способ очистки металлических поверхностей от отложений

Формула изобретения

1. Способ очистки от отложений внешних и внутренних поверхностей металлических полых деталей, включающий двухстадийную обработку поверхностей - на одной стадии водным щелочным раствором и на другой - водным раствором кислоты с добавками, отличающийся тем, что на первой стадии деталь выдерживают в водном растворе, содержащем 0,25 - 0,50 моль/л H₂SO₄ и 0,05 - 0,1 моль/л Na₂SO₃, а на второй стадии проводят ультразвуковую обработку детали при нагревании в водном растворе, содержащем 10 - 20 г/л NaOH, 2,5 - 5,0 г/л поверхностно-активных веществ и 2 - 3 г/л оксиэтилидендифосфоновой кислоты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую стадию обработки проводят в течение 48 ч.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторую стадию обработки проводят в течение одного часа.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на второй стадии нагревание осуществляют до 60 - 65^oC.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на второй стадии ультразвуковой излучатель располагают непосредственно над полостями деталей на расстоянии 10 - 20 мм от них.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при наличии в детали осевых и боковых отверстий ультразвуковое излучение проводят сначала над осевым отверстием, а затем со стороны боковых отверстий.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к очистке от отложений внешних и внутренних поверхностей металлических полых деталей, например деталей, узлов и агрегатов двигателей, в том числе лопаток ротора турбин, изготовленных из жаропрочных сплавов на никелевой основе с окалиностойким покрытием на наружной поверхности, а также другого подобного оборудования.

Известен способ, в котором для очистки поверхности металлических деталей применяют погружение их в раствор щавелевой кислоты при одновременном воздействии ультразвука (SU 208821 А, 1968, С 23 G 1/02).

Недостатком способа является недостаточная степень очистки поверхностей деталей.

Известен способ, в котором для очистки поверхности металлических изделий обработку проводят в две стадии: сначала в щелочном растворе перманганата калия при соотношении едкой щелочи к перманганату калия, равном 1:2, с последующей обработкой в 15-20%-ном водном растворе щавелевой кислоты (SU 261862 А, 1970, С 23 G 1/14).

Недостатком способа является недостаточная степень очистки металлических поверхностей от отложений.

Прототипом изобретения является способ очистки металлических поверхностей от отложений, включающий двухстадийную обработку внешних и внутренних поверхностей металлических полых деталей - на одной, первой стадии - водным раствором щелочи и на второй - 45-55%-ным раствором азотной кислоты с добавками сульфированного полидиметилдиаллиламмонийхлорида и полиаминсульфоната натрия (RU 2036980 А, 1991, С 23 G 1/06)).

Недостатками способа являются недостаточная степень очистки внешних поверхностей деталей и малая скорость очистки внутренних поверхностей деталей.

В изобретении решается задача повышения эффективности очистки внешних поверхностей и ускорения очистки внутренних поверхностей деталей.

Указанный технический результат достигается следующим образом. Способ очистки от отложений внешних и внутренних поверхностей металлических полых деталей включает двухстадийную обработку поверхностей - на одной стадии водным щелочным раствором и на другой - раствором кислоты с добавками. Отличие способа состоит в том, что на первой стадии деталь выдерживают в водном растворе, содержащем 0,25-0,50 моль/л H₂SO₄ и 0,05-0,1 моль/л Na₂SO₃, а на второй стадии проводят ультразвуковую обработку детали при нагревании в водном растворе, содержащем 10-20 г/л NaOH, 2,5-5,0 г/л поверхностно-активных веществ (ПАВ) и 2-3 г/л оксиэтилидендифосфоновой кислоты.

Оптимальное время проведения первой стадии обработки равно 48 часам, а второй стадии обработки - одному часу.

Оптимальный интервал температур нагревания раствора на второй стадии равен 60-65^oC.

В частных случаях реализации способа на второй стадии обработки ультразвуковой излучатель располагают непосредственно над полостями деталей на расстоянии 10-20 мм от них.

Предварительное выдерживание металлических полых деталей в растворе серной кислоты, содержащем сульфит натрия, приводит к эффективному растворению отложений на внешних поверхностях деталей, а также приводит к ускорению процесса очистки внутренних поверхностей деталей при ультразвуковой обработке деталей в щелочном растворе.

Способ очистки от отложений внешних и внутренних поверхностей металлических полых деталей включает двухстадийную обработку поверхностей. На первой стадии деталь выдерживают в водном растворе, содержащем 0,25-0,50 моль/л H_SSO₄ и 0,05-0,1 моль/л Na₂SO₃. Оптимальное время проведения первой стадии обработки равно 48 часам.

На второй стадии обработки проводят ультразвуковую обработку металлических деталей при нагревании в водном растворе, содержащем 10-20 г/л NaOH, 2,5-5,0 г/л ПАВ и 2-3 г/л оксиэтилидендифосфоновой кислоты. Оптимальное время проведения второй стадии обработки равно одному часу. На второй стадии раствор нагревают в оптимальном интервале температур, равном 60-65^oC, а ультразвуковой излучатель располагают непосредственно над полостями деталей на расстоянии 10-20 мм от них. При наличии в детали осевых и боковых отверстий ультразвуковое излучение проводят сначала над осевым отверстием, а затем со стороны боковых отверстий.

Пример. Проводилась очистка лопатки ротора турбины высокого давления, содержащей внутренние полости слоистой конфигурации и изготовленной из жаропрочных сплавов на никелевой основе с окалиностойким покрытием на наружной поверхности, которая находилась в эксплуатации в течение нескольких месяцев и содержала на внутренних и внешних поверхностях загрязняющие отложения. На первой стадии обработки лопатки, начиная с содержания в водном растворе 0,25 моль/л H₂SO₄ и 0,05 моль/л Na₂SO₃ степень очистки от отложений на внешних поверхностях начинала увеличиваться, при содержании 0,50 моль/л H₂SO₄ и 0,1 моль/л Na₂SO₃ достигала наибольшего эффекта, а при дальнейшем увеличении содержания этих компонентов практически оставалась без изменения. Оптимальное время проведения первой стадии обработки равнялось 48 часам.

После этого лопатку промывали водой, в частности дистиллированной, и приступали ко второй стадии обработки.

На второй стадии проводили ультразвуковую обработку лопатки в водном растворе щелочи при нагревании. Начиная с содержания в водном растворе 10 г/л NaOH, 2,5 г/л ПАВ и 2 г/л оксиэтилидендифосфоновой кислоты, степень очистки от отложений на внутренних поверхностях начинала увеличиваться, при содержании 20 г/л NaOH, 5,0 г/л ПАВ и 3 г/л оксиэтилидендифосфоновой кислоты достигала наибольшего эффекта, а при дальнейшем увеличении содержания этих компонентов в растворе практически оставалась без изменения. При указанном количественном диапазоне содержания компонентов в растворе достаточно было проведения второй стадии обработки в течение одного часа. На второй стадии раствор нагревали в оптимальном интервале температур, равном 60-65^oC. Ультразвуковой излучатель располагали непосредственно над полостями лопатки на расстоянии 10-20 мм от них. Причем ультразвуковое излучение проводили сначала над осевым отверстием, а затем со стороны боковых отверстий. Степень очистки лопатки от отложений определяли путем ее взвешиванияь