Cleaning the high-pressure hoses from industrial dirt

Abstract

Two cleaning methods applied to internal space of high-pressure hoses for removing industrial dirt have been analyzed.

Full Text

УДК 62-776.6 ТСМ № 10-2014 Очистка рукавов высокого давления от производственных загрязнений Инж-ры И.М. Макаркин, Е.В. Николаев (ГОСНИТИ, ecoserv@mail.ru) Аннотация. Проведен анализ двух способов очистки внутренней полости рукавов высокого давления (РВД) от производственных загрязнений. Ключевые слова: рукава высокого давления, механический способ очистки, гидравлический способ очистки. Все современные гидравлические системы используют РВД. Загрязнения, возникающие в процессе производства РВД, при их установке на машину приводят к загрязнению всей системы и преждевременным поломкам отдельных ее узлов. Поэтому необходимо принятие специальных мер, направленных на очистку внутренней поверхности РВД от производственных загрязнений. Процесс очистки РВД должен удовлетворять следующим требованиям [1, 2]: - короткое время очистки; - использование простых и быстросъемных соединений; - отсутствие повреждений рукава из-за чрезмерного давления или механических воздействий; - полная и равномерная очистка на всех участках; - экономически оправданная величина расходов. Существует два основных способа очистки рукавов: механическая с применением эластичного пыжа и гидравлическая очистка рабочей жидкостью. Сравнительный анализ способов очистки РВД от производственных загрязнений проводили со следующим допущением: выполнялось лишь визуальное сравнение качества очистки без привязки к количественным показателям, получения закономерностей и зависимостей. Рассмотрены только производственные загрязнения и способы их очистки - загрязнения, накапливающиеся в процессе эксплуатации, не рассматривались. В ходе исследований для осмотра внутренней поверхности (полости) шланга использовался электронный эндоскоп с функцией фотографирования. На рис. 1, а показана чистая поверхность шланга, принятая за эталонную. При отпиливании рукава образуется резиновая и металлическая стружка, загрязняющая внутреннюю поверхность шланга. При отпиливании металлической оплетки происходит местный нагрев и мелкие частицы, попадая на внутренний резиновый слой, образуют сравнительно стойкое адгезионное соединение. При простом вытряхивании удаляются лишь крупные частицы, мелкие же требуют удаления с применением механических воздействий. Отметим, что осаждение частиц в основном происходит у края отпила и распространяется тем дальше, чем больше внутренний диаметр шланга. Так, при внутреннем диаметре 12 мм стружка проникает в глубь шланга на 8 см, при диаметре 16 мм - на 10 см, при диаметре 8 мм - на 4 см (рис. 1, б). Механический способ заключается в очистке рабочих поверхностей трубопровода за счет воздействия на загрязнения твердым или эластичным телом с силой, превышающей адгезию загрязнений. Очистку осуществляли пыжом из пенополиэтилена, который пропускали по шлангу при помощи сжатого воздуха, создаваемого компрессором (рис. 2). После первого прохождения пыжа была сделана оценка качества очистки. Как видно из рис. 1, в, основные загрязнения удалены, однако часть стружки осталась, в связи с чем провели повторную очистку пыжом. После повторного прохождения пыжа поверхность стала чище (рис. 1, г), однако по-прежнему удалены не все загрязнения - часть их просто переместилась. Таким образом, подтвердились недостатки механического способа очистки: неравномерность и невозможность удаления больших объемов загрязнений. Для улучшения качества очистку пыжом необходимо проводить многократно. В рассматриваемом случае так и не удалось достичь эталонной чистоты поверхности шланга (см. рис. 1, а). При этом стоит отметить и преимущество механической очистки: при относительно незатратном процессе удалены основные производственные загрязнения. Кроме пенополиэтилена применялись пыжи из полиэстера, нейлона, картона и тканевых материалов. Как показали опыты, основные требования, предъявляемые к пыжу: эластичность, позволяющая проходить участки изгиба и места сужения (ниппель рукава); относительная стойкость, не дающая возможности огибать загрязнения с большими адгезионно-когезионными силами взаимодействия; целостность, не допускающая разрушения при прочистке и оставления частиц пыжа в полости рукава. Гидродинамический способ заключается в очистке стенок РВД за счет воздействия потока жидкости. Разновидность этого способа - циркуляционная очистка с применением встроенной в линию системы фильтрации прогоняемой жидкости для задержки механических загрязнений. По техническим условиям [3] в качестве рабочей жидкости может применяться гидравлическое масло, а также вода и водная эмульсия. Очистку гидравлическим маслом проводили на стенде КИ-28256 при циркуляционной прогонке масла установленным на стенд насосом. Очистку водой осуществляли подсоединением шланга к водопроводной сети и прогонкой по нему воды с последующим сбросом в канализацию. На рис. 1, д представлены результаты очистки водой. На поверхности рукава осталось большое количество капель, которые отражали свет камеры эндоскопа и не позволили получить четкую картину очистки. Осмотр невооруженным глазом показал, что загрязнения удалены, однако большое количество капель воды все же заставило негативно оценить такую очистку. Поскольку дальнейшее применение РВД предполагает их установку в системах машин, где используется гидравлическое масло, наличие воды в рукавах недопустимо. В связи с этим потребовалась дополнительная очистка пыжом уже от самой воды. Она удалила видимые капли, но визуальная оценка в данном случае не гарантирует надежного удаления воды. Поэтому рекомендуем использовать в качестве рабочей ту жидкость, которая применяется на машине, куда будет установлен данный рукав. Очистка внутренней поверхности РВД гидравлическим маслом показала хорошие результаты (рис. 1, е): удалены все загрязнения, поверхность близка к эталонной, представленной на рис. 1, а. Масло образовало тонкую пленку на внутренней поверхности рукава, поэтому следует закрывать его отверстия пробками для защиты от пылевидных загрязнений. Выводы 1. Для качественной очистки полости РВД необходимо использовать комбинацию способов: сначала механическую очистку с применением пыжа для удаления основных загрязнений, имеющих большие адгезионно-когезионные силы взаимодействия, затем - гидравлическую для удаления оставшихся загрязнений. 2. При гидравлической очистке в качестве рабочей следует применять ту жидкость, которая используется в системе машины, куда будет установлен РВД. 3. При отрезании шланга для изготовления рукава основные производственные загрязнения откладываются в непосредственной близости от края. Для их эффективного удаления желательно использовать специальные приспособления (ершики) и проводить очистку, направив шланг вниз, чтобы загрязнения не проникали глубже.