| УДК 621.43:534.8 | д.т.н. Безюков О.К., Новик А.А., Токунов А.П. (000 «Ультразвуковая техника-Инлаб», СПб) |
ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА И НАДЕЖНОСТИ СУДОВЫХ ДВС
1. Приготовление водотопливных эмульсий с использованием ультразвуковых диспергаторов
В последние годы вопросы повышения эффективности использования топлива на транспорте приобрели еще большую значимость в связи с переходом России на рыночную систему хозяйствования, требующую всемерного снижения эксплуатационных расходов.
Эта проблема является одной из важнейшей и на речном флоте, двигатели которого, за весьма малым исключением, созданы для работы на наиболее дорогом дизельном топливе.
Происходящее истощение запасов нефти и ее высокая сырьевая ценность предопределяют сохранение остроты проблемы экономии и рационального использования нефтепродуктов независимо от конъюнктуры на мировом и внутреннем рынках.
Рассматриваемые вопросы, несмотря на большой объем выполненных исследований, нельзя считать решенными.
В связи с повышением стоимости дизельного топлива к началу 70-х годов, во всем мире начали производиться работы по исследованию возможности применения в среднеоборотных судовых дизелях моторного топлива.
Однако применение высоковязкого топлива осложнено значительным содержанием в нем вредных примесей, большей, по сравнению с дизельным топливом, вязкостью и рядом других негативных факторов. Поэтому внедрение топлив повышенной вязкости требует применения специальной системы топливоподготовки, соответствующих крупных капиталовложений, которые могут быть рентабельными только на вновь строящихся судах.
Для существующих судов речного флота, оснащенных морально и физически изношенными двигателями, снижение эксплуатационных затрат может быть достигнуто другим, более эффективным путем.
Ранее выполненные исследования показали, что присущее этим двигателям несовершенство рабочего процесса, порождающее повышенные расход топлива и токсичность отработавших газов, может существенно скомпенсировано путем перевода дизелей на водо-топливные эмульсии (ВТЭ).
Эффективность применения ВТЭ может быть существенно увеличена за счет специально для них разработанных присадок, причем их носителем должна быть, прежде всего, вода - практически универсальный растворитель.
В качестве присадок к ВТЭ могут быть использованы эффективные вещества, полученные, например, из высокомолекулярных органических кислот и обладающие целым комплексом положительных качеств.
В отличие от ранее выполненных работ, приготовление ВТЭ может быть осуществлено с помощью ультразвуковой системы, эффективность использования которой доказана фирмой АсоmarinОу (Финляндия), использовавшей ее для фильтрации и гомогенизации топлив и масел.
Физико-химические свойства ВТЭ могут быть дополнительно улучшены за счет электромагнитной обработки, возможности и эффективность которой показана в работах д.т.н., профессора И.А. Иванова.
Достоинством ультразвуковой системы является возможность ее изготовления в виде единого электронного модуля, обеспечивающего комплексную кавитационную и электромагнитную обработку топлива.
2. Предотвращение накипеобразования в теплообменник судовых ДВС
Важным условием надежной и экономичной работы судовых ДВС является поддержание нормального температурного режима. С этой целью, например, масло охлаждают в теплообменниках забортной водой. В результате при работе в теплообменниках образуется слой накипи, которая ухудшает теплообмен. Применяемые для удаления накипи химические промывки требуют вывода теплообменников из эксплуатации, затрат на саму промывку и реагенты, ведут к загрязнению окружающей среды, а также могут вызвать повреждения теплообменников.
В тоже время существует безреагентный метод предотвращения появления накипи в теплообменном оборудовании с помощью ультразвуковых (УЗ) импульсных установок. Метод применяется в течение длительного времени для обеспечения безнакипной работы котлов, охладителей, подогревателей топлива и т. п. Под воздействием импульсов от смонтированных излучателей кристаллы накипи не закрепляются на поверхности, а уже имеющаяся накипь отслаивается, разрушается и выносится током воды.
После монтажа установки работают непрерывно все время эксплуатации теплообменного оборудования, а при необходимости очистки от старых отложений при неработающем оборудовании. Установки не требуют обслуживания, компактны, недороги, имеют ресурс ~ 10 лет.
3. Повышение износостойкости вновь изготавливаемых деталей для судовых ДВС с использованием УЗ установки упрочняюще-чистовой обработки
Вновь изготовленные детали, требующие шлифовки поверхности, могут обрабатываться с использованием УЗ установок. При этой обработке происходит упрочнение поверхностного слоя металла деталей при одновременном достижении 9-11 класса шероховатости без использования абразива на рядовых токарных или строгальных станках.
УСТАНОВКА УЛЬТРАЗВУКОВОГО ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ ИЛ100-2
| Назначение: | Обработка поверхности деталей для повышения твердости и износостойкости:
Позволит решить технологические задачи по нанесению покрытий там, где традиционныеметоды неэффективны |
| Принцип действия: | Процесс поверхностного ультразвукового легирования основан на использовании совмещенного воздействия на поверхностные слои обрабатываемой детали ультразвука и энергии электрического искрового разряда. |
| Преимущества: | Совмещает две прогрессивные технологии - ультразвукового поверхностного наклепа и электроэрозионное упрочнение поверхности металлов. В результате на поверхности обрабатываемых деталей образуется упрочненный (до 150% от исходной твердости материала) слой легированный материалом рабочего электрода на глубину до 20 мкм. Универсальность установки позволяет решать комплекс вопросов:
|
| Технические характеристики: |
|
4. Применение УЗ воющих ванн для очистки деталей судовых ДВС при ремонте
УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ МОЮЩИЕ ВАННЫ
| Назначение: | Для быстрого и полного удаления с поверхности деталей, из пазов и глухих углублений различных загрязнений - пыли, стружки, заусенцев, зерен абразива, наклеечных смол, защитных эмалей, нагаров, флюсов, смазки, жировой пленки, полировочных и притирочных паст, окислов, ржавчины, окалины и т. п. Для интенсификации технологических процессов - ускорения перемешивания, растворения, экстракции, стерилизации, тепло- и массообмена, улучшения пропитки материалов, эмульгирования различных сред. |
| Принцип действия: | Ультразвуковые колебания магнитострикционного или пьезокерамического преобразователя встроенного или погруженного в ванну передаются на весь объем жидкости в ванне и интенсифицируют процессы. |
| Преимущества: | Высокое качество очистки деталей любой сложной поверхности, пазов глухих углублений, резьб от различных видов загрязнений, недостижимое другими способами; |
| Технические характеристики: | В состав установки входит ванна, в которой установлен магнитострикционный или пьезокерамический преобразователь, генератор и соединительный кабель. Ванны могут иметь рабочий объем от 0,5 до 5000 л. В ванне располагаются один или несколько ультразвуковых преобразователей. Серийно выпускаемые генераторы, с однофазным питанием, имеют единичную выходную мощность 100, 400, 630,1000, 1200, 1500, 1800, 2000 Вт. Рабочая частота 22 кГц. Количество генераторов, в общем случае, соответствует количеству ультразвуковых преобразователей. |