ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА АБРАЗИВОСТРУЙНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КУЗОВОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ
Рубрики: ТРАНСПОРТ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Предложен типовой метод оценки технико-экономической эффективности процесса обработки металлических поверхностей железнодорожных вагонов свободным абразивом на основе данных о режимах обработки, применяемых материалах и получаемого качества очищенной поверхности. Проведен анализ стандартов в области предокрасочной обработки металлов на предмет требований к качеству очищенной поверхности, шероховатости и степени обезжиривания. Приведены результаты сравнения четырёх типовых технологий предокрасочной обработки металлов на предмет производительности процесса, затрачиваемых материалов (энергии) и получаемого в результате обработки качества поверхности.

Ключевые слова:
абразивоструйная обработка, абразив, шероховатость, качество поверхности, технико-экономическая эффективность
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать

Введение

 

Технологический процесс производства и ремонта вагонов включает операцию обработки поверхности кузова перед окраской свободным абразивом для придания шероховатости и обеспечения качества поверхности, а также химическую обработку для обезжиривания поверхности и удаления с неё органических соединений [1; 2]. Такое совмещение приводит к выделению техногенных отходов в виде отработавших моечных жидкостей и обезжиривающих составов и в целом усложняет технологический процесс.

 

 

Исследование проблемы

 

Обработка поверхностей вагонов перед окрашиванием регламентируется ГОСТ 9.403-80 [10] и соответствующими инструкциями [8; 9], разработанными специально для ОАО «РЖД». При очистке вагонов к технологии предъявляются следующие требования:

1. Очистить поверхность вагона от старого лакокрасочного покрытия (ЛКП), ржавчины и других твердых эксплуатационных загрязнений до металлического блеска (степень очистки I или II в соответствии с ГОСТ 9.403-80 [5]).

2. Придать поверхности шероховатость, регламентируемую стандартом или требованиями изготовителя лакокрасочного покрытия.

3. Обезжирить поверхность вагона.

В процессе очистки вагонов вырабатываются производственные и технологические отходы. К производственным отходам относятся остатки старого лакокрасочного покрытия и других загрязнений [3-5], удаляемых с вагона, т.е. продукты очистки [6]. В среднем на пассажирском вагоне таких отходов около 50 кг, и примерно на 90 % это старое лакокрасочное покрытие.

Технологические отходы – это продукты, образующиеся в результате производства работ по очистке. К этим отходам можно отнести отработавшие растворители и моечные жидкости, использованный абразив и т.д.

 

 

 

 

где Vотх ‒ общий объём отходов; VП.О. ‒ производственные отходы; VТ.О.  ‒ технологические отходы; VП.О.тв ‒ твердые производственные отходы (остатки старой краски и загрязнений); VП.О.масл ‒ производственные отходы маслянистого характера; VП.О.ж ‒ жидкие технологические отходы (ПАВ и растворители); VП.О.др ‒ твердые технологические отходы (дробь и абразивы).

Степень очистки поверхности характеризует качество подготовки поверхности к окрашиванию. Разные методы очистки позволяют достичь разных степеней. Инструкцией допускается первая или вторая степень (степень 1 или 2 по ГОСТ 9.402-80) очистки при ремонтно-восстановительном окрашивании:

‒ степень очистки при дробеструйной обработке – 1;

‒ степень очистки при дробемётной обработке – 2;

‒ степень очистки при гидроабразивной обработке – 1;

‒ степень очистки при обработке системой ГДА (газодинамический аппарат)  – 1.

Железнодорожный вагон представляет собой крупногабаритную конструкцию с площадью внешней поверхности S = 250 м2. Малопроизводительные методы обработки не могут произвести очистку вагона быстро. Поэтому высокая производительность – важный критерий сравнения.

При оценке производительности процесса очистки выразим её через время обработки, приняв, что

                                     

             

где Sваг ‒ общая площадь вагона; П ‒ производительность типового дробеструйного (дробемётного) аппарата; ТМ ‒ время мойки вагона (3 ч); ТС ‒ время сушки вагона (2 ч); ТО ‒ время обдувки вагона (0,2 ч).

От количества используемых при очистке расходных материалов во многом зависит конечная себестоимость всей обработки в целом, а также экологические показатели [7]. При очистке используются ПАВ, дробь и топливо. При оценке материалоёмкости процесса примем, что расход дроби на вагон Мдр = 50 кг (значение приведено с учётом системы рекуперации, возвращающей до 95 % дроби обратно в аппараты), расход ПАВ на вагон МПАВ = 150 л, расход топлива на вагон МТ = 120 л.

Для сравнения предлагаются четыре типовые технологии очистки:

1) дробеструйная обработка в совмещении с поверхностно-активными веществами (ПАВ);

2) дробемётная обработка в совмещении с ПАВ;

3) гидроабразивная обработка в совмещении с ПАВ;

4) система ГДА.

В таблице представлены основные сравнительные показатели процесса очистки.

 

Таблица

Технико-экономические показатели процесса очистки

 

Методы очистки

Отходы, кг

Степень очистки

Производит.

Материалы

Vп.о.тв.

Vп.о.масл.

Vт.о.жидк.

Vп.о.др.

Тобщ

Побщ

Мдр

МПАВ

МТ

Дробеструйная обработка + ПАВ

50

5

150

50

1-2

17,9

13,9

50

150

0

Дробемётная обработка + ПАВ

50

5

150

50

2

6,4

39,0

50

150

0

Гидроабразивная обработка + ПАВ

50

5

150

50

1

18,8

13,2

50

150

0

Система ГДА

50

5

0

50

1

8,2

30,4

50

0

120

 

Заключение

 

Сравниваемые технологии близки по количеству используемых при очистке материалов. Система ГДА позволяет не применять ПАВ, однако использует топливо, поэтому дальнейший расчёт ведется исходя из соотношения стоимости ПАВ и топлива.

По количеству производимых отходов применяемые технологии обладают примерно равными показателями, а система ГДА позволяет уменьшить объём отходов на 150 л отработавших ПАВ, что составляет более 50 % всех отходов.

Наибольшей производительностью (39 м2/ч) обладает дробемётная обработка в совмещении с ПАВ, но она позволяет получить степень очистки не выше второй. Система ГДА позволяет получить производительность процесса 30,4 м2/ч при первой степени очистки. Остальные методы уступают по производительности более чем в 2 раза.

 

 

 

Список литературы

1. Евсеев, Д.Г. Оценка эффективности процесса обработки поверхностей вагонов перед окраской / Д.Г. Евсеев, А.А. Кульков, А.Ю. Корытов // Металлообработка. - 2016. - № 4 (94). - С. 66.

2. Евсеев, Д.Г. Влияние параметров дробеструйной газодинамической обработки на производительность очистки поверхностей при ремонте вагонов / Д.Г. Евсеев, А.А. Кульков // Наука и техника транспорта: науч.-информ. сб. - 2009. - № 2. - С. 24.

3. Кульков, А.А. Особенности абразивно-струйной обработки металлических поверхностей перед окрашиванием / А.А. Кульков, М.А. Ларионов // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2018. - № 12 (90). - С. 15.

4. Кульков, А.А. Технологические режимы ультразвукового жидкостного матирования металлических поверхностей / А.А. Кульков // Металлообработка. - 2017. - № 6 (102). - С. 51.

5. Евсеев, Д.Г. Исследование процесса формирования качества поверхности при обработке вагонов газодинамическим методом / Д.Г. Евсеев, А.А. Кульков, А.Ю. Корытов // Металлообработка. - 2015. - № 6 (90). - С. 39.

6. Кульков, А.А. Оценка качества капитального ремонта ПС / А.А. Кульков, А.Ю. Корытов, А.А. Скороход // Мир транспорта. - 2012. - № 2 (40). - С. 130.

7. Евсеев, Д.Г. Дробеструйный газодинамический метод очистки поверхностей / Д.Г. Евсеев, А.А. Кульков // Транспорт: наука, техника, управление. - 2009. - № 7. - С. 32.

8. Типовой технологический процесс окрашивания пассажирских вагонов с использованием лакокрасочных материалов повышенной долговечности ТП-ЦЛПВ-33/4. - М.: ВНИИЖТ, 2008.

9. Типовой технологический процесс деповского окрашивания пассажирских вагонов ТП-ЦЛПВ-33. - М.: ВНИИЖТ, 2008.

10. ГОСТ 9.402-80. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей перед окрашиванием. - Введ. 1981-07-01. - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1998.

Войти или Создать
* Забыли пароль?