Массовая доля нелетучих веществ

Введение

Я, Спиридонова Валерия Вячеславовна, студентка факультета МФХИ группы ХиИнф41, проходила технологическую практику на предприятии ОАО «Коломенский завод» в период с 30.06.2014 г. по 27.07.2014 г.

Цельтехнологической практики состоит в углублении и закреплении теоретических знаний полученных в процессе обучения и приобретения практических навыков в области производственной деятельности предприятия.

Задачи технологической практики:

- подробно ознакомиться с организационной структурой предприятия;

- изучить техники и технологии производства основных процессов; веществ и продуктов на предприятии;

- изучить характера планирования деятельности предприятия, материально-технического снабжения, метрологии;

- выявить причины возникновения дефектов при переработке сырья и изготовлении готовых продуктов (изделий);

- изучить ассортимент продуктов, выпускаемых предприятием;

- познакомиться с нормативно-технической документацией по идентификации и планированию процессов производства, влияющих на качество продукции;

- развить интерес, организаторские способности, творческую инициативу к избранной профессии;

- воспитать ответственность за порученное дело, участок работы.

Общие сведения о предприятии

Название предприятия

Полное наименование - открытое акционерное общество холдинговая компания

«Коломенский завод»

Сокращенное наименование – ОАО «Коломенский завод»

Местонахождение

Московская область, город Коломна, ул. Партизан, 42

Коломенский завод основан в 1863 году военным инженером Амандом Егоровичем Струве, получившим подряд на постройку железнодорожного моста через реку Оку в Коломне.

ОАО «Коломенский завод» – крупнейшее предприятие России, специализирующееся в области железнодорожного и энергетического машиностроения, производство продукции основано на базе собственных конструкторско-технологических разработок.

Основные направления деятельности предприятия: проектирование, промышленное производство и сервисное обслуживание магистральных локомотивов (пассажирские и грузовые тепловозы, пассажирские электровозы), дизельных агрегатов (среднеоборотные дизели и дизель-генераторы для тепловозов, электростанций, большегрузных самосвалов, судов).

Продукция

ОАО «Коломенский завод» является единственным в России производителем магистральных пассажирских тепловозов, создателем первых отечественных образцов магистральных скоростных пассажирских электровозов переменного тока ЭП200, пассажирских электровозов постоянного тока ЭП2К, грузовых тепловозов 2ТЭ70. Пассажирские тепловозы ТЭП70, серийно выпускавшиеся с 1988г. по 2006 гг., обеспечивают значительную часть пассажирских перевозок на неэлектрифицированных участках железных дорог России и стран ближнего зарубежья. ОАО «Коломенский завод» - крупнейший в России поставщик среднеоборотных двигателей мощностью 450-5000 кВт.

На протяжении всего периода практику я проходила в Центральной заводской лаборатории (ЦЗЛ), которая является структурным подразделением ОАО «Коломенский завод». В этой лаборатории осуществляется проведение контроля, анализов, испытаний, исследований материалов для выявления их соответствия установленным требованиям.

Первая часть

ОАО «Коломенский завод» имеет производство с полным замкнутым циклом. Производственный комплекс состоит из металлургического, заготовительного, сварочно-сборочного, механосборочного производств. На территории завода расположено 28 цехов основного производства и 15 цехов вспомогательного производства, в том числе - специализированные цехи, участки производства продукции по новейшим технологиям (Структура управления: Приложение 1). Коломенский завод имеет современную конструкторско-технологическую и экспериментально-исследовательскую базы. В состав предприятия входят крупные конструкторские подразделения по дизелестроению и локомотивостроению. На предприятии осуществляется полная техническая подготовка производства, включая предпроектные НИР, проектирование, изготовление, испытания, экспериментальную доводку опытных образцов, технологическую и организационно-материальную подготовку производства. Технологические процессы предусматривают различные виды испытаний как отдельных деталей и узлов, так и изделий в целом. В процессе разработки новой продукции, доводки выпускаемой продукции и подготовки производства конструкторско-технологические подразделения активно используют САПР всех уровней и пакеты инженерного анализа.

Центральная заводская лаборатория

Центральная заводская лаборатория (далее по тексту - ЦЗЛ) является структурным подразделением ОАО «Коломенский завод», осуществляющим проведение контроля, анализов, испытаний, исследований материалов для выявления их соответствия установленным требованиям.

Основными целями ЦЗЛ являются:

1. Своевременное и качественное выполнение лабораторного контроля качества материалов, сырья, продукции и пр. при соблюдении технологических условий, стандартов, требований нормативных документов системы качества

2. Разработка, внедрение и совершенствование используемых материалов и технологических процессов с соблюдением требований нормативных документов, действующих в системе качества.

3. Повышение конкурентоспособности продукции предприятия.

Для достижения поставленных перед ЦЗЛ целей необходимо выполнить следующие задачи:

1. Проведение научно-исследовательских и экспериментальных работ.

2. Внедрение в производство прогрессивных технологий, нового технологического и контрольного оборудования и приборов.

3. Контроль за технологической дисциплиной.

ЦЗЛ включает в себя множество лабораторий (см. структура ЦЗЛ - Приложении 2), крупные из них – это механическая, литейная, химическая, коррозионная. Каждая специализируется в своей области и осуществляет точные методы контроля производства.

Коррозионная лаборатория

Лаборатория создана в конце 40-х годов. Начальниками лаборатории работали Киреева М.А., Шапиро Л.С., Горенкова В.И., с 2001 г. – Баранова О.В.

Лаборатория внесла огромный вклад в освоение и внедрение новых гальванических, лакокрасочных покрытий и материалов, клеёв, герметиков, консервирующих, пассивирующих и обезжиривающих средств, а также совершенствование существующих технологий и процессов. Всего разрабо-тано более 100 технологических инструкций. В том числе в гальваническом производстве: по хромированию поршневых колец, головок, клапанов и других деталей, бронзированию, меднению, цинкованию, лужению, фосфатированию и оксидированию, нанесению покрытий олово – свинец и медь-олово-свинец на вкладыши и втулки. Внедрена новая система окраски локомотивов с применением современных лакокрасочных материалов на основе полиуретановых и алкидно-уретановых эмалей, эпоксидных и сополимерных грунтовок и шпатлёвок на полиэфирной основе, позволяющих обеспечить срок службы (долговечность) лакокрасочных покрытий на наружных поверхностях локомотивов до 8 лет и дизелей до 6 лет, внедрены специальные покрытия для шумо-вибро изоляции, теплоизоляционные покрытия. Внедрены материалы для защиты от фреттинг-коррозии, антифрикционные покрытия ВАП-2 и ТСП-1Д тронков поршней, вкладышей, подшипников. Внедрены современные сополимерные клеи и герметики для фиксации и герметизации резьбовых, вал-втулочных, фланцевых соединений, приклейки и герметизации изделий остекления и блоков подвижных окон.

Эти работы позволили значительно повысить триботехнические характеристики деталей, работающих в условиях трения, износа, фреттинг-коррозии, обеспечить защиту деталей от коррозии, повысить эксплуатации-онную надёжность и срок службы деталей дизелей и локомотивов.

Лаборатория выполняет также контроль лакокрасочных материалов и покрытий, гальванопокрытий, клеёв и герметиков, противокоррозионных средств, исследует причины выхода из строя деталей с покрытиями при эксплуатации, проводит исследование деталей, поступающих по кооперации, проводит авторское травление плунжеров топливного насоса.

Лаборатория оснащена всеми приборами, необходимыми для выполнения анализов и проведения исследовательских работ.

Краткая характеристика основной продукции, выпускаемой на ОАО «Коломенский завод»:

Электровоз ЭП2К – магистральный пассажирский шестиосный локомотив постоянного тока мощностью 4800 кВт, предназначен для вождения пассажирских поездов на железных дорогах РФ колеи 1520 мм.

Тепловоз ТЭП70БС – односекционный пассажирский локомотив с электрической передачей переменно-постоянного тока с системой энергоснабжения вагонов поезда и тепловозов ТЭП70У. Предназначены для пассажирских перевозок на магистральных железных дорогах колеи 1520 (1524) мм.

Тепловоз 2ТЭ70 – магистральный грузовой с двумя шестиосными секциями мощностью 6000 кВт локомотив с электрической передачей переменно-постоянного тока, унифицированный по основным узлам с пассажирскими тепловозами ТЭП70 и ТЭП70БС, предназначен для вождения грузовых поездов на дорогах РФ колеи 1520 мм.

Темой практики на ОАО «Коломенский завод» стало изучение нанесения лакокрасочных покрытий (лкп) и специальных покрытий на выпускаемые предприятиями локомотивы.

Лакокрасочные покрытия наносятся на изделия с целью защиты их от коррозии и придания товарного вида, специальные покрытия являются теплоизоляционными, защищают от вибрации и шума.

Лакокрасочные покрытия наружных и внутренних поверхностей тепловозов и электровозов должны соответствовать требованиям ГОСТ 31365-2008, ГОСТ 12.2.056-81, ГОСТ 23852-79, чертежей и настоящей инструкции.

Цвет лакокрасочного покрытия выбирается по международной цветовой картотеке RAL за исключением лакокрасочных материалов, для которых соответствие картотеке RAL не определено.

Лакокрасочные покрытия тепловозов и электровозов в зависимости от коррозионного фактора, воздействия на окрашенную поверхность и требований к внешнему декоративному виду классифицируются :

а) по защитным свойствам – стойкости к воздействию климатических факторов макроклиматического района и особой среды ;

б) по качеству отделки – классам покрытия.

Стойкость лакокрасочного покрытия к воздействию климатического фактора внешней среды определяется группой условий эксплуатации по ГОСТ 9.104-79 на основании категории размещения окрашиваемой поверхности и макроклиматического района эксплуатации.

Внешний вид лакокрасочных покрытий тепловозов и электровозов характеризуется цветом, фактурой, качеством исполнения, классифицируется по классам отделки по ГОСТ 9.032-74.

Срок службы (долговечность) лакокрасочных покрытий на наружных металлических поверхностях кузовов при использовании материалов на полиуретановой основе – 7 –8 лет, алкидных и водно-дисперсионных материалов – 5 лет; на внутренних металлических поверхностях кузовов, имеющих облицовку – 18 лет, на ходовой части – 2 года.

К качеству металлических поверхностей, подлежащих окрашиванию, для каждого класса покрытия предъявляют требования в соответствии с требованиями ГОСТ 9.032-74.

Толщина комплексного лакокрасочного покрытия на наружных поверхностях электровозов и тепловозов, включая грунтовку, шпатлевку и эмаль, должна быть не более 2000 мкм, толщина на поверхностях без шпатлевки должна быть не менее 120 мкм без лака и 160 мкм – с лаком, допускаются отдельные участки с толщиной лакокрасочного покрытия без шпатлевки не менее 80 мкм.

Толщина слоя антикоррозионного шумоизоляционного покрытия на внутренних поверхностях кабины машиниста, подлежащих облицовке: на полу и стенах на уровне 500 мм от пола – не менее 2000 мкм, на остальных поверхностях – не менее 1500 мкм. Толщина антикоррозионного шумоизоляционного покрытия на внутренних поверхностях машинного отделения не регламентируется.

Качество окраски тепловозов и электровозов определяется соблюдением и четким выполнением технологического процесса окрашивания и применением качественных лакокрасочных материалов.

Применяемые лакокрасочные материалы должны соответствовать требованиям установленных на них стандартов и технических условий, иметь сертификат или паспорт качества, соответствовать сроку годности.

Окраска тепловозов (типа ТЭП 70БС) и электровозов представляет комплекс малярных работ :

1. Подготовку поверхности под окраску. Поверхности электровозов и тепловозов, деталей и сборочных единиц, подготовленных к окрашиванию, должны быть сухими, обеспыленными, не иметь загрязнений маслами и смазками. Подготовка металлических поверхностей тепловозов, электровозов, их деталей и сборочных единиц должна соответствовать требованиям ГОСТ 9.402-2004.

2. Грунтование. Металлические внутренние и наружные поверхности тепловозов, электровозов, деталей и сборочных единиц, подлежащих окрашиванию, должны быть загрунтованы с целью создания надежного антикоррозионного слоя, обеспечивающего высокую прочность сцепления лакокрасочного покрытия с основным металлом. Поверхности деталей и сборочных единиц из черных и цветных металлов, которые в дальнейшем будут окрашены алкидно-уретановой эмалью АУ-1518 «Универсал-люкс» должны быть загрунтованы антикоррозионной алкидно-уретановой грунтовкой АУ-0179.

3.Шпатлевание. Шпатлевание производят с целью выравнивания дефектов поверхности в технически обоснованных случаях. Выравнивание отдельных глубоких неровностей, сварных швов, стыков, заточек, забоин должно производиться шпатлевкой полиэфирной 2К с наполнителем – стекловолокном GLAS фирмы " CARSISTEM".

4. Окраска. Поверхности электровозов и тепловозов должны быть окрашены согласно схемам (см. Приложение 4 и Приложение 5). Количество наносимых слоев эмали определяется предъявляемыми требованиями к защитным свойствам покрытия и декоративному виду. Наружные металлические поверхности обшивки кузова должны окрашиваться атмосферостойкими Helios эмалями 2К PUR 3:1 внутренние поверхности – алкидно-уретановой эмалью АУ-1518 «Универсал-люкс» или алкидно-уретановой эмалью АУ-1518Р согласно цветографическому решению на тепловозы и электровозы и техническим требованиям чертежей. На все системные трубопроводы должны быть нанесены отличительные и знаки – кольца и стрелки эмалью ПФ-115 в цвета, соответствующие условному цвету системы :

- коричневый – масляная система ;

- зеленый – водяная система;

- голубой – воздушная система ;

- желтый – топливная система

- красный – система пожаротушения.

5. Нанесение знаков. Нанесение знаков производить согласно инструкциям ЭП2К.00.00.000И, ТЭП 70А.00.00.00И, ТЭП70У.00.00.00И, 2ТЭ70.00.01.000И. Перед нанесением места, на которые будут наноситься требуемые знаки, протереть салфеткой, смоченной антисиликоновым чистящим средством и выдержать в течение 20 минут. Нанесение выносных элементов и знаков на тепловозы и электровозы выполнять по трафарету, вырезанному из ватмана согласно графическому решению.

6. Лакирование. После выполнения приклейки цветографических элементов на кузовах локомотивов при помощи самоклеющейся пленки "ORACAL" с целью увеличения срока службы пленки, придания блеска и увеличения срока службы лакокрасочных покрытий на наружные поверхности локомотивов следует нанести Helios 2K PUR бесцветный лак.

7. Нанесение специальных материалов (Нанесение шумоизоляционного антикоррозионного материала на водной основе "ПРИМ БАРЬЕР W", теплоизоляционного керамического жидкого покрытия " TSM Ceramic (Thermal Safety), применение пассивирующего консервационного водоэмульсионного состава "ЭМВАК-1" и т.д.).

В ходе технологической практики я ознакомилась с организационной структурой предприятия, его технологическим оборудованием. Мною были проанализированы методики и документы, определяющие специфику производства. Была ознакомлена с Финансово-экономическими показателями ОАО «Коломенский завод» за 2008-2010 гг. (см. Приложение 3).Более подробно ознакомилась со структурой Центральной заводской лаборатории, а именно поработала в коррозионной лаборатории. Там произвела самостоятельно анализ пробы грунт-эмали «Эмакоут 7320 ЖД».

Вторая часть

К основным свойства жидких лакокрасочных систем (прозрачных и непро­зрачных) относятся:

химические (содержание основного вещества, отдельных компонентов, не­летучих и летучих веществ, водорастворимых солей, воды, золы и др., кислот­ное число, pH и др.);

физико-химические (плотность, вязкость, продолжительность высыхания (от­верждения), укрывистость (для непрозрачных материалов));

малярно-технические (сорность, степень перетира, наносимость, «розлив», стекаемость).

Важнейшее значение имеет контроль качества в процессе производства и выпуска готового лакокрасочного материала, а также при последующей ок­раске изделий.

Контроль качества в лакокрасочной промышленности включает проверку соответствия сырья, полупродуктов и готовой продукции нормам показателей, установленным для них действующими государственными стандартами (ГОСТ), отраслевыми стандартами (ОСТ) и техническими условиями (ТУ). Контролю, а при необходимости тем или иным видам испытаний должны подвергаться сырье и полупродукты как получаемые от поставщиков, так и производимые на данном предприятии.

При производстве эмалей контроль ведут на стадиях замеса (проверка од­нородности и смачиваемости), перетира (степень которого определяют по методу клина), составления эмали (проверка цвета, вязкости, укрывистости, продолжительности высыхания, содержания нелетучих веществ), а после окончательной очистки проверяют внешний вид пленки эмали.

Индивидуальное задание

– проведение анализа пробы грунт-эмали «Эмакоут 7320 ЖД». Изготовитель : ЗАО «ЭМЛАК», г. Санкт-Петербург, партия № 140, дата изготовления – июнь 2014 г. Анализ проводится по заявке Корпусно-сварочного цеха.

Цель работы – провести исследование пробы эмали на соответствие требованиям ТУ по показателям:

- физико-химическим: цвет, условная вязкость, укрывистость;

- физико-механическим: твёрдость плёнки, прочность покрытия при изгибе и ударе, адгезии лакокрасочного материала;

- химическим: содержании нелетучих веществ;

- малярно-техническим: степень перетира.

Методики проведения анализа:

1. Цвет – методом визуального сравнения с каталогом RAL;

2. Условная вязкость по ГОСТ 8420 –74 по вискозиметру с диаметром сопла 4 мм;

3. Массовая доля нелетучих веществ по ГОСТ Р 52487-2010;

4. Укрывистость – по ГОСТ 8784-75;

5. Твёрдость плёнки – по ГОСТ 5233-89 на приборе МЭ-3;

6. Эластичность пленки при изгибе – по ГОСТ 6806-73;

7. Прочность при ударе - по ГОСТ 4765-73 на приборе У-1;

8. Адгезия лкп – по ГОСТ 15140-78 по методу решетчатых надрезов. Надрезы выполняются ножом-адгезиметром «КН1».

9. Степени перетира – по ГОСТ Р 52753-2007 при помощи гиндометра «Клин».

10. Время высыхания по ГОСТ 19007-73 при помощи гири.

По результатам анализа оформить бланки исследования.

Грунт-эмаль Эмакоут 7320 ЖД представляет собой суспензию пигментов наполнителей в растворе винилового сополимера. Предназначена для противокоррозионной защиты наружных и внутренних поверхностей грузовых вагонов, при строительстве и ремонте и т.д. Гарантийный срок хранения грунт-эмали – 8 месяцев.

Ход работы

Цвет.

Определение цвета эмали проводится методом визуального сравнения с каталогом RAL.

Результат исследования: цвет совпадает с цветом каталога RAL: RAL 7012

Внешний вид.

Результат исследования: однородная матовая поверхность. Соответствует ТУ 2313-048-31953544-2006

По ТУ 2313-048-31953544-2006: Однородная матовая поверхность.

Условная вязкость эмали.

Условная вязкость эмали измеряется при помощи специального прибора – вискозиметра. За условную вязкость лакокрасочных материалов принимают время непрерывного истечения в секундах определенного объема испытуемого материала через калибровочное сопло вискозиметра типа ВЗ-246. В ходе анализа был использован вискозиметр с диаметром сопла 4 мм.

Проведение анализа:

Под сопло вискозиметра ставят сосуд . Отверстие сопла закрывают пальцем, испытуемый материал наливают в вискозиметр с избытком, чтобы образовался выпуклый мениск над верхним краем вискозиметра. Наполнят вискозиметр медленно, чтобы предотвратить образование пузырьков воздуха. Избыток материала и образовавшиеся пузырьки воздуха удаляют при помощи стеклянно пластинки или алюминиевого диска, сдвигаемых по верхнему краю воронки в горизонтальном направлении таким образом, чтобы не образовалось воздушной прослойки.

Открывают отверстие сопла и одновременно с появлением испытуемого материала из сопла включают секундомер. В момент первого прерывания струи испытуемого материала секундомер останавливают и отсчитывают время истечения.

Обработка результатов:

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов не менее трех измерений времени истечения в секундах.

Результат исследования: 37с.

По ГОСТ 8420 –74: не менее 40с.

Массовая доля нелетучих веществ.

Нелетучее вещество – это остаток, получаемый после испарения летучих компонентов ЛКМ в определенных условиях испытания.

Проведение анализа:

Обезжиривают и очищают чашку. Для повышения сходимости результатов рекомендуется высушить чашку в сушильном шкафу.

Определяют массу чистой сухой чашки m0 с точностью до 1 мг. Взвешивают пробу для испытаний с точностью до 1 мг в чашке (m1) и равномерно распределяют ее по дну чашки тонким слоем.

После взвешивания помещают чашку в сушильный шкаф, предварительно нагретый до заданной или согласованной температуры (145°С). Выдерживают чашку в шкафу в течение заданного или установленного по согласованию времени нагрева.

Взвешивают чашку с остатком (m2) с точностью до 1 мг. (Проводят испытания до постоянной массы).

Обработка результатов:

Массовую долю нелетучих веществ НВ, %, вычисляют по формуле:

НВ =((m2 – m0)/ (m1 – m0))*100,

где m2 — масса чашки с остатком, г;

m0 — масса пустой чашки, г;

m1 — масса чашки с пробой для испытаний, г.

НВ=(3.66-2.61/4.43-2.61) = 58%

Результат исследования: 58%

По ГОСТ Р 52487-2010: 42-60%

Укрывитость.

За укрывистость принимают способность лакокрасочного мате­риала при равномерном нанесении на одноцветную поверхность де­лать невидимым цвет последней или при нанесении на черно-бе­лую подложку уменьшать контрастность между черной и белой по­верхностями до исчезновения разницы между ними.

Сущность метода заключается в нанесении слоев лакокрасоч­ного материала на стеклянную пластинку до прекращения просве­чивания черных и белых квадратов шахматной доски, подложен­ной под стеклянную пластинку.

Проведение анализа:

На стеклянную пластинку (размер 90×120 мм), подготовленную по ГОСТ 8832—76 и взвешенную с погрешностью не более 0,0002 г, наносят один или два слоя лакокрасочного материала. Под стеклянную пластинку с нанесенными слоями лакокрасочного материала подкладываю шахматную доску и при рассеянном отраженном дневном свете наблюдают, просвечивают ли черные или белые квадраты шахмат­ной доски. Если квадраты просвечивают, то наносят следующие слои до тех пор, пока разница между черными и белыми квадра­тами подложенной шахматной доски окончательно не исчезнет. После полного укрытия окрашенную стеклянную пластинку взве­шивают с погрешностью не более 0,0002 г. Перед взвешиванием и высушиванием необходимо удалять подтеки лакокрасочного мате­риала с обратной стороны и с ребер пластинки. Каждый раз перед нанесением нового слоя лакокрасочный материал перемешивают.

Вид продукта для разбавления лакокрасочного материала до рабочей вязкости, величина рабочей вязкости, количество олифы и пигмента, метод нанесения лакокрасочного материала на сте­клянные пластинки, режим сушки или отсутствие сушки должны быть указаны в нормативно-технической документации на лако­красочный материал или пигмент.

Обработка результатов:

Укрывистость высушенной пленки (D), в г/м² вычисляют по формуле

D=(m₁-m₀)*92.6

где m₀— масса неокрашенной стеклянной пластинки, г;

m₁ — масса пластинки с высушенной пленкой, г.

D=(120.3-119.4)*92.6=83.34 г/м²

Результат исследования: 83.34 г/м²

По ГОСТ 8784-75: не более 100 г/м²