Технологический процесс восстановления цилиндрических деталей на примере восстановления распределительного вала электроконтактной приваркой (Раздел дипломного проекта по охране природы)

РАЗДЕЛ 5

ОХРАНА природы

Все, что необходимо человеку, он получает от природы. Быстрый рост народы населения земли и бурный научно-технический прогресс 20-го века привели к тому, что мы берем от природы все больше и больше.

Охрана природы – это разумное использование ее ресурсов, то есть давать природе возможность восстанавливать взятое человеком. Поэтому перед человечеством стоит задача: улучшить охрану природы, усилить работу по сохранности сельскохозяйственных угодий, усилить борьбу с эрозией, усилить темп работ по рекультивации земель, обеспечить защиту от солей, обвалов, заболачивания.

Взаимодействие общества с окружающей средой, сохранность биосферы для блага людей стало в наши дни одной из актуальных проблем исторического развития, решение которой неразрывно связано с борьбой за мир на планете, за предотвращение ядерной войны и разоружение. Бережное отношение к природе, сохранение ее красоты и умножение ее богатства – всенародное дело.

5.1. Общая характеристика экологических последствий от

выполняемой работы

Электроконтактная приварка является эффективным способом получения металлических слоев на рабочих поверхностях деталей машин и механизмов. Формирование покрытия и соединение его с основой происходит за счет совместного деформирования присадочного металла и поверхностного слоя металла детали, нагретых методом электросопротивления до пластичного состояния.

Процесс формирования покрытия из ленты из стали 50ХФА и соединение его с деталью через промежуточный слой из порошка ПГ-СР2 осуществляется без расплавления основного и присадочного металлов, поэтому не происходит выделение вредных веществ, которые присутствуют при плазменном напылении (шум 120 дБ, плавление и выделение паров элементов входящих в состав присадочного материала, наличие пыли).

5.2. Отходы, образующиеся при выполнении работы

Процесс восстановления и упрочнения деталей электроконтактной приварки ленты из стали 50ХФА является малоотходным технологическим процессом. Отходами, образующимися при выполнении работы являются: остатки ленты из стали 50ХФА (могут быть использованы повторно), бракованные детали подлежат утилизации как вторичное сырье, 10 % водный раствор азотной кислоты нейтрализуется карбонатом натрия (Na₂CO₃). Порошок ПГ-СР2, который используют в качестве промежуточного слоя и располагают между лентой и деталью, используют на 100 %.

5.3. Нейтрализация и очистка сточных вод

Вода используется только для внутреннего охлаждения систем установки для электроконтактной приварки и практически не загрязняется, поэтому сливается в канализацию без очистки.

5.4. Регенерация моющих растворов

Моющие растворы используются на втором этапе технологического процесса – при механической обработке восстанавливаемой детали.

Считаем что, все моющие растворы должны привозиться на участок в готовом (жидком) состоянии. Таким образом, не возникает проблем с экологической безопасностью и охраной труда во время приготовления моющих растворов. В данном пункте рассмотрены мероприятия по регенерации моющих растворов, их нейтрализации.

Загрязненные моющие растворы очищают отстаиванием, центрифугированием, фильтрованием, флотацией, химической коагуляцией, электрокоагуляцией и некоторыми другими способами.

Предлагается использовать бессточную технологию очистки машин с регенерацией моющих растворов электрохимическим методом (электрокоагуляцией).

Под коагуляцией понимается процесс, при котором содержащиеся в моющем растворе диспергированные частицы загрязнений укрупняются, образуя легко осаждающиеся хлопья.

При электрокоагуляции на моющий раствор воздействует электрическое поле, под влиянием которого происходит поляризация частиц загрязнений и появляются силы, способствующие их сближению. Эти силы тем больше, чем выше электропроводность раствора и ниже электропроводность частиц загрязнений, т.е. применение электрокоагуляции наиболее целесообразно для очистки растворов от мелко диспергированных загрязнений, обладающих высоким электрокинетическим потенциалом и низкой электропроводностью. Таким загрязнениями являются нефтепродукты.

Отработанный моющий раствор из ванны насосом перекачивается в бак для его отстоя и подогрева. Осветленный при естественном отстаивании раствор с верхнего уровня бака двумя другими насосами подается к гидрантам моечной машины. При этом более крупные частицы загрязнений оседают в грязесборнике, а раствор насыщается мелкодиспергированными загрязнениями.

При этом перекрывают клапаном горловину грязесборника и удаляют из него осадок сжатым воздухом. Сливают всплывшие на поверхность раствора нефтепродукты и добавляют воду до необходимого уровня. Эти нефтепродукты собирают в резервуары и вывозят с территории участка для дальнейшей утилизации.

Раствор подают насосом в электрокоагулятор, из которого он самотеком поступает в бак. В баке коагулированные загрязнения оседают в грязесборнике и затем удаляются из него, а флотированные сливаются с поверхности раствора. В заключении проводят корректировку концентрации синтетического моющего средства (CMC).

Электрокоагуляцию осуществляют в растворе, подогретом до 323 °К при плотности тока 180 А/м² и расстоянии между электродами 40 мм. На обработку одного кубического метра моющего раствора расходуется 4 кВ/ч электроэнергии.

Эффект очистки 99,0...99,3 %, а моющая способность раствора восстанавливается при добавлении 30 % моющего средства.

Крупные частицы загрязнений из грязесборника, т.е. твердые отходы, используются в качестве наполнителя при бетонных работах.

CMC в свежеприготовленном состоянии безвредны, и моющие растворы на основе CMC приобретают токсичные свойства лишь при накоплении в них масляных загрязнений.

Все отходы производства, технологический мусор, а также другие загрязнители, не уловленные фильтрами, складируются в герметические контейнеры и утилизируются согласно требованиям ГОСТ-5890-89.

5.5. Утилизация твёрдых отходов

Небольшое количество твёрдых отходов в виде ленты из стали 50ХФА, образующихся в процессе её приварки, повторно используются в процессе.

5.6. Использование природных и энергетических

ресурсов при выполнении работы

При выполнении данного проекта использовались следующие природные и энергетические ресурсы:

-  вода – для внутреннего охлаждения систем установки для электроконтактной приварки (доступна, сравнительно дешева, хорошо охлаждает);

-  электроэнергия – для реализации приварочного процесса, для работы машины РМ-5 (для механических испытаний), для освещения помещений, для работы вентиляционной системы воздухообмена в помещении;

-  цветные металлы;

-   в качестве присадочного материала использовали ленту из стали 50ХФА диаметром 0,5 мм., а в качестве промежуточного слоя использовали порошок ПГ-СР2.

Использование результатов исследования на практике приведет к экономии цветных и черных металлов за счет продления срока службы изношенных деталей в результате восстановления их геометрических размеров и эксплуатационных свойств.