Контрольная работа: Джерела забруднення авіапалива

Приблизний перелік основних забруднювачів приведено в таблиці 1.6.

Таблиця 4. Перелік основних забруднювачів гідросистем, їх вплив на гідро обладнання, джерело забруднення

Забруднювач	Вплив	Основне джерело забруднення
Неабразивний осад	Закупорює щілини дроселів, золотників і фільтри	Розкладення масла
Кислоти	Корозія поверхонь деталей гідро обладнання	Розкладення масел. Можуть з’явитися також при забруднені синтетичних робочих рідин водою
Шлак	Забруднення масла	Руйнування масла. Потрапляє ззовні або з елементів гідросистеми
Вода	Емульсування масла	Присутня в маслі або з’являється при розкладені інгібіторів окислення
Забруднювач	Вплив	Основне джерело збабруднення
Повітря	Розчиняється в рідині або утворює механічну суміш	Поглинання з навколишнього середовища
Інші масла	Змішуються з рідиною, можуть викликати реакції – окислення тощо	Потрапляють при додатковому доливанні
Густе мастило	Змішується з основною рідиною	Потрапляє з системи мащення або з елементів гідросистеми
Іржа	Змішується з рідиною, утворюючи абразивне середовище	Потрапляє з неочищених трубопроводів, баків
Металічні частинки	Можуть виявитися каталізаторами для розкладення і окислення, змішуються з основною рідиною, утворюючи абразивне середовище	Внаслідок зносу елементів гідросистем, особливо насосів і гідромоторів
Абразивні частинки	змішуються з рідиною, утворюючи абразивне середовище	Потрапляють з повітря, особливо, якщо гідросистема негерметична
Частинки фарби	Не розчинюються. Закупорюють щілини дроселів, золотників, фільтри тощо	Потрапляють в систему внаслідок старіння фарби або її поганої адгезії з внутрішніми стінками баків
Частинки ущільнюючих матеріалів	Змішуються з рідиною. Закупорюють щілини дроселів, золотників, фільтри	Потрапляють в результаті зносу ущільнювачів, їх поганої якості, неправильного збирання
Пісок	Змішуючись з рідиною, утворює абразивне середовище	Потрапляє з труб при використані піску в якості наповнювача при згинанні труб
Волокна текстильних матеріалів	Закупорюють щілини дроселів, золотників і фільтри	Потрапляють в результаті застосування тканин при очищені елементів гідросистеми
Клейкі речовини	Закупорюють щілини дроселів, золотників і фільтри	Потрапляють при використані клейких речовин в складі матеріалу ущільнення
Деревні волокна	Засмічують щілини дроселів, золотників і фільтри	Потрапляють при використані дерев’яних пробок в отворах елементів гідро обладнання при транспортуванні
Бактерії і продукти їх життєдіяльності	Змінюють фізичні властивості рідини. Закупорюють фільтри	Потрапляють в результаті забруднення рідини бактеріями

Наявність твердих забруднень в паливах на заводах-виробниках залежить головним чином від складу промивочної води і чистоти засобів зберігання і перекачування. При промиванні палив технічною водою кількість твердих забруднювачів збільшується за рахунок частинок розміром 1 – 3 мкм. При промиванні палив конденсатом кількість забруднювачів зменшується майже вдвічі. Крім того, з палив в цьому випадку також видаляються сполуки заліза, кальцію, натрію та алюмінію.

Нафтопродукти значно забруднюються в процеси виробництва в результаті корозії заводського обладнання гетероорганічними сполуками. В продуктах корозії поряд зі значною кількістю заліза міститься кремній, кальцій, алюміній, магній та інші метали. Забруднення мають високу зольність, що досягає майже 80%, відносно малий вміст вуглецю, значний – сірки, азоту і кисню.

В теперішній час очищення нафтових палив від забруднень і води здійснюється методами відстоювання, фільтрації, центрифугування та хімічними. Найбільше поширення для очищення авіаційних палив в умовах аеропортів і на літальних апаратах отримав метод фільтрації, оснований на плині палива через пористу перегородку і затримувані на ній крапель води. В якості фільтраційних перегородок використовуються різні типи тканин, нетканні матеріали, папір, сітки, кераміка, металокераміка тощо. Аеродромні фільтри і ті, що використовуються на літаках, для очищення палив являють собою апарати періодичної або напібезперервної дії з фільтроелементами дискового, корозійного, спірального, циліндричного та інших типів.

Дослідженнями і розробкою фільтрів для очищення авіаційних палив від забруднень і емульсійної води в теперішній час займаються у всіх провідних країнах світу. Так, у США цими питаннями займається більше 40 крупних фірм, такі як MilliporFilterCorp., FramCorp. та інші, у Великобританії більше 10 крупних фірм, такі як MilliporFilterCorp., StreamLineFilterLtd. та інші, які досягли певних успіхів.

Джерелами забруднення палив і масел в деяких випадках можуть бути самі фільтр, що призначені для очищення рідини. В процесі роботи фільтроелементи частково руйнуються і їх компоненти вимиваються потоком рідини. Такого типу забруднення спостерігаються у всіх фільтрах з волокнистими наповнювачами, виготовлених, наприклад, з паперу, шерсті, целюлози, скловолокна тощо. Крім того, при використані волокнистих наповнювачів, які можуть змінити пористість при збільшені перепаду тиску, при гідроударах і пульсації тиску, затримані фільтром часточки забруднення повільно проходять через фільтроелемент і знову потрапляє в робочу рідину.

Сучасні гідравлічні системи працюють при різному тиску, який досягає 100 МПа, володіють потужністю до 6500 кВт і містять у собі сотні агрегатів різного призначення і тисячі ущільнюючих пристроїв.

В рідині будь-якої гідравлічної системи не дивлячись на наявність фільтрів і захисту систем від потрапляння забруднення знаходяться мільйони механічних часточок різних розмірів і твердості. Рухаючись разом з потоком, вони викликають підвищений знос гідроапаратури, втрату герметичності, порушення регулювань, збільшення сил тертя, а в деяких випадках і заклинювання рухомих деталей. Часточки провокують кавітаційні явища в системі, засмічують калібровані отвори і фільтри, сприяють накопиченню статичної електрики, підвищують окисніть масла та його нагароутворенню. Використання забруднених рідин призводить не тільки до різкого скорочення строків служби гідроапаратури, але й до швидкої втрати ними властивостей, необхідних для роботи в гідравлічних системах і, таким чином, до їх частої заміни.

Технологія отримання чистої рідини вимагає великих матеріальних затрат. Слід відмітити, що з покращенням якості і тонкості очищення рідини зростають і затрати на її здійснення. Тому для здешевлення цього процесу техніка фільтрації розвивається в основному по двом напрямкам:

1 – це створення фільтрів багаторазового використання з міцних матеріалів, які можуть неодноразово підлягати промиванню, не втрачаючи своїх міцнісних властивостей; розробка методів і засобів, що дозволяють здійснювати більш повну регенерацію фільтроелементів з найменшими економічними витратами. По такому шляху розвиваються бортові фільтри рідинних систем повітряних суден;

2 – це розробка фільтроелементів одноразового використання з найбільш дешевих матеріалів і створення таких технологій виготовлення фільтроелементів, які забезпечують економічно доцільну техніку отримання чистої рідини. Цей напрям розвитку очищення рідин в наш час домінує і наземних засобах фільтрації авіаційних палив. Фільтроелементи таких фільтрів, як правило, виготовляють з паперу, тканини, штучних і природних волокон.

Проблема забезпечення чистоти робочих рідин може бути вирішена лише при комплексному підході. Питання захисту систем від забруднень повинна закладатися при проектуванні, чистота повинна повністю забезпечуватися в процесі зберігання і перевезення нафтопродуктів, при виготовлені і монтажі апаратури, постійно підтримуватися при експлуатації.

Для вирішення проблеми чистоти робочих рідин необхідно: для кожної паливної, масляної і гідравлічної систем визначити гранично допустиму забрудненість рідини, при якій забезпечуються розрахункова надійність системи; розробити конструкцію приладів, що дозволяють швидко і з достатньою точністю оцінити характер і величину забрудненості рідини; мати фільтри і очисники, що дозволяють при малих затратах отримати чисті рідини з рівнем забрудненості нижче гранично допустимого, застосовувати конструкції агрегатів і матеріали для пар тертя, що мало чуттєві до забруднень в рідині; розробити систему заходів, що захищають рідину від забруднень при виготовлені, ремонті та експлуатації.

3. Фільтрація авіаційних палив

Одним із методів видалення забруднень з робочих рідин є фільтрація. Фільтрація – метод очистки рідини від твердих, а в деяких випадках і рідких, забруднень при пропусканні її через пористу перегородку.

Задача видалення забруднень вирішується з допомогою фільтрів, що встановлюються безпосередньо в гідросистемі машин і механізмів. Відповідно до прийнятої системи фільтрації авіаційних палив засоби фільтрації підрозділяють на фільтри попереднього очищення, фільтри тонкого очищення й фільтри-сепаратори.

Перший щабель фільтрації здійснюється фільтрами попереднього очищення, які встановлюються на трубопроводі, що забезпечує видаткові резервуари, а другий і третій щаблі – фільтрами тонкого очищення й фільтрами-сепараторами. Засоби фільтрації другого щабля встановлюються на складі ПММ аеропорту, а третьої – на заправних агрегатах. На складі ПММ засоби фільтрації, як правило, зосереджують в одному місці – у насосній станції або на фільтраційному пункті, які розміщаються наземно у закритих приміщеннях або на відкритих площадках.

Фільтраційні пункти включають фільтри-сепаратори, фільтри тонкого очищення, трубопровідну обв'язку, арматури й контрольно-вимірювальні прилади. У ряді випадків на пунктах фільтрації передбачаються засоби захисту від статичної електрики й автоматичні прилади контролю чистоти палив. Засоби фільтрації у фільтраційному пункті розміщаються з урахуванням наступних вимог: фільтри більше тонкого очищення встановлюються за фільтрами грубого очищення по напрямку подачі палива; фільтри-сепаратори – перед фільтрами тонкого очищення. Варто мати на увазі, що в аеропортах, розташованих у південних зонах або поблизу великих промислових підприємств, де є підвищена запиленість атмосфери перед фільтрами-сепараторами додатково встановлюються фільтри тонкого очищення.

В аеропортах приморських і річкових зон з підвищеною вологістю атмосфери перед фільтрами тонкого очищення додатково встановлюються фільтри-сепаратори. Крім того, розміщення встаткування у фільтраційному пункті не повинне утрудняти проведення монтажних, демонтажних і регламентних робіт. Із цією метою рекомендується залишати проходи між окремими групами фільтрів не менш 1 м, відстань від виступаючих частин фільтрів до стін будинку повинне бути не менш 0,5 м. Фільтри-сепаратори й фільтри тонкого очищення можуть установлюватися окремими блоками, розрахованими на певну пропускну здатність.

Включення засобів фільтрації в трубопровідну мережу системи ЦЗС виробляється за допомогою трубопровідної обв'язки, на якій монтується необхідна кількість запірних арматур. Вибір схеми обв'язки й кількості запірних арматур виробляється з урахуванням можливості послідовного відключення окремих фільтрів або їхніх блоків на період проведення профілактичних робіт без порушення роботи системи. Злив відстою палива з корпусів засобів фільтрації здійснюється по дренажних трубопроводах у заглиблений резервуар, спеціально виділений для цих цілей. Як контрольно-вимірювальні прилади у фільтраційних пунктах використаються манометри, за допомогою яких виміряється тиск на вході й виході із засобів фільтрації. Після фільтрів і фільтрів-сепараторів на фільтраційних пунктах іноді встановлюють автоматичні прилади контролю чистоти палив. У випадку виявлення підвищеного змісту забруднень і води ці прилади перемикають потік палива на повторне очищення через фільтри й фільтри-сепаратори. Найбільше поширення одержали прилади автоматичного визначення чистоти палив «Мікроскан» й «Акваскан». У процесі експлуатації здійснюється систематичний контроль за станом фільтрів по перепаду тиску. При підвищеному або зниженому перепаді тиску фільтруючий елемент підлягає заміні, тому що він або забруднений або прорваний. Технічні характеристики фільтрів визначаються властивостями фільтроматеріалів, що в них використовуються: тканин, нетканинних матеріалів, паперу, волокон, сіток. Тонкість фільтрації і пропускна спроможність – основні експлуатаційні характеристики фільтрів і фільтрів-водовідділювачів. По тонкості фільтрації фільтри для авіаПММ поділяють на фільтри грубого та тонкого очищення.

Ефективність очищення палива забезпечується при виконані наступних вимог:

- фільтрація палив повинна бути ступінчатою, з поступовим підвищенням тонкості фільтрації;

- прокачування палива не повинне перевищувати пропускної спроможності фільтрів і фільтрів водовідділювачів;

- перепад тиску повинен бути не вище і не нижче встановлених меж для даного пристрою.

В аеропортах ЦА визначена така послідовність фільтрації:

· при зливанні із залізничних цистерн і наливних суден проводиться фільтрація авіабензинів через сітчасті фільтри грубого очищення, а авіагасів – через сітчасті фільтри ФГН‑120;

· при видачі із витратних резервуарів фільтрація палива проводиться через фільтри ТФ‑10 з чохлами ТФЧ, СТ. – 500–2М і ТФ‑10 з фільтроелементами ТУБ або через фільтри ТФ‑10 з чохлами ТФЧ, СТ. – 2500 та інші;

· при заправці ПК паливо очищується у фільтрах паливозаправників, пересувних і стаціонарних заправних агрегатів системи ЦЗЛ.