CC BY
18
Рисунок 6 - Внешний вид системы газового мониторинга
Рисунок 7 - Внешний вид адресного блока
Кроме того, для предотвращения других возможных несчастных случаев адресные блоки системы могут быть доукомплектованы сенсорами контроля так называемымых «кухонных» газов: пары воды -СГ2180, запах горелой пищи - СГ2181, продукты разложения при возгорании - СГ2182. Для оптимизации работы всей системы могут быть использованы технологии предложенные в [8].
Установка разработанной системы газового мониторинга при строительстве новых жилых объектов и оснащение такими системами существующего жилого фонда, позволило бы существенно сократить число несчастных случаев вызванных взрывами бытового газа. При этом проектная документация не претерпит существенных изменений.
ЛИТЕРАТУРА
1. https://ria.ru/
2. http://special.tass.ru/proisshestviya/4 7150 92
3. Сочетание детерминированных параметров и статистики пожаров для прогнозирования ущерба / Безродный Б.Ф., Безродный И.Ф., Виноградов А.С.// Известия высших учебных Поволжский регион. Технические науки. - 2017. №6(38). - С. 163-166.
вероятного заведений.
Справочник: «Микроконтроллеры» под ред. И.С. Кирюхина. - М.: «Додека», 2000. Ш. Кобахидзе, А. Прохоренко. «Обзор микроконтроллеров». - М.: «Фитон», 2000. http://www.microchip.ru - сайт технической поддержки Microchip.
ТУ - 4215 - 002 - 08624243 - 01 Сенсоры (датчики) полупроводниковые резистивные. Совершенствование технологии работы с внешними источниками информации из социальных структур
в системах поддержки принятия решений / Лавреш И.И., Трифонова А.В.// Известия высших учебных
заведений. Поволжский регион. Технические науки.
2 015. №4(36).
С. 27-36.
УДК 621.789
Филиппов Е.А., Ли А.Д., Орехов Е.М.
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ ДЛЯ СНЯТИЯ ПОКРЫТИЙ С ИЗДЕЛИЙ КРИОГЕННЫМ СПОСОБОМ
Проведен анализ способов снятия покрытий с изделий, их достоинств и недостатков, на основе которого сделан вывод, что наиболее приемлемым для условий утилизации взрывателей является применение криогенного бластинга. Для устранения недостатков этого метода (неабразивности и вероятность удушья персонала установки) предложено в качестве основной рабочей массы (гранул) использовать водяные гранулы высокой степени заморозки. Предложена одна из возможных схем установки для снятия с изделий гальванических покрытий механическим путем с использованием криогенного способа.
большими, утилизация этих металлов, как чёрных, экономически не целесообразна. Более выгодным было бы снятие их со стальных деталей и повторное использование в промышленности, при соблюдении экологической безопасности предприятия [1].
Существует достаточно большое количество способов снятия покрытий с изделий [2]. Достоинства и недостатки наиболее подходящих для данных целей методов приведены в таблице 1.
В настоящее время ведётся активная утилизация боеприпасов от различных систем артиллерийских систем. Если при этом утилизация боеприпаса и гильз не представляет особых технологических сложностей, то утилизация взрывателя достаточно сложна и опасна. При этом все детали и корпуса взрывателей имеют антикоррозионные гальванические покрытия на основе цинка, хрома, никеля, кадмия и других цветных металлов. Так как объёмы выпуска взрывателей за прошедшие годы были очень
Таблица 1
Различия между традиционными методами очистки
Технология криогенного бла-стинга Очистка песком Очистка химическими реагентами Очистка под давлением Очистка вручную
Экономия времени:
Очистка во время процесса производства + - ± - ±
Без разбора очищаемого механизма + - - - -
Без остановки оборудования или с краткосрочной остановкой + - ± - ±
Быстрый метод очистки + + - + -
Безопасность для окружающей среды
Не создается вторичный мусор + - - - -
Не используются агрессивные среда и опасные вещества + - - - ±
Не создает шум - - + - -
Другие преимущества
Не повреждается очищаемая поверхность + - ± ± -
Применимо для пищевой промышленности + - - + ±
Гранулы не проводят электричество + - - - ±
+ - Да, является преимуществом данного метода
± - Иногда является преимуществом данного метода
- - Нет, не является преимуществом данного метода
Из таблицы 1 видно, что экономически наиболее выгодно, кроме того, безопасным для окружающей среды и щадящим очищающие поверхности является метод криобластинга [3]. Техногенный риск при производстве таких работ может быть оценён согласно [4].
Криогенный бластинг (от греч. kryos — холод,
мороз, лёд, от англ. blast — взрыв, взрывать) -процесс нагнетания гранул сухого льда под давлением воздушной струи на очищаемую поверхность. В общих чертах метод подобен пескоструйной обработке и другим видам бластинга, только в качестве абразивного материала выступает сухой лёд, технология отчистки которого состоит в следующем.
Гранулы «сухого льда» диаметром 2-3 мм и длиной 2,5-10,2 мм. подаются на очищаемую поверхность при помощи сжатого воздуха, со скоростью, близкой к скорости звука. Для работы бластера необходимо подключение сжатого воздуха давлением 2-14 атм. и расходом 4,5-12 м3/мин. К бластеру подключают легкий пистолет с фиксатором курка и предохранителем. Бластер производит тонкую регулировку расхода сухого льда и давления.
Гранулы необходимых размеров и плотности получают пропусканием твердой фракции через экс-трудер.
Из бункера очистной установки гранулы сухого льда подаются через дозатор в отвод трубы. За счёт возникновения в пистолете пониженного давления, гранулы сухого льда плавно засасываются в пистолет, где они получают ускорение до 300 м/сек и с потоком сжатого воздуха распыляются на обрабатываемую поверхность.
Ударяясь об обрабатываемую поверхность, они очень сильно ее охлаждают (температура гранул составляет -79 градусов), слой загрязнения становится хрупким и ломким и, одновременно, снижается его адгезия к поверхности. Меняя своё агрегатное состояние из твёрдого в газообразное, гранулы сухого льда расширяются в 600-800 раз. Процесс бластинга происходит при выходном давлении от 7 до 14 бар, в зависимости от используемого оборудования.
Перечень удаляемых загрязнений и покрытий с помощью технологии криогенного бластинга по мнению производителей [5] выглядит следующим образом:
Грязь, масло, жировые отложения, бензин, смола, гудрон. Асбест.
Токсичные остатки, сажа, нагар.
Клей, пропиточные составы, напыления.
Радиоактивные загрязнения.
Тяжелые материалы.
Сварочный шлак.
Смазка для литейных форм.
Чернила.
Лаки, краски.
Водоросли, слизь, морские моллюски Производитель приводит также области применения криобластинга:
реставрация фасадов и памятников. очистка машин и оборудования в сборе, отдельных деталей, узлов и механизмов.
подготовка поверхности под покраску, очистка литьевых форм, пресс-форм, прессов, штампов, шнеков.
очистка колесных пар, тележек, оборудования и машинных узлов локомотивов.
профилактическая и капитальная очистка оборудования без демонтажа и отключения электропитания: электродвигателей, генераторов, трансформаторов, распределительных щитов, изоляторов, теплообменников, турбин и других агрегатов, очистка систем вентиляции, очистка деревянных поверхностей. При всех достоинствах криобластинга он имеет как минимум четыре недостатка:
1. Неабразивный, что не позволит снимать с изделий гальванические покрытия.
2. Согласно [6] сухой лёд нетоксичен, не проводит электричество. Однако, в этом же ГОСТе (стр. 9) указано, что двуокись углерода, содержащаяся в воздухе рабочей зоны свыше 0,5% по объёму, обладая весом в 1,5 раза большим, чем воздух, может накапливаться в слабопроветривае-мых помещениях, снижая содержание кислорода в воздухе, что может вызвать явление кислородной недостаточности и удушья (п. 5.3). Обслуживающий
персонал всегда должен иметь при себе противогаз шланговый, изолирующий, защитные очки и др. средства защиты.
Подсчитать объём образующегося СО2 (объём гранул сухого льда подаваемого сжатым воздухом с указанным расходом 4,5-12 м3/мин в помещение с выбранным объёмом) не представляет труда.
Таблица 2 Расчет объёма СО2, образующегося при криобластинге
Расход воздуха
м. куб/мин
4,5
12
Объём гранул в воздухе (70%) м. куб./мин
3,15
8,4
Объём СО2 в воздухе
2520
6720
Таким образом, помещения например размером 105х6х4 м и 280х6х4 м будут полностью заполнены углекислым газом за 1 минуту, допустимая же норма содержания С02 - 0,5 % от объёма воздуха.
3. Кроме того, согласно этому ГОСТу, сухой лёд взрывоопасен (если смешать много сухого льда с малым объёмом воды).
4. Потери цветных металлов без их утилизации и дальнейшего использования в промышленности.
Для устранения указанных недостатков предлагается в качестве основной рабочей массы (гранул) использовать водяные гранулы высокой степени заморозки, обладающие более высокой твердостью по сравнению с гранулами СО2, а гранулы СО2 применить лишь как дополнительный компонент, обеспечивающий бластинг на очищаемой поверхности.
Одна из возможных схем установки для снятия с изделий гальванических покрытий механическим путем с использованием криогенного способа приведена на рисунке1 и содержит: компрессор К, хла-догенератор ХГ, теплогенератор ТГ, емкость для воды Е1, транспортер изделий ТИ, транспортер отходов ТО, емкость для сбора воды и отходов Е2, фильтр Ф.
Рисунок 1
Одна из возможных схем установки для снятия с изделий гальванических покрытий механическим путем с использованием криогенного способа
Установка работает следующим образом. Изделия по транспортеру ТИ, вращаясь вокруг своей оси, поступают в зону действия ледяной крупы. Углекислота охлаждает и замораживает мелкодисперсную водяную струю, которая становится абразивом и механическим путем производит очистку поверхности любого материала.
Ледяная крупа, создаваемая путем подачи капель воды из емкости Е1 через форсунку в поток сильно охлажденного воздуха, создаваемого компрессором К, через хладогенератор ХГ, двигаясь с большой скоростью через сопло производит снятие покрытия аналогично пескоструйному аппарату. Снятое покрытие, вместе с ледяной крупой попадает на транспортер отходов, который перемещает его в емкость Е2. Здесь ледяная крупа нагревается, превращается в воду, а снятое покрытие оседает на дно емкости Е2. Затем, вода из емкости Е2, фильтруется фильтром Ф и вновь поступает в
емкость Е1 для дальнейшего использования, а покрытие поступает на утилизацию или переработку. Изделие, продвигаясь по ТИ, высушивается теплым воздухом из теплогенератора ТГ и поступает на дальнейшую обработку.
Аналогичная технология снятия покрытий приведена в [7], (в настоящий момент запатентована фирмой «Локхид»).
Таким образом, устраняются основные недостатки криобрастинга (отсутствие удушающего фактора - СО2). Повышается технологичность (очистка воды для повторного использования легче, снятое покрытие может быть использовано для других целей - получение цветных металлов). Обеспечивается экологическая чистота (замкнутый цикл - нет сброса загрязненной воды в стоки, нет токсичных отходов) и универсальность (установка может быть применена для изделий различных габаритов и конфигурации).
ЛИТЕРАТУРА
1. Утилизация и вторичное использование отработанных смазочных материалов транспортных и транс-портно-технологических машин / Прохоров В. Ю. // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2017. №6(38). т. 2, - С. 235-238.
2. «Новые наукоемкие технологии в технике», под редакцией К.С.Касаева, т.11, стр.99, ЗАО «ЭНЦИ-ТЕХ», Москва, 1998 г.
3. http://dr-sauber.ru/
4. Основные положения индексного подхода к оценке техногенного риска систем ответственного назначения / Аноп М. Ф. // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2017. №6(38). т. 1, - С. 112-114.
5. Сайт компании «Айсвентек - Челябинск» официальный дилер швейцарской компании «Triventek».
6. ГОСТ 12162-77
7. Д.т.н. Н. Тельнов, Ю. Ермак, Л. Лохина - ИР. №9, 1990 г. с.-28.
шт
Ш1П
