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3.2 拆卸零件的清洗
设备拆卸是修理的前期准备,拆卸下来的零件有些已明显损坏,能判断不能再使用了,就直接报废。许多零件在拆卸下来,不能判断可用还是维修后再继续用,就需要清洗。清洗方法和清理质量,对鉴定零件的准确性、零件维修质量、设备的修复质量、维修成本和使用寿命等均产生重要影响。
3.2.1 拆卸前的清洗
设备拆卸前的外部清洗,除去设备外部积存的尘土、油污、泥沙等,便于拆卸,避免将尘土、油泥等脏物带入厂房内部,外部清洗一般用软管将自来水接到清洗部位,用水流冲洗油污,并用刮刀、刷子配合进行;高压水冲刷用1~10MPa压力的高压水流。对于密度较大的厚层污物,加入适量的化学清洗剂并提高喷射压力和水的温度。
常见的外部清洗设备,一种是单枪射流清洗机,靠高压连续射流或汽水射流的冲刷作用,或射流与清洗剂的化学作用相配合来清除污物;另外是多喷嘴射流清洗机,有门框移动式和隧道固定式两种。喷嘴安装位置和数量,根据设备的不同用途而异。
3.2.2 拆卸后的清洗
1.油污种类及清洗液
凡是和各种油料接触的零件在解体后都要清除油污。油污分可皂化的油和不可皂化的油,前者指能与强碱起作用生成肥皂的油,如动物油、植物油,即高分子有机酸盐;后者指不能与强碱起作用,如各种矿物油、润滑油、凡士林和石蜡等,不溶于水,但可溶于有机溶剂;去除这些油类,主要用化学和电化学方法。
1)有机溶剂。如煤油、轻柴油、汽油、丙酮、酒精、三氯乙烯等,有机溶剂除油是以溶解污物为基础,对金属无损伤,可溶解各类油脂,不需加热、使用简便、清洗效果好;但有机溶剂多数易燃,成本高,主要适用于规模小的单位和分散的维修工作。
2)碱性溶液。利用碱性溶液和零件表面上的可皂化油起化学反应,生成易溶于水的肥皂和不易浮在零件表面上的甘油,然后用热水冲洗,很容易除油;不可皂化油和可皂化油不容易去掉时,应在清洗溶液中加入乳化剂,使油垢乳化后与零件表面分开;常用乳化剂有肥皂、水玻璃(硅酸钠)、骨胶、树胶等,清洗不同材料的零件应采用不同的清洗溶液;碱性溶液对于金属有不同程度的腐蚀作用,尤其是对铝的腐蚀较强;表3-1和表3-2所示分别是清洗钢铁零件和铝合金零件的配方,供参考。
表3-1 清洗钢铁零件的配方
表3-2 清洗铝合金零件的配方
3)化学清洗液。一种化学合成水基金属清洗剂,以表面活性剂为主,表面活性物质降低界面张力而产生湿润、渗透、乳化、分散等多种作用,去污能力很强,无毒、无腐蚀、不燃烧、不爆炸、无公害、有一定防锈能力、成本较低,已逐步替代其他清洗液。
2.清洗方法
1)擦洗。将零件放入装有柴油、煤油或其他清洗液的容器中,用棉纱擦洗或毛刷刷洗,操作简便,设备简单,效率低,用于单件小批生产的中小型零件,一般情况下不宜用汽油,因其有溶脂性,会损害人的身体且不安全。
2)煮洗。将配制好的溶液和被清洗的零件一起放入用钢板焊制的适当尺寸的清洗池中,在池的下部设有加温用的炉灶,将零件加温到80~90℃煮洗。
3)喷洗。将具有一定压力和温度的清洗液喷射到零件表面,清除油污,此方法效果较好,效率较高,但设备复杂;适于零件形状不太复杂、表面有严重油垢的清洗。
4)振动清洗。将被清洗的零部件放在振动清洗机的清洗篮或清洗架上,浸没在清洗液中,清洗机产生振动来模拟漂刷动作,并与清洗液的化学作用相配合,去除油污。
5)超声清洗。靠清洗液的化学作用与引入清洗液中的超声波振荡作用相配合,达到去污目的。
3.2.3 清除水垢
机械设备的冷却系统经长期使用硬水或含杂质较多的水后,由于水中钙、镁离子与碳酸根、硫酸根结合产生沉淀,在冷却器及管道内壁上沉积水垢。使水管截面缩小,导热系数降低,严重影响冷却效果,影响冷却系统的正常工作,必须定期清除。
1.酸盐清除水垢
用3%~5%的磷酸三钠溶液注入并保持10~12h,使水垢生成易溶于水的盐类,而后被水冲掉。洗后应再用清水冲洗干净,以去除残留碱盐,防止腐蚀。
2.碱溶液清除水垢
对铸铁件可用苛性钠750g、煤油150g、水10L的比例配成溶液,过滤后加入冷却系统中停留10~12h,再起动发动机全速工作15~20min,直到溶液开始沸腾,放出溶液,最后用清水清洗。对铝制件可用硅酸钠15g、液态肥皂2g、水1L的比例配成溶液,注入冷却系统中,起动发动机到正常工作温度;再运转1h后放出清洗液,用水清洗干净。对钢制零件,溶液浓度约10%~15%的苛性钠;对有色金属零件浓度约2%~3%的苛性钠。
3.酸洗清除水垢
酸洗常用的是磷酸、盐酸或铬酸等。用2.5%盐酸溶液清洗,生成易溶于水的盐类,如CaCl2,MgCl2等。将盐酸溶液加入冷却系统中,然后起动发动机,全速运转1h后放出溶液,再以超过冷却系统容量三倍的清水冲洗干净。清除铝合金零件水垢,可用5%浓度的硝酸溶液,或10%~15%浓度的醋酸溶液。
以上各种酸碱清洗后的大量冲洗水,必须有专门的排出渠道,做到环境达标排放。
3.2.4 清除积炭
积炭是由于燃料和润滑油在燃烧过程中不能完全燃烧,并在高温作用下形成的一种由胶质、沥青质、油焦质、润滑油和炭质等组成的复杂混合物。积炭影响发动机某些零件的散热效果,恶化传热条件,影响其燃烧性,甚至会导致零件过热,形成裂纹。
机械维修过程中,常遇到清除积炭问题,如发动机中的积炭大部分积聚在活塞、汽缸盖上。积炭成分与发动机的结构、零件的部位、燃油、润滑油的种类、工作条件以及工作时间等有很大的关系。经常使用机械清除法、化学法和电化学法等进行积炭清除。
1.机械清除法
机械清除法是用金属丝刷与刮刀去除积炭。为提高生产率,在用金属丝刷时可由电钻经软轴带动其转动,方法简单,常用于小规模的维修,效率低,容易损伤零件表面,积炭不易清除干净。也可用喷射干燥且碾碎的桃、李、杏的核及核桃的硬壳清除积炭,因核屑比金属软,冲击零件时,零件表面不会产生刮伤或擦伤,生产效率高。
2.化学法
不能用机械清除法的某些精加工零件表面,可用化学法去除积炭。将零件浸入苛性钠、碳酸钠等清洗溶液中,温度为80~95℃,使油脂溶解或乳化,积炭变软,约2~3h后取出,再用毛刷刷去积炭,用加入0.1%~0.3%的重铬酸钾热水清洗,最后用压缩空气吹干。
3.电化学法
将碱溶液作为电解液,工件接于阴极,使其在化学反应和氢气的剥离共同作用下去除积炭。这种方法有较高的效率,但要掌握好清除积炭的规范。
3.2.5 除锈及清除涂层
锈是金属表面与空气中氧、水分及酸类物质接触而生成的氧化物,如FeO、Fe3O4、Fe2O3等。设备修理过程中,为保证质量,必须彻底清除。
1.机械除锈法
利用机械摩擦、切削等作用清除零件表面锈层。常用方法有刷、磨、抛光、喷砂和喷丸等。单件小批维修靠人工用钢丝刷、刮刀、砂布等刷、刮或打磨锈蚀层。成批或有条件的,可用电动机或风动机作动力,带动各种除锈工具进行除锈,如电动磨光、抛光、滚光等。喷砂和喷丸除锈是利用压缩空气,将砂子通过喷枪喷在零件的锈蚀表面上,除锈快,还可为油漆、喷涂、电镀等工艺做准备。经喷砂后的零件表面干净,有一定的粗糙度,能提高覆盖层与零件的结合力。
机械法除锈只能用在不重要的表面。喷砂和喷丸除锈法须有专门的喷砂设备和喷丸设备。
2.化学除锈法
利用酸性溶液通过化学反应将金属表面的锈蚀产物溶解,达到清除锈蚀的目的。常用盐酸、硫酸、磷酸等,加入少量的缓释剂。主要工艺过程包括,脱脂-水冲洗-除锈-水冲洗-中和-水冲洗-去氢。一般将溶液加热到适当的温度,根据被除锈零件的材料成分,选择合适的配方。
3.电化学除锈法
电化学除锈也称电解腐蚀,比化学法快,能更好地保存基体金属,酸的消耗量少,但消耗能量大且设备复杂。除锈过程是零件在电解液中通以直流电,通过化学反应达到除锈目的。常用方法有阳极腐蚀和阴极腐蚀,阳极腐蚀除锈是将锈蚀件作为阳极;阴极腐蚀除锈是将锈蚀件作为阴极,用铅和铅锑合金作阳极。前者缺点是当电流密度过高时,易腐蚀过度,破坏零件表面,故适用于外形简单的零件。后者无过蚀问题,但氢易浸入金属中,产生氢脆,降低零件塑性。因此,需根据锈蚀零件的具体情况确定合适的除锈方法。
4.清除涂装层
零件表面的保护涂装层需根据损坏程度和保护涂层的要求进行全部或部分清除。清除后要冲洗干净,准备再喷刷新漆。一般用刮刀、砂纸、钢丝刷或手提式电动、风动工具等,进行刮、磨、刷。有条件的也可用各种配制好的有机溶剂、碱性溶液等作退漆剂,涂刷在零件的漆层上,使之溶解软化,再借助手工工具去除漆层。
为完成各道清洗工序,可用一整套清洗设备,包括喷淋清洗机、浸浴清洗机、喷枪机、综合清洗机、环流清洗机、专用清洗机等。究竟采用哪一种设备,要考虑其用途和生产场所。
课堂练习
(1)机械零件常用的清洗剂有哪些?
(2)了解常用的清洗方式。