váratlan meghibásodástoktól. Ezért tehát – amennyiben lehetséges – a gyártó vállalat véleményét is ki kell kérni. Amennyiben erre mód nem volna, az üzemeletetést irányító szakemberek és mérnökök közös munkájának eredményeképpen pontosan fel kell deríteni a hiba okát és a meghibásodott alkatrész megerősítésének és nem csupán csak javításának módját kell kidolgozni. A váratlan meghibásodások másik nagy csoportját a szakszerűtlen vagy erőszakos üzemeltetés okozza. Ezeket a hibákat külön részletezni nem kívánom, csupán annyit említek meg, hogy a meghibásodásokat a szakszerűtlen szállítás, telepítés, üzembe helyezés, kezelés és karbantartás során idézhetjük elő. Ezek a hibák általában szoros összefüggésben vannak a munka biztonságos végzésével és szükséges, hogy az említett egyes munkafázisokat végrehajtó dolgozók számára a gép szállításával, telepítésével és üzemeltetésével kapcsolatosan kellő részletességű technológiai utasításokat dolgozzanak és adjanak ki, másrészről pedig az egyes munkát végző személyek megfelelő biztonságtechnikai oktatásban részesüljenek. Bármennyire is adminisztratívan hangzik a biztonságtechnikai előírások megkövetelése, számos ipari tapasztalatból szerzett ismereteket rögzítenek, amelyek kizárják, hogy gépek sérülése mellett az egyes dolgozók egészsége is károsodjék. Ezek az ipari tapasztalatok betartásuk révén az üzemeltető számára szinte kizárják az erőszakos és szakszerűtlen üzemet és az ebből származó váratlan meghibásodásokat. Végezetül ide kell sorolnunk az elemi csapásokat is, olyan gépeknél melyek szabadban dolgoznak. Ilyen lehet viharból, villámcsapásból, árvízből adódó gépsérülések, gépmeghibásodás. Ez esetben is rendkívül fontos a gépek mentése után, a meghibásodások igen részletes elemzése, és annak alapján a javítási terv kidolgozása.
- 11 -
3. A GÉPEK FŐDARABJAINAK ÉS ALKATRÉSZEINEK TISZTÍTÁSA A szakszerű gépjavítás technológiai folyamatának fontos részfeladata a tisztítás. Szükség van szétszerelés előtt külső tisztításra és szétszerelés utáni alkatrészmosásra. A tisztára mosott gépet, illetve fődarabot rövidebb idő alatt lehet szétszerelni, a gyors és pontos hiba megállapításnak is előfeltétele a tiszta alkatrész. A tisztaság kihat a szerszámgépek és a szerszámok kopására, a felújítási technológiák és az összeszerelés minőségére, ezen keresztül a felújított gép élettartamára. Gépalkatrészekre sokféle szennyező anyag tapadhat a környezetből, a munkaközegből és az üzemanyagokból. A szennyeződések fizikai, kémiai tulajdonságai eltérnek egymástól, ezért, eltávolításukhoz is többféle mosófolyadék és technológia szükséges. A gyakoribb külső szennyeződések a por, a sár, a zsíros vagy olajos sár, a korróziós termékek, a korom, a vízkő és a hámló, régi festékrétegek. Kutatási eredmények bizonyítják, hogy a csapágy meghibásodások 40-50%-a az összeszereléskor bekerült szennyeződés eredménye. Szükséges, hogy a fődarabot szétszerelés előtt alapos tisztításnak vessük alá, hogy szennyeződés ne kerülhessen szétszerelés után a működő alkatrészek felületére, valamint kedvezőbb szerelési feltételeket teremtsünk a szétszerelést végző dolgozók számára. A szétszerelt, fődarabok, alkatrészek minősítését, a kopások mérését csak tiszta alkatrészeknél tudjuk végrehajtani. A tisztítási technológiák célja a folyékony, a gáz és a szilárd szennyező anyagok eltávolítása a felületről, egy megkívánt tisztasági fokozat eléréséig. Így általában a tiszta felület fogalmán azt az állapotot kell érteni, amely adott technológia sikeres elvégzéséhez szükséges. Gépjavítás szempontjából három tisztasági fokozatot különböztetünk meg: -
durva tisztítást,
-
finom tisztítást és
-
aktivációs tisztítást.
A durva tisztítás megfelel szereléshez, forgácsoláshoz. Finom tisztítással eltávolítjuk a durva tisztításból visszamaradt szennyeződéseket, ilyen tisztítás szükséges hegesztéshez, forrasztáshoz, fémszóráshoz, termikus szóráshoz, festéshez, stb. Finom tisztítás után is visszamaradnak a felületaktív anyagok maradványai, monomolekuláris oxidhártyák és ezekkel bezárt más szennyeződések. Ezeket aktivációs tisztítással lehet eltávolítani. Ilyen felület szükséges galvanikus fémfeltöltéshez, kémiai nikkelezéshez. Durva tisztítás után a felületen 0,25-1,25mg/cm2 szennyeződés maradhat vissza. Finom tisztításkor ez az érték 0,1-0,15mg/cm2, aktivációs tisztítás esetén ennél kevesebb lehet a visszamaradt szennyeződés. A tisztítás után visszamaradt szennyeződések mennyisége többféle módon meghatározható. A tömeg szerinti módszer lényege, hogy lemérik a mechanikusan vagy leoldással összegyűjtött szennyeződéseket és ennek alapján minősítenek. A tisztasági fok olajos-zsíros szennyeződés esetén optikai módszerrel is mérhető. Az - 12 -
ilyen szennyező anyagok ultraibolya sugárzás hatására fluoreszkálnak, ez szemrevétellel vagy fotocellával értékelhető, illetve mérhető. Másik módszer a vízhártyavizsgálat. A zsírtalanított alkatrészt vízbe mártjuk, és ha a lefolyó víz egyenletesen, szigetképződés nélkül borítja a felületet, akkor a zsírtalanítás kielégítő. Ha az alkatrészen a mosófolyadékból visszamaradt nedvesítőanyagmaradványok találhatók, az eljárás megtévesztő eredményt ad. Ezen úgy segíthetünk, hogy a tárgyat ellenőrzése előtt 3-5%-os kénsavoldatba mártjuk, újra öblítjük és csak ezután ellenőrizzük. A szennyeződések különböző természetének megfelelően eltávolításuk módját három fő csoportba sorolhatjuk: -
mosás vízzel, amellyel a szennyeződések egy részét – port, sarat és egyéb vízben oldódó anyagokat – távolítjuk el,
-
zsírtalanítás, amellyel az alkatrészeket az ásványi, növényi és állati zsiradékoktól tisztítjuk meg,
-
oxidmentesítés, amellyel az alapfémből származó oxid, reve és laza fémkristálytöredékből álló szennyeződéseket távolítjuk el.
3.1. Mosás vízzel Szétszerelés előtt a gépet vízzel vagy gőzzel tisztítjuk. Ezzel a módszerrel a gépre kívülről tapadó szennyeződések távolíthatók el.
8. ábra A vízgőzsugár mechanikai tisztítóhatása A nagynyomású víz- vagy gőzsugár bizonyos fokú mechanikus tisztítást is végez, így nemcsak a vízben oldódó szennyeződéseket távolítja el, hanem az oldhatatlan anyagok egy részét is. A vízgőzsugár becsapódását és mechanikai tisztítóhatását a 8. ábra szemlélteti. Becsapódáskor a sugár ütést gyakorol a felületre (4), ennek hatására a szennyeződés (3) deformálódik. A merőleges feszültségek hatásterülete (Hm) a becsapódás szögétől (α) függ. A sugár innen nagy sebességgel szétfolyik (1), ami tangenciális feszültségeket ébreszt, ezzel szétroncsolja és elmossa a szennyeződéseket. A becsapódás szögétől, sebességétől és szétfolyási sebességétől (v1, v2) függ a - 13 -
tangenciális feszültségek hatásterülete (Ht), amit körben a folyadék torlódásából keletkezett gyűrű (2) határol. Ezt nagy sebességű áramlás zónájának nevezzük, ami a tisztítóhatás szempontjából jelentős. A mosófolyadék hőmérsékletének növelésével romlanak a szennyeződés szilárdsági jellemzői és ez hatásosabb tisztítást eredményez. A mosószer adagolásával a mosósugárban csökken a felületi feszültség, ennek eredményeként csökken a szennyeződés és a felület közötti adhézió, meggyorsulnak az emulgeálás, diszpergálás és szolubizálás fizikai-kémiai folyamati. A hidraulikus sugárnak a kifolyócsőnél mért nyomása alapján megkülönböztetünk kisnyomású max. 10bar, közepes nyomású 10-50bar és nagynyomású 50bar feletti mosóberendezéseket. A mechanikai tisztítóhatást a sugárnak a szennyezett felületre kifejtett hidrodinamikai nyomása (az ütés ereje) és a folyadékáram elmosó hatása határozza meg. Minél nagyobb a nyomás, annál inkább deformálódik a szennyeződés, annál eredményesebb a tisztítás. 3.1.1. Mosás közepes nyomású melegvízzel A közepes nyomású hidegvizes mosásnak tekintjük a 10-50bar nyomású rendszerrel végzett mosást. A mosás céljára telepített hidegvizes mosóberendezést használnak. A berendezés leglényegesebb egysége az említett nyomást létrehozó szivattyúegység, mely lehet dugattyús-szivattyú vagy többlépcsős centrifugál-szivattyú, amit a lüktetésmentes vízszállítás biztosítása céljából rendszerint hidrofor tartállyal építik egybe. A mosóhelyiség padozata betonból készül, mely középre lejtősen van kiképezve, s padlóösszefolyóba gyűjti a szennyvizet, valamint a leválasztott szennyezőanyagot. Tekintve, hogy a szennyező anyagok tartalmazhatnak olyan szennyeződéseket is, melyeket nem engedhetünk közvetlenül a csatornahálózatban, ezért az elfolyó szennyvíz szűréséről, tisztításáról, esetleg közömbösítéséről gondoskodnunk kell (9. ábra).
9. ábra Mosótelep olajleválasztó aknával - 14 -
Ezen berendezések hátránya az igen nagy vízfogyasztás, hisz a hatékony mosás feltétele az 50100l/perc teljesítményű szivattyúegység. Ahol nem áll rendelkezésünkre megfelelő vízmennyiség, kisebb teljesítményű szivattyúegységgel is kielégítő mosási teljesítményt tudunk elérni víz és sűrített levegő együttes használatával. Általában sűrített levegővel kombinált nagynyomású mosópisztolyt közvetlenül a vízvezeték-hálózatra is csatlakoztathatjuk, amennyiben legalább 1”-os hálózati vezeték áll rendelkezésünkre. Sűrített levegővel kombinált nagynyomású mosópisztolyt mutat a 10. ábra.
10. ábra Sűrített levegővel kombinált mosópisztoly 3.1.2. Mosás nagynyomású hidegvizes berendezéssel A berendezés telepítési feltételi azonosak a közepes nyomású hidegvizes mosással. A magasabb nyomású, de kisebb tömegű vízmennyiséggel adott esetben ugyanazt a tisztító hatást el lehet érni, mint egy kisebb nyomású, de nagyobb mennyiségű vízzel. Tehát a víznyomás fokozásával vízmennyiséget tudunk megtakarítani. A gyakorlatban alkalmazott nagynyomású hidegvizes mosóberendezések 40-60bar nyomással dolgoznak. Ilyen nyomást csak dugattyús vagy membránszivattyúval lehet elérni. A szállított víz mennyisége 20-80liter/perc. 3.1.3. Mosás nagynyomású forróvizes mosóberendezéssel Az olajjal vagy zsírral átitatott szervetlen szennyeződések a fődarabok felületén olajsár formájában megtapadnak. A hidegvizes mosás hátránya, hogy az így megtapadt szennyeződéseket nem tudjuk megfelelően eltávolítani. A tisztító hatást forró víz és zsíroldó vegyszer alkalmazásával fokozni tudjuk. A tisztítás hatásfoka függ a tisztítandó felület jellegétől, a szennyezés fajtájától, a vízsugár nyomásától, a folyadék mennyiségétől és hőmérsékletétől. A 11. ábra THERMO-RAPID mosóberendezés működési vázlatát mutatja. A berendezés hideg- és forróvizes mosásra egyaránt alkalmas vízfogyasztása maximálisan 1m3/óra. - 15 -
A berendezés a következők szerint működik: A hálózati vízcsatlakozáson (1) és szűrőn (2) keresztül az előtét víztartály (5) feltöltődik vízzel. Ennek szintszabályozását úszóval működtetett szelep (3) végzi. Vízkimaradás vagy elégtelen vízmennyiség esetén az érzékelő (4) a készüléket üzemen kívül helyezi, és ezáltal meggátolja készülék vízhiány miatti esetleges károsodását. Az úszós víztartályból (5) a víz visszacsapó szelepen (6) át áramlik a nyomásfokozó dugattyús szivattyúhoz (9) mely a kellő mosóhatás céljából a víz nyomását 35-50bar nyomásra emeli. A kívánt víznyomás beállítására a nyomásszabályozó szelep (8) szolgál. A beállított nyomás értéke a nyomásmérőn (11) olvasható le. A nagynyomású víz innen a felmelegítésre szolgáló csőkazánba (12) jut, ahol azt az olajégő a beállított hőmérsékletre melegíti. A kellő hőfokra felmelegített nagynyomású víz ezután a csatlakozáson (13), valamint a nagynyomású tömlőn (14), majd a szórólándzsán (18) át jut a mosandó felületre.
11. ábra THERMO-RAPID forróvizes mosóberendezés működési vázlata A megfelelő hatásos oldószereket, vagy a sampont tartalmazó edények (I. és II.) tartalmát a kívánt koncentrációnak megfelelően a mágnesszelepek (16 és 17) működtetésével lehet a kézi beállítású szelepen (15) át a vízáramba juttatni. Mivel a nyomásfokozó szivattyú kifogástalan működése szempontjából igen fontos az, hogy a vízrendszerben légbuborékok ne legyenek, ezért az üzembe helyezésnél gondosan légteleníteni kell a rendszert. Ez a mágnesszelep (7) nyitásával az úszós előtét víztartály (5) megkerülésével hálózati víznyomással történik. - 16 -
A berendezés a mosópisztoly markolatánál lévő kapcsolóval, távvezérléssel is működtethető. Használatánál nagy gondot kell fordítani a munkavédelmi előírások betartására, mivel a magasnyomású forró víz fokozott baleseti veszélyt jelent. 3.1.4. Gőzsugaras tisztítás A durva zsírtalanító eljárások közé soroljuk. A mobil gőzsugártisztító berendezés alkalmazásának előnye, hogy segítségével nagyméretű vázszerkezetek, rácsos gémszerkezetek, egyéb tagolt felületek a munkadarab mozgatása nélkül letisztíthatók, legfeljebb azokat tisztítás közben meg kell fordítani. Előnye továbbá, hogy könnyen üzembe helyezhető s az indítást követően néhány percen belül a kívánt és előre beállított paraméterű mosóközeget szolgáltatja. A tisztítóhatást a mosóközeg hőmérséklete, mennyisége, a kinetikus (mozgási) energia és a szennyeződésekkel szembeni oldóképesség határozza meg, így a felületek megtisztíthatók a portól, a sártól, a besűrűsödött zsírtól, olajtól, valamint ezek bomlástermékeitől a mérgező vegyszerektől. A túl magas hőmérsékletű közeg alkalmazásánál a fúvókából kilépve a gőz expandál, s hőtartalmának egy részét átadja a tisztítandó tárgynak. A közölt hőmennyiség túlzottan felmelegíti a darabot, felületéről a nedvesség elpárolog, s ez akadályozza a szennyeződés fellazulását. A magas hőmérsékletű gőznek ugyanakkor kisebb a kinetikai energiája, mivel az expanzió után is csak finomeloszlású kistömegű vízcseppek keletkeznek. A kinetikai (mozgási) energia nagyságát a felületre ütköző vízcseppek tömege és sebessége határozza meg. A fúvókák kialakításával a maximális áramlási sebesség elérésére törekszünk. A vízcseppek tömegének és mennyiségének növelése adott nyomáson viszont az áramlási sebesség csökkenését eredményezi. Minden gőzmosóberendezésnek megvan az optimális gőzparaméter adatai, melyekkel a leghatásosabb tisztítást lehet elérni. A gőzt és a forró vizet a tisztítóberendezés villamos árammal vagy folyékony tüzelőanyaggal (olaj) fűtött rekuperátorában állítják elő. A legelterjedtebbek a folyékony tüzelőanyaggal működő kis és közepes vízfogyasztású és nyomású berendezések. A gőzsugaras tisztítóhoz az alábbi biztonsági berendezések tartoznak: -
túlhevülés elleni biztosítás, mely vízhiány esetén az égést megszünteti,
-
túlnyomás elleni biztosítás a víz és a gőzrendszerben egyidejűleg fellépő túlnyomás esetén leállítja a szivattyú meghajtómotort és ezáltal leáll a berendezés,
-
gőzhőmérséklet lehatárolására szolgáló kontakt hőmérő, mely egy beállított érték alapján meghatározott hőmérsékletű tartományban a berendezést ki és bekapcsolja, az égést tápláló olajcső vezetékben beépített mágnesszelep segítségével,
-
a rendszer maximális gőznyomását gőzbiztonsági szeleppel lehet beállítani.
- 17 -
A 12. ábra gőzsugaras berendezés elvi vázlatát mutatja. A vizet úszóval működtetett szelep (1) hálózati vezetékről (2) adagolja a villamos motorral hajtott szivattyúba (3). A szivattyúból a víz hőkicserélő csőkígyójába (10) jut, ahol felmelegszik, és vízgőzkeverék formájában a sugárcsőbe (14) áramlik. A tüzelőanyagot külön szivattyú nyomja az égőtérbe (7). A tökéletes égéshez szükséges levegőt ventillátor (5) nyomja az égőtérbe (7). A tökéletes égéshez szükséges levegőt ventillátor (12) szállítja az égéstérbe. A begyújtást nagyfeszültségű transzformátor (6) és gyújtógyertya (8) végzi. A hőkicserélőben (9) a víz 130-160°C hőmérsékletre melegszik fel. A pisztolyból azonban csak 95-100°C-on körülbelül 10% gőztartalommal lép ki. A tartályból (4) csapon keresztül tömény mosószer adagolható a vízbe.
12. ábra Gőzsugaras tisztítóberendezés A folyadéksugár legnagyobb nyomása akkor érhető el, ha a tisztítandó felülettől 5-10cm távolságra tartjuk a fúvókát. A távolság növelésével a nyomás ugrásszerűen csökken. Olajos, megkeményedett kenőanyaggal szennyezett, aszfaltos, kátrányos lerakódásokkal szennyezett és korábban védőbevonatokkal ellátott alkatrészek tisztításához feltétlenül mosószert kell használni. Ezek használata mintegy felére csökkenti a tisztítás időtartamát, ugyanakkor a tisztítási költségek felére csökkennek. Festett felületek tisztításakor ügyelni kell arra, hogy ne sérüljön meg a lakkbevonat. Ez elérhető a megfelelő hőmérséklet és mosószer megválasztásával. Az eljárás, festés előtti lemosáshoz is használható. A korrodált vagy vízkő-lerakódásos felületek vízgőzsugaras berendezéssel nem tisztíthatók. Néhány gőzsugártisztító berendezés jellemzői: Típus Vízfogyasztás (liter/óra) Kiáramló közeg nyomása (bar) Kiáramló közeg hőmérséklete (°C)
ÉPGÉP GB 120
Kärcher HDS 790 Ci
WAP SUPER2000
KEW 3040 HA
200-1200
350-800
850-1900
855-795
3-10
30-150
25-150
155
90/160
140/80
80/150
80/150
- 18 -
Természetesen a szennyeződés mennyisége is meghatározó a mosóközeg paramétereit illetően. A tisztítóhatás növelése érdekében a gőzsugártisztító berendezéseknél a gőznyomás emelésére való törekvés tapasztalható a gyártóművek részéről. A nyomás növelésével a gőzmennyiség csökkenthető, mellyel tekintélyes energia megtakarítást lehet elérni. A gőzsugártisztításhoz folyékony és vízben oldható mosószereket lehet alkalmazni. Gyakorlatban használatosak a különböző autósamponok, folyékony szintetikus oldószerek, valamint szilárd por, vagy kristályos szerkezetű oldószerek tömény vizes oldata. Ez utóbbi oldatot azonban közvetlenül a mosópisztolyhoz kell bevezetni, mivel a kazán csőrendszerén keresztülvezetve a szilárd oldószer a vízből kicsapódhat és lerakódásokat okozhat.
13. ábra Hangtompítós gőzsugaras tisztító fúvóka A gőzsugaras tisztítás hátrányai közé kell sorolni a zajhatást, melyet a mosópisztoly fúvókájából kiáramló gőzsugár okoz. A zaj csökkentésére speciális kiképzésű fúvókát lehet alkalmazni. A hangtompítás indokolt lehet olyan környezetben, ahol egyidejűleg más tevékenységet is folytatnak a tisztításon kívül, vagy a közelben lakóépületek vannak. A hangtompítós mosópisztolynál azonban 10-15%-os teljesítményveszteséggel kell számolnunk. (13. ábra)
3.2. Zsírtalanító eljárások 3.2.1. Lúgos mosás, emulziós mosás A durva zsírtalanításhoz soroljuk, ezeket a mosószereket. Mosófolyadékként alkolikus anyagok 8090°C hőmérsékletre melegített különböző koncentrációjú vizes oldatai használhatók. Az alkotórészeket lúgos mosáskor bemártással tisztítjuk vagy elterjedtebb és hatékonyabb, amikor egy mosócellán vezetjük keresztül miközben a cella négy oldaláról 2-8bar nyomású folyadéksugárral
- 19 -
tisztára mossuk. A különböző természetű szennyeződéseket ezen eljárásnál az alábbiak szerint távolíthatjuk el: a) Az ásványi eredetű olajokat és zsírokat szétoszlatjuk (emulgeáljuk) a forró vizes közegben. b) Az esetleges növényi eredetű zsírokat elszappanosítjuk és a bennük levő szabad zsírsavakat közömbösítjük. c) A felületre tapadó vagy a zsiradék által bezárt (szilárd) szennyeződéseket pépesítjük, illetve finom szemcsékké szétoszlatjuk a vizes közegben. Az alkálikus mosófolyadéknak a következő vegyi és fizikai feltételeket kell kielégítenünk: -
a folyadék pH-ja és pufferolóképessége (kiegyenlítő) optimális határok között maradjon,
-
a mosófolyadék – mosás után – könnyen leöblíthető legyen,
-
a folyadék ne korrodálja a tisztítandó alkotórészeket,
-
megfelelő szappanosító képességű legyen,
-
jó nedvesítő tulajdonsága legyen, illetve kicsi legyen a mosófolyadék felületi feszültsége.
A tisztítandó hatást meghatározó tényezők közül a lúgosság a legfontosabb. A lúgosság az oldatok olyan képessége, amely révén semlegesítik a savas szennyeződéseket, elszappanosítják a zsírokat, csökkentik az oldatok érintkezési feszültségét és a víz keménységét. A lúgosság mérőszáma a pH-érték, amely egyenlő a hidrogénion-koncentráció reciprok értékének logaritmusával. A hidrogénion-koncentráció jellemzi az oldat aktivitását és mosóképességének is kritériuma. A pH-értéke a legtöbb vegyületben nő a koncentráció növelésével, egyes vegyületekben azonban a pH-érték kismértékben nő vagy csökken a koncentráció növelésével. A fémfelületek tisztításakor az oldatok meghatározott pH-értékek között kell tartani a korrózió elkerülésére. Az oldatok megengedhető pH-értéke alumínium és cink tisztításakor 9-10, ón tisztításakor legfeljebb 11, sárgaréz tisztításakor 12-12,5 míg acél tisztításakor legfeljebb 14. A fürdő pH-értékének megválasztását a felület szennyezettségének mértéke is befolyásolja. Azokat az alkotórészeket, amelyek aszfaltos-kátrányos lerakódásokkal szennyezettek, 11,8-13,6pH értékű oldattal kell tisztítani. Kevésbé tapadó olajos-zsíros szennyeződések eltávolításához 10-11,5pH értékű oldat is megfelelő. Fontos, hogy a pH érték a tisztítás folyamán optimális legyen. A lúgos mosás céljára alkalmazott oldószerek többféle zsíroldó vegyület keverékből állnak: lúgkő (NaOH) igen erős az alumíniumot támadja; trisó; szóda; szilikátok (vízüveg) és nedvesítőszerek. Az emulziós mosás durva zsírtalanításhoz jól alkalmazható. Külföldön már elterjedten használt az emulzió, amelynek több változata ismeretes. Leginkább a kétfázisos eljárás terjedt el. Lényege, hogy szerves oldószereket vízzel és emulgeálószerrel emulgeálunk, és ezt az emulziót meleg állapotban 20-60°C-on használjuk a mosásra. Az emulzió koncentrációja szükség szerint - 20 -
változtatható. Az alkatrészek tisztítása történhet bemártással és egyidejű mozgatással vagy fecskendezéssel. Az eljárás előnye, hogy a tisztítandó fém egyidejűleg érintkezik az oldószerrel, vízzel és a kettő emulziójával. Mivel az oldószer a vízzel csak részben képez emulziót, az oldószer oldja az alkatrészeken lévő zsíros szennyeződéseket, és nedvesíti a felületet. A forró víz oldja a vízben oldódó anyagokat és nedvesíti a különböző szilárdságú ásványi szennyeződéseket, s így elősegíti azok finom szétoszlatását a mosófolyadékban. Az emulzió pedig elősegíti az oldott olajok diszpergálását a vizes közegben, ezáltal megkönnyíti az olajos szennyeződések vizes lemoshatóságát. Az emulziós mosófolyadékok rendszerint egy alapoldószerből, egy segédoldószerből, nedvesítő-, illetve emulgeálószerből és vízből állnak. A víz a felületaktív anyagot oldja, a segédoldószer a fürdő stabilitását segíti elő. Az oldószer lehet petróleum, lakbenzin, vagy triklór-etilén. A tapasztalatok szerint ez az eljárás eredményesnek bizonyult olajos-poros, olajos-sáros, erősen szennyezett alkatrészek tisztításához. Nagy előnyük a szerves oldószerekkel és a lúgos fürdőkkel szemben, hogy lényegesen olcsóbbak és az egészségre kevésbé ártalmasak. Az emulziós mosófolyadékok a lúgos mosásnál alkalmazott berendezésekben használhatók. Hazai viszonylatban a RÁBAPON oldószereket alkalmazzák. Kétféle változata ismeretes, az emulziót nem képező RÁBAPON T és az emulziót képező RÁBAPON P. Szórófejes berendezésekben a „T” jelű használatos, míg merülőeljárásos berendezésekben a „P” jelű oldószer alkalmazható. A mosófolyadék hőmérsékletét 80-90°C között kell tartani. Az alkatrészek szennyezettségétől függően az oldat koncentrációja 1-3%. A mosás időtartama függ a szennyeződés minőségétől, a tárgyra tapadt szennyeződés vastagságától. A túlságosan szennyezett tárgyakat célszerű kétfokozatú mosással tisztítani, ahol előmosással a szennyeződések durva részét távolítjuk el, a második mosásnál viszont már kielégítő felületi tisztaságot kapunk. A RÁBAPON T-vel való mosás után az öblítés felesleges, sőt korrózióvédelem szempontjából káros, mivel az oldószer átmeneti korrózióvédő anyagot tartalmaz. Kimerült mosószeroldatot kizárólag ülepítő-aknába szabad vezetni, ahol részben a szilárd szennyeződés leülepedik, részben pedig a folyadék felszínén lévő olajréteget el tudjuk távolítani mielőtt a kimerült folyadékot a közmű-csatornába vezetnünk. A folyadék lúgossági értékét kénsavval 8pH értékre be kell állítani, szükség esetén vízzel hígítva vezethető be a csatornába. Lúgos mosás és az emulziós mosás céljára alkalmazhatunk 1, 2 és 3 zónás mosógépet. Működés szempontjából ezek a mosógépek lehetnek folyamatos vagy szakaszos üzemeltetésűek. Szakaszos üzemeltetésű mosógépek rendszerint mosókocsival vannak ellátva, melyekben a mosásra kerülő alkotórészeket szakaszosan rakják be, illetve a lemosott alkotórészeket szedik ki. A folyamatos - 21 -
üzemű mosógépek termelékenysége magasabb, mivel a gép egyik oldalán a tisztításra váró alkotórészeket a láncrostélyra folyamatosan rakják fel, a másik oldalon pedig a megtisztított alkotórészeket szedik le. A szakaszos üzemű mosógépek általában egyzónásak, míg a folyamatos üzeműek lehetnek egy vagy több zónásak is. Az első zónában az alkotórészek lúgos mosása megtörténik, s az olyan oldószerek alkalmazása esetén, melyek nem hagynak káros vegyszernyomatokat a fémfelületeken, további kezelés nem szükséges. Amennyiben követelmény, hogy tiszta oldószermentes felületű alkatrészek kerüljenek ki a mosógépből háromzónás mosás indokolt. Ez esetben a második zónában megtörténik a munkadarabok öblítése, míg a harmadik zónában megszárítjuk az alkatrészeket.
14. ábra Háromzónás folyamatos üzemű mosógép 3.2.2. Szerves oldószeres mosás (finom zsírtalanítás) A durva zsírtalanítással eltávolítjuk a szennyeződések 90%-át a többit pedig finom zsírtalanítás során. Mint azt a későbbiekben látni fogjuk néhány technológia igényli a teljesen tiszta és zsírmentes felületet ezeknél a felvitt réteg tapadását a felület tisztasága eleve meghatározza. A különböző finom zsírtalanítási eljárások egymással nem egyenértékű tisztítási fokot biztosítanak alkalmazásuknál a műszaki szempontokat és a gazdaságosságot egyaránt mérlegelni kell. Oldószerként használunk gázolajat, petróleumot, benzint, lakbenzint és klórozott szénhidrogéneket. A szerves oldószerekkel szemben a következő követelményeket támasztjuk: -
jó oldóképességű legyen, ne legyenek tűz és robbanásveszélyesek és mérgezők,
-
ne károsítsák a tisztítandó felületet,
-
használat során fizikai és kémiai szempontból stabilak legyenek. - 22 -
Az oldószerek legfontosabb tulajdonságai az oldóképesség, a párolgási és lobbanási hőmérséklet, valamint a megengedett gázkoncentráció a mosóhelyiségben. A szerves oldószerek – klórozott szénhidrogének kivételével – nem korrodálják a fémeket. Víz jelenlétében a klórozott szénhidrogének disszociálnak, és sósav keletkezik, ezért az ilyen fürdőket óvni kell a vizes szennyeződéstől. A szerves oldószerek a polimer anyagokat felduzzasztják, ezeket más módszerrel kell zsírtalanítani. A gumi alkatrészek (pl. hidraulikus fékhengerek tömítései) szintén megduzzadnak szerves oldószerekben. Az oldószerek belélegzése káros az emberi szervezetre, legmérgezőbb a triklór-etilén, xilol és a benzol. Jelenlegi előírás szerint a mosóhelyiségek MAK (maximális munkahelyi levegő szennyezettség) értéke 100ppm (parts per million = 1 milliomod térfogatrész). Korszerű berendezések esetén valamint gondos üzemelés mellett ez az érték 30-40ppm MAK érték körül van. A szerves oldószeres mosás legegyszerűbb módszere, amikor benzint, petróleumot vagy gázolajat nyitott edénybe öntünk, és az alkatrészeket ecseteléssel, bemártással tisztítjuk, majd szárazra töröljük. Ennek a módszernek a hátránya, hogy ezeknek csekély a zsíroldó képességük, nagy az anyagpazarlás valamint tűz és robbanásveszélyes. Ezek a hátrányok elmaradnak a klórozott szénhidrogének használatakor. Ilyen oldószer a triklór-etilén, perklór-etilén. Mindkettő víztiszta, színtelen folyadék, olajokat, zsírokat, gyantákat, bitument és más vízben nem oldódó anyagokat gyorsan és korlátlan mennyiségben képesek oldani. A folyékony tri- és perklór-etilén a fémeket nem támadja meg, nem éghetők és az oldóhatás fokozása érdekében viszonylag alacsony energiaszükséglettel felmelegíthetők, majd elgőzölögtethetők. Magas hőállóságuk következtében mindkét vegyületet veszteség nélkül lehet az oldott szennyező anyagokról ledesztillálni és tiszta formában visszanyerni. Mivel a tri- és perklór-etilén sűrűsége nehezebb a víznél, így a vizes fázisban alul helyezkednek el és a vízben csak nyomokban oldódnak. Minden klórozott szénhidrogén fény, levegő és hő hatására bomlásra hajlamos. Ennek csökkentésére az oldószerekhez meghatározott stabilizátorokat alkalmaznak, így a kritikus hőmérséklet alatt (triklór-etilén 120°C, perklór-etilén 150°C) a bomlás elkerülhető. Régebbi irodalom triklór-etilén esetében könnyűfémmel való érintkezés esetén bomlási jelenségekről számol be. Ezért alumínium, magnézium, és ezek ötvözeteinek zsírtalanítására kizárólag perklór-etilént használtak.
Az
újabban
kifejlesztett
stabilizátorok
ezt
a
bomlást
a
triklór-etilénnél
megakadályozzák, ezért a perklór-etilén elsősorban gazdasági okok miatt az oldószeres zsírtalanításkor elvesztette jelentőségét. Korszerű berendezésekre jellemző, hogy a tisztítás során az oldószer háromféle módon használódik el: -
kihordási veszteséggel,
-
párolgási veszteséggel,
-
desztillációs vagy üledékveszteséggel. - 23 -
A kihordási veszteségek a tisztítandó alkatrészek megfelelő elhelyezésével, felfüggesztésével, illetve tisztítás közbeni mozgatással nagymértékben csökkenteni lehet. Ilyen veszteséget elsősorban a zárt üregekkel rendelkező alkatrészek tisztítása jelent, amennyiben a készülékből történő kiemelés előtt az üregek nem kerülnek gondosan kiürítésre. Az alkotórészt lassan kell kiemelni, hogy az oldószer visszacsepeghessen. Párolgási veszteség a konstrukciótól és a beadagolástól függően kisebb vagy nagyobb mennyiségben, de mindenképpen keletkezik. Az alkatrészek bemerítésekor például térfogatuknak megfelelő oldószergőz és levegőkeverék szorul ki a berendezésből, amit az elszívó-rendszer távolit el. Az oldószer - levegőkeverék sűrűsége nagyobb, mint a tiszta levegő, a kiszorított levegőtérfogat főként a berendezés felső peremén folyik kifelé. Ezen veszteség a korszerű berendezéseknél minimális, mivel az elszívóberendezés csak akkor szívja el a keveréket, ha az elérte a berendezés felső peremét. A desztillációs vagy üledékveszteség a folyadék regenerálása közben keletkezik. Az alkatrészekről leoldott szennyeződések bizonyos idő után annyira feldúsítják a mosófolyadékot, hogy az már további intenzív tisztításra nem lenne alkalmas, s ekkor a folyadékot desztillálással regenerálják. A desztillációs berendezés egybe van építve a mosóberendezéssel és rendszerint a tisztítással párhuzamosan és folyamatosan történik. A triklór-etilén 120°C-ra vagy e fölé melegítve elbomlik és sósav keletkezik, mely korróziót okoz További veszteséget jelenthet a desztillálóberendezés kiürítése is. Az előző veszteség kiküszöbölése érdekében fűtést alkalmaznak, mellyel biztosítani lehet, hogy a folyadékhőmérséklet soha nem érheti el a 120°C fokot. A második eseti veszteséget szintén a berendezések korszerűsítésével küszöbölték ki, illetve csökkentették minimumra. A fűtőrendszert ugyanis a folyadéktárolón kívül helyezik el, ezáltal teljesen sima belső kivitelű edény készíthető. Ilyen berendezésben a tisztítás könnyű és az oldószer maradék nélküli desztillációja lehetséges azáltal, hogy a hőátadás a kívül elhelyezett fűtőrendszertől túlnyomórészt a tartály alsó részén történik, a desztillációs maradék csupán olajat, zsírt, vizet és különféle szennyeződéseket tartalmaz. A tartályt rozsdamentes acélból készítik, s ez lehetővé teszi az elszennyeződött oldószer un. azeotrop desztillációját. Ilyenkor a desztillációs folyamat megkezdése előtt az oldószer-olaj keverékhez vizet adunk. A víz és az oldószer azeotrop keveréket alkot, amelynek forráspontja az egyes komponensek forráspontja alatt van. Ezáltal elérhető, hogy a forráspont az egész desztillációs folyamat alatt távol van az oldószer bomlási hőfokától. A triklór-etilénes tisztítóberendezések rendkívül pontosan szabályozott fűtő- és hűtőrendszerrel vannak ellátva. Ennek segítségével a folyadékhőmérséklet, a gőzszint magassága nagypontossággal beállítható. Tisztítás céljára vagy a felmelegített folyadékot, vagy szórt folyadékot és a folyadék gőzét használják fel. A berendezéseket eszerint két csoportba soroljuk: - 24 -
-
gőzfázisú zsírtalanító berendezések,
-
folyadékfázisú zsírtalanító berendezések.
Gőzfázisú zsírtalanító berendezést ábrázol a 15. ábra. Lényege, hogy a tisztítandó alkatrészeket a berendezés gőzterébe helyezzük el, ahol a forró oldószer-gőzök a hideg fémfelületen kompenzálódnak, miáltal az oldható szennyeződések és a laza mechanikai részecskék eltávolíthatók.
15. ábra Gőzfázisú zsírtalanító berendezés elvi vázlata A gőzfázisú zsírtalanítás különleges előnye, hogy a tisztítandó alkotórészek mindig tiszta oldószer kondenzátummal kerülnek érintkezésbe. A vékonyfalu alkotórészek a gőztérben gyorsan felmelegszenek, ezért a felületükön az oldószergőzök kondenzációja rövid idő után megszűnik. Ilyenkor a zsírtalanítást szórórendszerrel kombinálják. A szűrőzsírtalanítást egy alacsonyabb hőmérsékletű (30-40°C) oldószerrel végzik 510bar nyomású folyadéksugárral. A tisztítás következtében az alkotórészek lehűlnek, s ezután újabb gőzzsírtalanítás válik lehetővé. Erősen szennyezett alkotórészek esetében e módszer mindenképpen eredményre vezet. Az eljárás alapvető műszaki feltétele, hogy a tisztítandó alkotórészek az utolsó szórófolyamat után annyi ideig a gőztérben maradjanak, amíg az oldószergőzök hőmérsékletét elérik. Ez esetben a felületen lévő oldószer elpárolgása gyorsan bekövetkezik és a kihordási veszteség minimumra csökken. Folyadékfázisú zsírtalanítás szükséges az olyan üreges alkotórészeknél, melyeknél a gőzfázisú zsírtalanítás nem vezetne eredményre. Az üregekben ugyanis a gőzkondenzátum összegyülemlik, s ez meggátolja a további zsírtalanítást. A kisméretű alkotórészeket kosárban célszerű a berendezésbe behelyezni, s az alkatrészhalmaz közepén lévő alkatrészek nem tudnak érintkezni közvetlenül a - 25 -
kondenzátummal, így itt is a forró folyadékba történő bemerítés vezet eredményhez. A folyadékfázisú eljárásnál a tisztítást két forrásban lévő oldószer zónában végezzük, melyet beépített desztillálóval kötöttek össze. Itt tehát ellenáramú elven dolgozó tisztítóeljárás valósul meg, ahol az el szennyeződött oldószert üzem alatt folyamatosan a desztillálóba vezetjük és a tiszta oldószer az első zónába folyik vissza. A desztilláló biztosítja, hogy az alkatrészeket tartalmazó kosár a második kamrában mindig tiszta oldószerrel kerül érintkezésbe. A tisztítás tehát az első zónában történő alkatrész elhelyezéssel kezdjük, majd néhány perc után áthelyezzük a második zónába, s végül pedig a folyadékfázis felett a gőzzónában szárítjuk. Nagyteljesítményű berendezéseket folyamatos üzemre építenek, ahol konvejor sor szállítja keresztül a tisztítandó alkatrészeket a különböző tisztítási fázisokon. A 16. ábra folyadékfázissal működő, a 17. ábra pedig folyamatos üzemű zsírtalanító berendezést mutat.
16. ábra Kétzónás folyadékfázisú zsírtalanító berendezés elvi vázlata
17. ábra Átmenőpályás folyamatos üzemű zsírtalanító berendezés elvi vázlata - 26 -
A triklór-etilénes zsírtalanító berendezések fontos tartozéka az alkalizátor. Amennyiben bármilyen oknál fogva a berendezésbe savnyomok kerülnének (pl. pácolt vagy galvanizált alkatrészek esetén) az alkalizátor megakadályozza a pH érték lecsökkenését. Az alkalizátor egyben vízleválasztóként is szolgál. A hűtőlemezeken kondenzálódott oldószer mielőtt a berendezésbe visszatérne különleges tartályba kerül, mely lúgosító oldattal töltött. Itt a semlegesítés folyamán a savakból semleges sók képződnek. 3.2.3. Ultrahangos zsírtalanítás Az ultrahangos zsírtalanítás előnyei a következőkben foglall1atók össze: -
gyors, finom zsírtalanítást tesz lehetővé,
-
üreges vagy bonyolult alakú alkatrészek is jól tisztíthatók az eljárással,
-
mindenféle mosószer (lúgos, emulzió vagy szerves oldószer) felhasználható erre a célra,
-
a fürdő mérsékelt hőmérsékleten is jól tisztít, így energiatakarékos módszer.
A tisztítóhatást az említett fürdők ismert tulajdonságain kívül az ultrahang rezgése által keltett kavitáció jelentősen fokozza. A kavitációs buborék behatol a fémfelület és a szennyeződés közé, és pulzálásával felfeszegeti a szennyező anyagokat. A 18. ábra az ultrahangos mosóberendezés elvi vázlatát szemlélteti. Az ultrahang-átalakító (1) a fölötte lassan elhaladó tisztítandó alkatrészekre fejti ki hatását, miközben a felületekről leszakított szennyező részecskéket a folyadékba szuszpendálja. Az alkatrészek a kosárban (2) helyezkednek el, amely vonal menti és billegő mozgást végezve megy át a téren. A szivattyú (3) a folyadék állandó áramoltatását és szűrését látja el. A hőmérséklet megfelelő beállításáról fűtéssel (4) és hűtéssel (5) gondoskodnak. A tisztítás minőségére az ultrahang technikai feltételek mellett nagy befolyást gyakorol az előtisztítás (durva zsírtalanítás).
18. ábra Ultrahangos mosóberendezés - 27 -
Az ultrahang hatékonysága a helyes frekvencia és teljesítmény megválasztásától függ. Az eddigi tapasztalatok azt, mutatták, hogy kisebb frekvencia mellett a tisztítóhatás javul, minthogy a kavitáció létrejöttéhez kisebb frekvenciák előnyösebbek, mint a nagy frekvenciák. A kavitációnak azonban hátránya is mutatkozik a tisztítási folyamatban. Ha például a tisztítandó anyag és a sugárzó között kavitációs tér alakul ki, az ultrahangok abszorpciója miatt a buborékokban való energiaveszteségek nagyon megnövekednek, ennek következtében a tisztítására kisebb teljesítmény jut. Finom felületeken a kavitáció káros lehet, bemaródásokat idézhet elő. Nagy frekvenciák előnye, hogy a nyalábosítás (irányíthatóság) hatásosabb és nagy gyorsulások állíthatók elő, viszont a kisebb frekvencia az alkatrészek falain áthalad és így a belső tisztítás lehetősége inkább remélhető. A gyakorlatban két frekvenciatartományt alkalmaznak: az egyik a 20-30kHz, a másik 400-1000kHZ között. Előfordulhat, hogy a kétféle frekvenciát egymás után vagy felváltva kell használni. Az eljárás főleg apróbb alkatrészek finom zsírtalanítására alkalmazható előnyösen. Az ultrahangos tisztítás (de részben az elektrolitikus zsírtalanítás is) felfogható úgy, hogy nem egy önálló eljárás, hanem csak a lúgos, az emulziós és a szerves oldószeres fürdők tisztítóhatását fokozza. Ilyen felfogásban említésre méltó új tisztítóhatás-fokozó módszer a rezgetős, amelyet szerves oldószeres és emulziós fürdők hatékonyságának fokozására alkalmaznak. A rezgés hatására az alkatrészek felületén turbulens áramlás indul, ez jelentősen fokozza a tisztítóhatást, energiaigénye nem nagy, működése zajtalan. Mód van az alkatrészek kiemelés előtti öblítő fecskendezésére is, ami tovább fokozza a tisztítás minőségét. 3.2.4. Elektrolitikus zsírtalanítás Az elektrolitikus zsírtalanítást finomzsírtalanításra használjuk, galvanikus fémfeltöltős (krómozás, vasazás) előtt. Zsírtalanításkor a tisztítandó alkatrészt kapcsolhatjuk akár anódként, akár katódként, miközben másik elektródnak nikkelezett vaslemezt kapcsolunk. A mosófolyadék lényegében azonos az alkálikus zsírtalanításkor felhasznált és megismert vegyi anyagokkal. A zsírtalanítás folyamata jelentősen meggyorsul, mivel a megismert tisztító hatásokhoz az elektrolítikus bontási folyamat is hozzájárul, melynek következőben a katódon hidrogén, az anódon oxigén keletkezik. A megfelelő elektródok felületén fejlődő gázok mechanikus hatása fellazítja és letaszítja a szennyező anyagokat a munkadarabról. A gázfejlődés fokozására nátriumcianidot adagolnak a fürdőhöz, ezzel szemben nedvesítő anyagokat is, mely az anód felületén habot képez. Ez azért szükséges, mert a keletkező hidrogén és oxigén egyesülve
- 28 -
durranógázt alkot, amelyet ha a hab megköt, kisebb lesz a robbanás. A gázok elszívásáról gondoskodnunk kell. A keletkező gázok mennyisége arányos az alkalmazott áramsűrűséggel (A/dm2), de egy bizonyos határon túl a zsírtalanító hatás a túl erős gázfejlődés következtében csökken. Általában 5-10 A/dm2 áramsűrűség a legkedvezőbb, amely a szokványos fürdőösszetételt figyelembe véve 10-20cm anódkatód távolságnál és a 6-10V kapocsfeszültségnél áll elő. A zsírtalanítás ideje 1-3 perc, a fürdő hőmérséklete 15-18°C. Az elektródákon keletkező gázoknak a mechanikai szennylazító hatásán kívül vegyi hatása is van. A fejlődő hidrogén a katódon redukál, az oxigén az anódon oxidál. A katódos-zsírtalanítás előnye, hogy erőteljesebb, mivel a hidrogén (H2) kétszer olyan mennyiségben válik le, mint az oxigén. További előnye, hogy a felületen lévő kisebb fémoxid-maradványokat fémmé redukálja. Hátránya, hogy az acél elnyeli a hidrogént, ezáltal rideggé válik, ezenkívül az elektrolitban lévő fémionok, főleg ólom, ón és horgany, laza rétegben rátapadnak a munkadarabra. Az anódos zsírtalanítás előnye, hogy a tárgyon lévő idegen fémszennyeződéseket leoldja és a szerves szennyeződéseket oxidálással elroncsolja, az acélban elnyelt hidrogéngázokat pedig kiűzi. Hátránya, hogy öntöttvasra nem alkalmazható, azonkívül a finoman megmunkált és csiszolt felületeket foltossá teszi, már egy perces kezelés is. Horgany és sárgaréz esetében sem alkalmazható, mivel ezek könnyen oldódó fémek. Figyelembe véve a kétféle kapcsolás előnyeit és hátrányait, legcélszerűbb úgy zsírtalanítani, hogy először a munkadarabot 2-2,5 percre katódként, majd pedig 10-20 másodpercre anódként kapcsoljuk. Ezután kiemeljük a darabot és leöblítjük. A furatokból, mélyen fekvő sarkokból rosszul vagy egyáltalán nem távolítja el az eljárás a szennyeződéseket. Ebben az esetben szerves oldószeres mosással kombináljuk. A zsírtalanító fürdők használat közben feldúsulnak szennyező anyagokkal. Szűréssel a fürdő telítődése időben eltolható. A telített fürdőt ki kell cserélni. Az elektrolitikus zsírtalanításra alkalmas fürdő összetétele: -
szóda 30g/l
-
lúgkő 10g/l
-
trisó 15g/l
-
vízkő 10g/l
-
nátriumcianid 10g/l
3.2.5. A zsírtalanítás ellenőrzése A megtisztított alkatrészek felületi tisztaságának ellenőrzését jelenleg csak relatív módon, gyakorlati tapasztalatokra támaszkodva tudjuk végrehajtani. Durva zsírtalanítás esetén a tisztítás ellenőrzésének nem tulajdonítunk nagy jelentősége, mivel az ily módon tisztított alkatrészek - 29 -
felújítási technológiájára az esetleges zsírtalanítási hibák nem gyakorolnak nagyobb befolyást. Például egy forgácsolási művelettel felújítható alkatrész esetében megelégszünk azzal, hogy a zsírtalanított alkatrész – ha tapintjuk – ne szennyezze be kezünket. A finomzsírtalanítás ellenőrzésére jól ismert módszer a vízhártya vizsgálat. A zsírtalanított alkatrészt vízbe mártjuk és ha a lefolyó víz egyenletesen, szigetképződés nélkül borítja a felületet, akkor a zsírtalanítás kielégítő. Ha az alkatrészen a mosófolyadékból visszamaradt nedvesítőanyag maradványok találhatók, az eljárás megtévesztő eredményt ad. Ezen úgy segíthetünk, hogy a tárgyat ellenőrzése előtt 3-5%-os kénsavoldatba mártjuk, újra öblítjük és csak azután ellenőrizzük. 3.2.6. Festékbevonatok eltávolítás A festékbevonatok eltávolításának két módszere van: -
vegyi úton,
-
mechanikus úton.
A vegyi úton való eltávolításhoz használhatók az alkálikus fürdők, a szerves oldószerek gőzei, a szerves fürdők, lemosók és lemosó paszták. Az alkálikus fürdők összetétel a nátriumhidroxid (NaOH) nátriumfoszfát, felületaktív anyag és víz, hőmérséklete 80-95°C és a festék eltávolítás ideje bemerítéssel 20-30 perc folyadéksugaras szórással 5-10 perc. A nitrocellulóz és olajbevonatokat triklór-etilén gőzébe helyezve távolítjuk el. Lemosókat és pasztákat akkor alkalmazunk ha csak néhány alkatrészt kell tisztítani. Ezeket ecsettel visszük fel a felületre s a megpuhult festéket spatulyával távolítjuk el a felületről, majd lemosóval átmossuk a festékbevonat teljes eltávolításáig. A kromofág ami a kereskedelemben kapható jól használható. A mechanikus úton való eltávolítási módok: sörétezés homokfúvás, kefélés, kaparás. A villamos vagy pneumatikus működésű kézi kaparó alkalmas a régi festéken kívül a rozsda és a vízkő eltávolítására is. Ehhez 20, 60, 100mm szélességű égőket használunk. A cserélhető égőfejekben egy vagy két 0,5-0,6mm átmérőjű fúvóka van. A fej dőlésszöge a tisztított felülethez 30-45°. A felület óvatosan kell melegíteni, különösen a vékony lemezeket, a vetemedés elkerülése végett. A fellazított és felpuhított, de nem elszenesített festéket spatulyával vagy más kaparóval és keféléssel távolítjuk el a felületről, majd oldószerrel tisztára töröljük. 3.2.7. Fémoxid eltávolítási eljárások Az alkatrészfelújítási technológiák sikeres alkalmazásának alapja fémtiszta felületek (oxidmentes) létrehozása. Az előzőekben tárgyalt eljárások oxidréteg eltávolítására nem megfelelőek. - 30 -
A felújításkor alkalmazott egyes technológiai eljárások (galvanizálás, festés, stb.) szükségessé teszik, hogy az alkatrész megmunkálandó felülete oxidmentes legyen. Fontos továbbá, új munkadarabok gyártásakor is a megmunkálandó nyers darab revétlenítése, mivel a lehulló fémoxidpor erősen koptatja szerszámgépek szánvezetékeit. A munkadarab felületéről az oxidréteg eltávolítható mechanikai és kémiai eljárásokkal.
19. ábra Reveréteg Mielőtt az oxideltávolítási eljárásokat részleteznénk, nézzük meg a reve keletkezésének körülményeit. A reve nem tekinthető egységes anyagnak, általában 2-3 rétegből áll. Ezek a rétegek háromféle vas-oxidból, illetőleg azok elegykristályából tevődnek össze. Közvetlenül a fémfelületen a legnagyobb mennyiségű FeO-réteg helyezkedik el. A következő réteg a Fe3O4, a legkülső pedig az Fe2O3. A kis hőmérsékleten keletkező reve kétrétegű, a nagy hőmérsékleten létrejövő pedig háromrétegű. (19. ábra) 3.2.7.1. Oxideltávolítás mechanikai módszerei Az eljárások két nagy csoportba sorolhatók: -
elektromos és pneumatikus működésű kézi szerszámokkal végzett oxidmentesítés,
-
szemcseszórással végzett oxidmentesítés.
Kisebb alkatrészeket természetesen valamilyen helyhez kötött csiszoló berendezés segítségével is oxidmentesíthetjük (kétkorongos köszörűbak, körkefével). A nagyméretű és kézi erővel nem mozgatható vázszerkezetek, gémszerkezetek, géptestek revétlenítésére, -
kézi palást és homlokcsiszoló gépeket,
-
kézi szalagcsiszoló-gépeket,
-
vibrációs csiszológépeket és
-
vibrótűs revétlenítő kéziszerszámot használhatunk.
A fenti kéziszerszámok általában közismertek, használatuk elterjedt. A kéziszerszámokkal történő oxideltávolítási módszerek nem termelékeny eljárások. Általában síkfelületek tisztítására - 31 -
alkalmasak. Alkalmazásuknál a keletkező por elszívása nehézkes így csak ott célszerű alkalmazni, ahol korszerűbb és termelékenyebb eljárás nem alkalmazható. A legtermelékenyebb mechanikai oxideltávolítási eljárás a szemcseszórás. A javítóiparban nemcsak oxid eltávolítására, hanem felületdurvításra is használjuk, pl. fémragasztás, műanyag bevonás, stb. előtt. A szemcseszórással a munkadarab felületére nagysebességű sűrített levegővel érdes szemcséjű kvarc-, homok-, gránit-, korundszemcséket, acél reszeléket vagy alumínium-oxidot repítünk. A szemcsék átmérője 0,5-1,5mm közötti. Az eljárás koptató hatású, ezáltal mindenféle szennyező anyagot eltávolít a felületről és lehetőséget nyújt érdes szűzfémfelület előállítására. A tisztítóhatást a következő tényezők befolyásolják: -
a szemcse keménysége és alakja,
-
szemcse nagysága,
-
a szemcse becsapódási sebessége,
-
szemcse becsapódási szöge.
A kemény éles sarkú és nagy sebességű szemcsék koptatóhatása intenzívebb. Az optimális becsapódási szög 30-45°. A szemcseszóráshoz használatos szóróanyagok Vas és acél szóróanyagok Fémes szóróanyagok Nemvas szóróanyag Természetes ásványi szóróanyagok Nemfémes szóróanyagok
Szintetikus ásványi szóróanyagok
Kemény öntvénysörét és zúzalék Acélöntvénysörét és zúzalék Temperöntvénysörét és zúzalék Drótvagdalék Keményfémsörét Nehézfémsörét és zúzalék Természetes korund Kvarchomok Elektrokorund Üveggyöngy Nagyolvasztó salak Acélműsalak Rézkohósalak Szilíciumkarbid
A szemcseszóró berendezéseknek három fő típusát különböztetjük meg: -
száraz szemcseszóró berendezések,
-
nedves szemcseszórók,
-
lapátkerekes szemcseszórók.
- 32 -
A koptatóanyag a sűrített levegő nyomó vagy szívó hatására juthat a felgyorsító légáramba, illetve a szórócsőbe. Eszerint megkülönböztetünk túlnyomásos és injektoros szemcsefúvó berendezéseket. A 20. ábra ilyen berendezések elvi vázlatát szemlélteti. A túlnyomásos berendezés (a) zárt szekrényébe (1) kell elhelyezni a tisztítandó munkadarabot, amelyre kézzel irányítható szórópisztoly (2) röpíti rá a koptatóanyagot. A felhasznált szemcsék a munka befejezésekor szelepen (3) keresztül visszajuttathatók a tartályba (4). Szóráskor nyitni kell a pillangószelepet (5) és a sűrített levegő csapját (6). A levegő a tartályba is beáramlik, s ott túlnyomást létesít, így a koptatóanyag saját tömegénél fogva beeshet a szórócsőbe.
20. ábra A túlnyomásos (a) és az injektoros (b) szemcsefúvó berendezés Az injektoros berendezés (b) működése a következő. A munkadarabot behelyezzük a szekrénybe (1) a koptatóanyagot a tartályba (3) kinyitjuk a sűrített levegő csapját (5). Ekkor a nagy sebességű légáram a szórópisztolyban (2) nyomáscsökkenést hoz létre, és a pillangószelepen (4) keresztül felszívja a koptatóanyagot és rászórja a munkadarabra. A szekrényt a tartálytól rács választja el, így a szemcsék folyamatosan visszahullnak a tartályba. A nagyobb munkadarabokat, amelyek nem fémek el a szekrényes fúvatóban, külön erre a célra épített fúvatókamrában tisztítjuk. Ilyen célra alkalmas túlnyomásos berendezést szemléltet a 21. ábra. Ebbe a kiszórt koptatóanyagot a kézi szelep kinyitása után a fedőszitán keresztül lehet visszalapátolni. A tartályt a mellékvezetéken keresztül lehet nyomás alá helyezni. A segédvezetéken bevezetett sűrített levegő megakadályozza a szemcsék boltozódását. A koptatóanyagot nagynyomású gumitömlőn keresztül vezetjük a fúvókához. - 33 -
21. ábra Szemcseszóró kamra túlnyomásos berendezéshez (a) kézi szemcseszóró pisztoly (b) Mobil zártrendszerű szemcseszóró berendezések közé tartozik a Vacu Blast típusú felülettisztító gép. Ennél a felülettisztító berendezésnél fúvókán keresztül sűrített levegő segítségével száraz szemcseanyagot repítünk a tisztítandó felületre. Ez a folyamat egy zárt harangszerű fúvófej alatt történik, ahonnan a szemcseanyagot szintén a sűrített levegő segítségével visszaszállítjuk az adagolótartályba. Az eljárás nagy előnye, hogy a környezet légterét nem szennyezi és alakos felületek is tisztíthatók megfelelő fúvófej kialakításával. Ilyen berendezés elvét mutatja a 22. ábra.
22. ábra Zártrendszerű mobil szóróberendezés vázlata Nedves szemcseszóráshoz kvarchomok alkalmazható nyomórendszerű szóróberendezéssel. Az 57bar nyomású sűrített levegővel jó eredményt lehet elérni a különböző tagolt gép alkatrészek tisztításánál. Hátránya, hogy a szórást követően az alkatrész könnyen ismételten korróziót szenved,
- 34 -
ezért öblítés után szárításáról azonnal gondoskodni kell. Nedves kvarchomok szóróberendezést mutat a 23. ábra.
23. ábra Nedves kvarchomok berendezés A berendezés nyomórendszerű és szakaszos üzemű, a víz homok elegyet a nagynyomású levegő préstömlőn keresztül juttatja el a szórópisztolyhoz. A lapátkerekes szemcseszórás elvét láthatjuk a 24. ábrán. Ezt a módszert zártrendszerű a mellékfolyamatokat is kiszolgáló (szemcsegyújtós, tárolótérbe történő visszaszállítás, porelszívás, folyamatos munkadarab mozgatás) szóróberendezésben lehet alkalmazni. Gazdaságosan csak ott használható, ahol vázszerkezetek, rácsos szerkezetek sorozatban kerülnek oxidmentesítésre.
24. ábra Szórókerekes szemcseszórás elvi vázlata A kvarc (szilícium-oxid) tartalmú por a szilikózis néven ismert fulladásos bántalmakkal járó betegséget okozhatja. A fúvókamrában végzett szórás esetén a dolgozót feltétlenül védőruhával és zárt védősisakkal kell felszerelni, így a por belégzése elkerülhető. A helyiségbe elszívó berendezést kell beépítetni a szükséges légcsere biztosítására. - 35 -
3.2.7.2 Oxideltávolítás kémiai módszerei A kémiai (vegyi) tisztítást bonyolult alakú alkatrészekhez használjuk. Előnye a nagy termelékenység és a gazdaságosság; hátránya, hogy nagy beruházást igényel és igen szigorúak a balesetelhárítási és egészségvédelmi előírások. A tisztítókádakban egyidejűleg több munkadarab készíthető elő. Kevésbé munkaigényes és sok esetben a mechanikai tisztítást teljesen helyettesíti. A pácolás célja a fémfelületen található korróziós termékek eltávolítása. A legtöbb fémhez töménysavas pácok használatosak, amelyek megtámadják a fémeket (hidrogéndiffúzió). A fémek jelentős mértékű oldódása oldásgátló anyagokkal (inhibitorokkal) akadályozható meg. A javítóparkban kénsavas sósavas és foszforsavas pácoló jöhet szóba oxidmentesítésre. A kénsavas pácolás saválló kádban a munkadarab bemerítésével hajtható végre, vastag reverétegek eltávolítására is alkalmas. Pácolás folyamán a sav majdnem egyszerre támadja a fémet és az oxidot. A reveréteg a felületen nem képez jól záró réteget, így a sav először az alsó, könnyen oldódó FeOréteget oldja. A felső rétegek lassabban oldódnak, de mielőtt ezek oldódnának, a reve a munkadarabról leválik. A lehullott reve képezi a páciszapot, amely a pácolás befejezése után tovább bomlik és savat fogyaszt. Pácoláshoz 5-25%-os kénsavat használunk. A legrövidebb pácolási idő 25%-os koncentráció mellett érhető el. A hőmérséklet növelésével (60-80°C) a munkadarab mozgatásával a pácolási idő lerövidíthető. Pácolás közben hidrogén is keletkezik, amely a vasba diffundálva annak ridegséget okozza. A hidrogéndiffúzió következménye a pácolási hólyagosodás, amely szilárdságcsökkenést eredményez. Pácjavító adaléknak organikus anyagokat (pl. enyvet, savanyú sörélesztőt, melaszt stb.) használunk. Hatásukra csökken a felhasznált sav és a feleslegesen oldódott acél mennyisége. Ezek a pácolási időt ugyan megnövelik, de a fejlődő hidrogén mennyiségét lényegesen csökkentik. A pácjavítókat 0,1-0,2%-ban szokás adagolni. A sósavas pácolást vízkő és vékonyabb oxidrétegek eltávolítására alkalmazzuk. Így tisztíthatók a motortömbök vízköpenyei, hűtőradiátorok, vízszivattyúk háza stb. A sósavat 32-36%-os koncentrációval hozzák forgalomba. Sósavas pácoláskor 50°C fölé nem tanácsos növelni a hőmérsékletet a párolgási veszteség miatt. A szükséges pácolási idő a sósav koncentrációjának növekedésével csökken. A sósavas pácfürdők a karbonátos és a vegyes vízkövek eltávolítására alkalmasak. A pácolás elvégezhető bemerítéssel vagy áramoltatással. A javítóiparban legszélesebb körben alkalmazható vegyi oxideltávolítási eljárás, a foszforsavas pácolás. A fürdő alapanyaga 15-20%-os foszforsav néhány százalék alkohollal és felületaktív anyaggal adalékolva. Alkalmazása különösen festés előtti felület-előkészítéskor előnyös. A kezelés módszere lehet bemártás vagy ecsetelés. A vas-oxid a foszforsav hatására vas-foszfáttá alakul, - 36 -
amely száradás után szürkésfehér só formájában könnyen eltávolítható a felületről. Kellő mennyiségű fürdő esetén a vas és a foszforsav is reakcióba lép és a felületen vékony vas-foszfát réteg keletkezik, amely rövid ideig önmagában is, de festékbevonattal együtt kiváló védőréteg. A vas és acél pácolására rendszerint kénsavas és sósavas pácokat használunk. A kénsav a fémet is oldja, sósav használata esetén azonban inhibitor nem kell. A fürdő hőmérsékletének növelése (4070°C) a savak tisztító hatását jelentősen fokozza. A sósavas fürdők hőmérséklete azonban a keletkező sósavgáz miatt legfeljebb 30-40°C lehet. A fürdő meleg változata (30-40°C) 1-30 perc pácolási idő alatt tisztít, míg a hideg változat (15-30°C) 0,5-1 perc alatt. Pácolás után azonnal le kell öblíteni az alkatrészt. A foszforsavas pácok előnye, hogy enyhébb a hatásuk, biztonságosabban kezelhetők és a fémfelületen keletkező foszfátréteg védőbevonatot képez. A fürdő hőmérséklete 6070°C. Savas pácolás után a felületek könnyen rozsdásodnak. Gyenge rozsdaréteg 80°C hőmérsékletű 1-2%-os foszforsavas fürdőben 10-15 perc alatt eltávolítható. Öblíteni nem kell utána. 10-15%os foszforsavas pácfürdő után két forróvizes öblítés szükséges. Kénsavas vagy sósavas pácolás, öblítés után 1-2%-os foszforsavas fürdőben kezelt felületen foszfátréteg keletkezik, ezért foszfátozás után nem kell öblíteni. Az alumínium és ötvözeteinek pácolása. Az alumínium felületén állandó oxidhártya van, amelyet a kénsav kevésbé, a sósav jobban old és a tömény salétromsav passzival. Kénsav-salétromsav keverékben jól oldódik. A lúgok kagylós és félgömbölyű bemaródásokat, mélyedéseket hoznak létre. A kezelési idő 15-20 másodperc hidegen. A fürdő 40-50°C hőmérsékleten selyemfényű felületet eredményez. Vastagabb rétegeket többszöri kezeléssel lehet eltávolítani, mechanikai oxideltávolítás közbeiktatásával. Kezelés után lúgos közömbösítés szükséges. Az előzőekben leirt oxideltávolítási eljárások gördülőcsapágyak és finoman megmunkált alkatrészek tisztításához nem alkalmazhatók. A korróziófoltokat az ilyen alkatrészekről króm-oxiddal távolítjuk el. A króm-oxid port tiszta ásványolajba keverjük úgy, hogy sűrű masszát nyerjünk. Ebbe a masszába egy tiszta nemez- vagy szövetdarabot mártunk, és azzal a korrózió által megtámadott felületet addig dörzsöljünk, amíg a rozsdát tökéletesen el nem távolítjuk, majd a csapágyat újból gondosan átmossuk.
- 37 -
4. A MINŐSÉG-ELLENŐRZÉS ÉS A HIBAMEGÁLLAPÍTÁS MÓDSZEREI 4.1. Minőségbiztosítási rendszerek A hibamegállapítás a javítóipar sajátos minőség-ellenőrző tevékenysége, a hibaelemzés előfeltétele és a javítástechnológiai tervezés alapja. A minőségbiztosítás fogalma és rendszerszemléletű értelmezése a gépiparban alakult ki. Minden ésszerű termelési tevékenység szerves része az előállított termék használatba vétel előtti ellenőrzése. A termeléssel együtt ez a tevékenység is fejlődött. A minőség-ellenőrzés csaknem egyetlen feladatának tartották a termelés különböző fázisaiban a hibás termékek kiszűrését. A kisebb üzemekben még ma is hagyományosan a 25. ábrán látható elvi vázlat szerint működnek a minőségellenőrző szervezetek. Ezek az ellenőrzési utasítások szerint elvégzik a szükséges méréseket, vizsgálatokat. A vizsgálati eredmények és az előirt értékek közötti különbségképzés után minősítenek. A selejtes darabokat kivonják a termékhalmazból és ezzel a tevékenységük befejeződött.
25. ábra Hagyományos ellenőrzés elvi vázlata A minőség-ellenőrzés során igen sok adat gyűlik össze a termelés különböző fázisaiban keletkezett selejtekről. A kezdetben csupán statisztikai tevékenység később tudatos selejtelemző munkává fejlődött és feladata lett a selejtvizsgálat és az abból levonható következtetések alapján a selejtkezelés okainak felderítése is. E fejlettebb ellenőrzési rendszer elvi vázlatát a 26. ábra szemlélteti.
- 38 -
26. ábra Selejtanalitikával működő ellenőrzési rendszer A selejt vizsgálata sok esetben arra a következtetésre vezetett, hogy az eredendő okok nem a gyártás fázisaiban keresendők, hanem már a konstrukció, a gyártástervezés vagy a gyártás-előkészítés műveletei „építik” be a rendszerbe azokat. Ez a felismerés eredményezte a fejlődés következő szakaszát, amikor a hibaelemzést kiterjesztették a gyártmányfejlesztés, a gyártásfejlesztés és -értékesítés (garanciaszolgálat) munkafázisaira is. Ezzel a gyártás teljes rendszerére kiterjedő elemző, értékelő és visszajelző információs rendszer alakult ki. A minőséget most már nemcsak utólag ellenőrizték, hanem előre tervezték és gyártás közben állandóan szabályozták. A minőség tervezésének, ellenőrzésének és szabályozásának teljes rendszerét nevezzük minőségbiztosítási rendszernek.
4.2. A hibamegállapítás Az adott alkatrész műszaki hibája összefügg a tervezéssel, a gyártással, az üzemeltetéssel, a karbantartással és a javítással. Mindegyik területen fontos a hibákat kellő időben felismerni és nemcsak a hibákat, hanem a hibaokokat is megszüntetni. A gép gyártásakor követelmény az előirt minőségi paraméterek betartása, a keletkezett selejt kiszűrése. Mivel a gép megbízhatóságát károsan befolyásoló típushibák tervezési és gyártási okokra vezethetők vissza, már itt felvetődik a hibafelismerés fontossága, s ezzel kapcsolatban a műszaki hibák számának csökkentése. Üzemeltetés közben tudnunk kell, hogy a gépnek milyen típushibája van, milyen az adott konstrukció terhelhetősége, melyek a gyenge pontjai, milyen a karbantartási igénye. A hibafelismerés ezen a területen igen jelentős, mivel karbantartás alkalmával beavatkozhatunk a hibaképződési folyamatába, és megelőzhetjük az üzemzavarokat. A gépek megbízhatósága ennek - 39 -
következtében növekszik, így elérhető, hogy a gépi munkákat kisebb kapacitással is optimális időben tudjuk elvégezni. Tervszerűen meghatározható a fődarab- vagy az alkatrészcsere időpont ja, illetve a javítás szükségessége. Lehetővé válik továbbá az üzemzavarok számának csökkentése vagy gyors elhárítása. Javításkor is nagy jelentőségű a hibafelismerés, a visszaépíthető, felújítható és selejt alkatrészek elbírálásakor. Szükséges továbbá a felújítási technológiák kidolgozásához, a pótalkatrészek gyártásához, az anyag- és alkatrésznormák meghatározásához. A hibamegállapítás sokrétű, összetett feladat, amely nemcsak az ellenőrzési tevékenységből, hanem az ellenőrzések által szolgáltatott információk feldolgozásából és azok elemzéséből is áll. Fontos feladata a különböző szintű ellenőrzések előírása, a minőségi paramétereknek, az ellenőrzés műszaki előírásainak meghatározása, valamint az információképzés, – áramlás és – feldolgozás megtervezése és megszervezése. Minden ellenőrzési feladathoz el kell készíteni a műszaki ellenőrzési utasítást. Ennek az általános azonosító adatokon kívül tartalmaznia kell: -
az ellenőrzés tárgyának ismertetését,
-
az ellenőrzendő paramétereket és ezek megengedett hibakorlátait,
-
az ellenőrzés módszerét,
-
az ellenőrzés eszközei és azok hibakorlátait,
-
az előirt és tényleges (mért) adatok különbségképzésének módját (képletét),
-
a minősítés módját,
-
a kitöltendő bizonylatokat.
A géphibákat különböző körülmények között kell vizsgálni. A gépek üzemeltetésekor előadódó hibákat a gép működése közben kell felismerni. Karbantartáskor is, a gépet összeszerelt állapotában vagy csak kismértékű szerelési munka beiktatásával ellenőrzik. Nagyjavításkor a teljesen szétszerelt gép alkatrészeinek részletes vizsgálata a feladata. Ezért a következőkben az ellenőrzési feladatok különböző módjait tekintjük át. 4.2.1. Ellenőrzés, üzemeltetés közben Üzemeltetés közben a géphiba felismerésének alapvető feltétele, hogy a gép kezelője jól ismerje gépének működését, legyen tapasztalata a helyes működéssel járó zörejekről, üzemi hőmérsékletről, fordulatszámról és egyéb üzemi tulajdonságokról. Legegyszerűbb a hibát felismerni, ha az szabad szemmel látható. Nehezebb a hibát felismerni, ha belső szerkezetei részek rendellenes működéséből adódik. Gyakorlott szakember érzékszervei segítségével műszer alkalmazása nélkül is sok hibát észrevehet. Hallható hibajel lehet a gép rendellenes zöreje, az ütés- és kopásszerű hangok mind arra utalnak, hogy valamelyik alkatrész meglazult, elkopott vagy esetleg egy siklócsapágy bélésféme kiolvadt. A - 40 -
jellegzetes zörejek szabályos ismétlődésének üteméből lehet következtetni valamely forgó, lengő mozgást végző alkatrészcsoport hibájára. Gépét jól ismerő, gyakorlott szakember füllel sok esetben hamarabb észreveszi az éppen csak kezdődő rendellenes működést, mint azt a műszerek jeleznék. Bennünket pedig éppen a hiba kezdeti állapota érdekel, hogy elejét tudjuk venni a nagyobb géphibának. Észlelhető hibajel tapintással is. Nem hallható kisebb rezgések és elmozdulások vagy hőmérséklet-eltérések tapintás útján felderíthetők. A gép túlhevülése olajszagról, gumisszagról is felismerhető, így szaglás útján is tudomást szerezhetünk géphibáról. Villamos zárlatoknak legtöbbször kísérő jelensége a szigetelőanyagok jellegzetes égett szaga. Az üzem közbeni hibafelismerést elősegítik a gépbe épített műszerek is. Ezek azáltal, hogy jelzik a gép főbb működési paramétereit vagy a gép által végzett munka minőségjellemzőit, a hibamegállapítást is szolgálják. Az üzem közbeni hibamegállapítás eszközei közé sorolhatjuk a diagnosztikai műszereket is. 4.2.2. Hibafelvétel A hibafelvétel a gépjavítás minőségét, gazdaságosságát lényeges befolyásoló tevékenység. Feladat a szétszerelt gépegységek, gépalkatrészek megvizsgálása és minősítése. A hibafelvétel utáni döntés alternatívái: -
javítás nélkül visszaépíthető,
-
előirt javítástechnológia szerint felújítható,
-
selejtezendő.
Előnyös, ha a hibafelvételhez a javítandó gépekről, géptípusokról információkkal rendelkezünk. Ezek a következők: -
az üzemeltetési ciklus alatt előforduló hibák jegyzéke,
-
a karbantartáskor megállapított elhasználódások mértéke,
-
a megelőző javítások alkalmával cserélt alkatrészek, tartozékok jegyzéke,
-
géptípusra jellemző gyenge pontok felsorolása.
Ezeknek az adatoknak a birtokában a hibafelvétel jobban tervezhető és egyszerűsíthető. A hibafelvételt előzetesen kidolgozott műszaki előírások alapján kell elvégezni. Ennek egyik formája a hibafelvételi utasítás. Az utasításnak tartalmaznia kell: -
az alkatrészen, a részegységen előforduló összes ellenőrizendő paramétert, felületminőséget, keménységet, stb.,
-
a vizsgálandó paraméterekre vonatkozó egyértelmű lehetőleg számszerűsített hibahatárokat a minősítés mindhárom esetére (javítás nélkül visszaépíthető, felújítandó, selejtezendő), - 41 -
-
a vizsgálandó paraméterek méréstechnikáját, műszereit és eszközeit,
-
felújítás esetében a felújítástechnológia megnevezését vagy jelét.
Az 1. táblázat egy hibafelvételi utasítást szemléltet. A hibafelvétel megállapításait hibafelvételi lapon kell rögzíteni. Ez a dokumentáció a további munka szervezés alapbizonylata. Minta hibafelvételi utasítás kitöltéséhez
1. táblázat
A nagyjavítás alkalmával a hibafelvétel kiterjed a gép összes alkatrészére, ezért célszerű azt az alkatrész-katalógus alapján végezni. A hibamegállapítás történhet: -
szemrevételezéssel, méréssel,
-
összetett vizsgálattal.
4.2.2.1. Hibamegállapítás szemrevételezéssel A nagyobb hibák megállapításának módja a szemrevételezés. Nagyobb kopások, menetsérülések, repedések, törések, felületkipattogzódások, korróziós károk műszerek nélkül is észlelhetők. Gyakorlott szakember az alkatrészek működő, súrlódó felületeinek szemrevétele alapján eldönti, hogy szükséges-e további műszeres méréseket alkalmazni.
- 42 -
4.2.2.2. Hibamegállapítás mérésessel A szűk játékkal (1-10µm) illesztett pontosan megmunkált alkatrészfelületek esetén a kopás és a deformáció mértékét mérőműszerekkel lehet megállapítani. Néhány speciális esetet kivéve, a hibafelvételkor a gépgyártás méréstechnikáját kell alkalmazni. Hibafelvételkor kopott, sérült, esetleg az üzemi igénybevételek hatására kisebb-nagyobb mértékben deformálódott felületeket kell mérni, ezért a hibafelvételkor az alakhűség és a helyzetpontossági vizsgálatok igen fontosak. A mikrogeometriai méréseknél a kopott felületek érdessége sok esetben lényegen kisebb, mint a gyártáskor volt. Ennek ellenére a helyi bemaródások, a korróziós károsodások és a felületi kifáradás miatt lehet, hogy az alkatrész csak felújítás után használható. A kör keresztmetszetű alkatrészek, tengelyek, furatok, perselyek esetén hengeres tárgyak alakhibáiról beszélhetünk. A hengeres testek alakhibáit két síkban kell vizsgálni a tengelyre merőlegesen és a henger hossz-szelvénye mentén. a) A tengelyre merőleges metszetben előforduló köralak-hibák a következők: -
Ovalitás az egymásra merőleges vagy közel merőleges két irányban mérhető legnagyobb és legkisebb átmérő különbsége (27/a. ábra). Kopásból adódó gyakori hiba.
-
Szögletesség (27/b. ábra) a köralak olyan hibája, amelynél az eltérés kettőnél több szélső értéke egymáshoz képest megközelítően szabályos elrendezést mutat.
-
Álkörösség (27/c. ábra) más néven pszeudokör a szögletesség különleges esete, amelynél a szelvény kerületén az egyazon egyenesen fekvő pontok körtől való eltérése egyenlő, de ellentétes értelmű úgy, hogy a mért átmérők mindenütt azonos nagyságúak.
-
Bütykösség (27/d. ábra) a kör alaktói dudorként vagy horpadásként mutatkozó eltérés.
27. ábra Köralak-hibák és mérésük b) A henger hossz-szelvénye mentén a hengeresség hibája vizsgálható. Ezek a következők: -
Kúposság (28/a. ábra) olyan hengerességi hiba, amikor az alkotók egyenesek, de hosszmetszetben nem párhuzamosak.
- 43 -
-
Görbeség (28/b. ábra) esetén az egymás után következő keresztmetszetek egyenlő átmérőjűek de nem párhuzamosak a metszősíkok. A keresztmetszetek elméleti középpontjait összekötő tengelyvonal egy egyenestől eltér.
-
Hordósságon (28/c. ábra) azt értjük, amikor az alkotók úgy térnek el az egyenestől, hogy az átmérők a hengeres test végeitől középfelé haladva növekednek.
-
Nyergesség (28/d. ábra) esetében az alkotók úgy térnek el az egyenestől, hogy az átmérők a hengeres test végeitől középfelé haladva csökkennek.
28. ábra A hengeresség hibái és mérése c) Ezeken kívül előfordulhatnak még a további hibák: -
Egyenesség hibája a ráfekvő egyenes és a valóságos vonal között mért legnagyobb távolság (29. ábra)
-
Síklapúság hibája a ráfekvő sík és a valóságos felület között mért legnagyobb eltérés (30. ábra)
29. ábra Az egyenesség hibája 30. ábra A síklapúság hibája
- 44 -
d) A helyzetpontossági hibák a valós felület helyzetének illetve tengelyének, szimmetriasíkjának eltéréseit mutatják a végleges helyzettől. A helyzetvizsgálat folyamán a gyakorlatban mindig szerepet játszik az alkatrész alakhűsége is, ezért célszerű előbb az alakhibákat felderíteni, és a helyzetpontossági vizsgálatoknál figyelembe venni. A leggyakrabban előforduló helyzetpontossági hibák a következők: -
Sugárirányú ütés: a forgásfelület valóságos pontjai és a bázistengely között mért legnagyobb és legkisebb távolság különbsége, valamely a tengelyre merőleges adott keresztben mérve (31. ábra).
-
Homlokütés: a vizsgált alkatrész forgástengelyére merőleges tényleges pontjai közötti tengelyirányban mért legnagyobb és legkisebb távolság különbsége, valamely átmérőn körbeforgatással mérve (32. ábra).
-
Egytengelyűség hibája: valamely vizsgált felület tengelyének eltérése a bázisul kijelölt másik tengelytől a vizsgált felület teljes hossza mentén vagy megadott szakaszon illetve ponton mérve (33. ábra).
31. ábra A sugárirányú ütés mérése
32. ábra A homlokütés mérése
33. ábra Egytengelyűség hibája - 45 -
-
Szimmetriahiba: az ellenőrzendő alakzatok szimmetriasíkjának szimmetriatengelyeinek legnagyobb eltérése (34. ábra).
-
Párhuzamossági hiba: két sík vagy egyenes legnagyobb és legkisebb távolságának különbsége adott hosszon mérve (35. ábra).
-
Merőlegesség hibája: egyenesek, tengelyek, síkok által bezárt valóságos szögnek a derékszögtől mért eltérése, amelyet hosszmértékben határozunk meg, adott hosszra vonatkoztatva (36. ábra).
-
Metsző tengelyek kitérési hibája: a két (elméleti) tengely közötti legkisebb távolság (37. ábra).
34. ábra Szimmetria hibája
35. ábra Párhuzamosság hibája
36. ábra Merőlegesség hibája
37. ábra A metsző tengelyek kitérési hibája - 46 -
4.2.2.3. Hibamegállapítás összetett vizsgálatokkal Tagoltabb, bonyolultabb felületű alkatrészek ellenőrzéséhez, továbbá speciális paraméterek méréséhez összetett mérőrendszert, mérőkészüléket vagy -berendezést kell alkalmazni. E
fejezetben
csak
a
különböző
anyagfolytonossági
hiányok
feltárására
szolgáló
repedésvizsgálatokat foglaljuk össze. Az anyagfelületéig terjedő vagy a felületen levő repedések, felszínre nyíló üregek kimutatására használatosak a jelzőfolyadékos repedésvizsgálatok. Legegyszerűbb módja a mésztejes eljárás. A vizsgálandó alkatrészt tiszta 6-10E viszkozitású olajban 100-120°C hőmérsékleten 10-15 percig melegítjük. Az alkatrészt olajból kivéve, lehűtve gondosan letöröljük, majd alkoholban vagy benzinben iszapolt krétaporral vagy mésztejjel egyenletesen bevonjuk. Az alkatrészek megszáradása után a repedésekbe beszivárgott olaj a fehér krétapor- vagy mészbevonaton jól láthatóvá teszi a repedéseket. Egy másik módszer a fluoreszkáló jelzőfolyadék használata. A festékanyagot jó szivárgó képességű olajban (például gázolajban) kell feloldani, majd ebbe a megtisztított alkatrészt bemártjuk. A folyadékból kiemelt és alaposan letörölt alkatrészt ezután besugározzuk. A repedésekben a beszivárgott festék fluoreszkál és így kimutatja a repedések helyét. A felületi repedések felderítéséhez újabban kifejlesztettek jó diffúzióképességű festékeket is. Ezeket aerosolos csomagolásban hozzák forgalomba. A készlet három aerosolos tartályból áll. Az egyik élénk színű jelzőfestéket tartalmaz. Ezzel a jól megtisztított és gyorsan párolgó szerve oldószerrel zsírtalanított alkatrész felületét egyenletes vékony rétegben kell befújni, amely pár perc alatt jól diffundál a repedésekbe. A másik tartály lemosófolyadékot tartalmaz, vele eltávolítható a felületről a festék. A harmadik tartályban előhívó festék van, ezzel a letisztított felület egyenletesen befújva, rövid száradás után fehér bevonatot nyer. A repedésekben levő jelzőfesték a fehér alapon jól láthatóvá válik és kimutatja a repedést Az elszíneződés mértékéből a repedés mélységére is lehet következtetni (pl. DIFFU-THERM). A vizsgálat alapelvét a 38. ábra szemlélteti.
38. ábra A repedést jelző festékek működése Ferromágneses anyagokban a felületi vagy felszínhez közel eső repedések kimutatására a mágneses repedésvizsgálat alkalmas. Mivel a mágneses erővonalak irányára csak merőlegesen húzódó repedések mutathatók ki, ezért újabban a hossz- és keresztirányú repedések egyidejű kimutatására - 47 -
kombinált gerjesztést alkalmaznak, amelyet úgy érnek el, hogy egyenárammal táplált mágnesező fejet váltakozó áramú gerjesztéssel kapcsolnak össze. Alakos munkadarabok például a hajtórúd, a forgattyútengely vizsgálatához különleges készülék szükséges. A repedésvizsgálatokhoz sorolható a röntgen és izotópos vizsgálat. Ezeket összefoglaló néven radiológiai vizsgálatoknak nevezzük. Radiológiai vizsgálatokkal általában olyan hibák mutathatók ki, amelyeknek a mérete a sugárzás irányában legalább az átsugárzott vastagság 1-2%-át meghaladja, és az anyaghiányt olyan gáz vagy nem fémes zárvány tölti ki, amelynek anyaga lényegesen eltérő módon nyeli el a sugárzást, mint az alapfém. Ezért az eljárás repedésszerű hibák kimutatására csak igen korlátozott mértékben alkalmas. Az anyag belsejében levő repedések kimutatására legjobban használható az ultrahangos repedésvizsgálat. Mint ismeretes a nagyfrekvenciás hanghullámok fémben igen jól terjednek. A levegő viszont nagy ellenállást fejt ki az ultrahang terjedésére. Ezért az ultrahanghullámok a homogén, szilárd közegben mint irányított és nyalábolt sugarak nagyobb elnyelődés nélkül haladnak. A szilárd közeg és levegő vagy egyéb gáz, vákuum határfelületéről csaknem teljesen visszaverődnek. Ez a tulajdonság még nagy anyagvastagság esetén is jól alkalmazható a repedések kimutatásra.
- 48 -
Irodalomjegyzék
1.
Szerkesztette: Dr. Vadász Emil:
TMK Zsebkönyv Műszaki Könyvkiadó. Budapest, 1985.
2.
3.
Dr. Ember Mihály – Dr. Jánossy György – Dr. Szíjjártó Oszkár:
Mezőgazdasági gépek javítása
Dr. Nagy József:
Építőgépjavítás és karbantartás I.
Mezőgazdasági Kiadó. Budapest, 1983.
Tankönyvkiadó. Budapest, 1987. 4.
Bódis Lajos – Őze István:
Építőgépalkatrészek és fődarabok javítása Kézirat Budapesti Műszaki Egyetem. Bp., 1977.
5.
Szerkesztette: Dr. Tóth István:
Mezőgazdasági gépek üzemfenntartása I.-II.-III. Mezőtúr, 1985.
6.
Tóth Endre:
Felületi rétegek technológiája Műegyetemi Kiadó Budapest, 1993.
- 49 -
