Neatkarīgi no tā, kā no neapstrādāta metāla tiek izgatavota caurule vai caurule, ražošanas process atstāj ievērojamu daudzumu atlikuma uz virsmas.Formēšana un metināšana uz velmētavas, zīmēšana uz rasēšanas galda vai pāļu vai ekstrūdera izmantošana, kam seko sagriešana pēc garuma, var izraisīt caurules vai caurules virsmas pārklājumu ar smērvielu un aizsērēšanu ar gružiem.Parastie piesārņotāji, kas jānoņem no iekšējām un ārējām virsmām, ir uz eļļas un ūdens bāzes izgatavoti smērvielas no vilkšanas un griešanas, metāla atkritumi no griešanas darbībām un rūpnīcas putekļi un gruveši.
Tipiskās metodes iekštelpu santehnikas un gaisa vadu tīrīšanai, izmantojot ūdens šķīdumus vai šķīdinātājus, ir līdzīgas tām, ko izmanto āra virsmu tīrīšanai.Tie ietver skalošanu, aizbāžņu un ultraskaņas kavitāciju.Visas šīs metodes ir efektīvas un ir izmantotas gadu desmitiem.
Protams, katram procesam ir ierobežojumi, un šīs tīrīšanas metodes nav izņēmums.Skalošanai parasti ir nepieciešams manuāls kolektors, un tas zaudē savu efektivitāti, jo skalošanas šķidruma ātrums samazinās, šķidrumam tuvojoties caurules virsmai (robežslāņa efekts) (sk. 1. attēlu).Iepakojums darbojas labi, taču ir ļoti darbietilpīgs un nepraktisks ļoti maziem diametriem, piemēram, tiem, ko izmanto medicīnā (zemādas vai luminālās caurules).Ultraskaņas enerģija ir efektīva ārējo virsmu tīrīšanai, taču tā nevar iekļūt cietās virsmās, un tai ir grūtības sasniegt caurules iekšpusi, īpaši, ja produkts ir komplektā.Vēl viens trūkums ir tas, ka ultraskaņas enerģija var izraisīt virsmas bojājumus.Skaņas burbuļus notīra kavitācija, virsmas tuvumā atbrīvojot lielu daudzumu enerģijas.
Alternatīva šiem procesiem ir vakuuma cikliskā kodēšana (VCN), kas izraisa gāzes burbuļu augšanu un sabrukumu, lai pārvietotu šķidrumu.Būtībā, atšķirībā no ultraskaņas procesa, tas neriskē bojāt metāla virsmas.
VCN izmanto gaisa burbuļus, lai maisītu un izņemtu šķidrumu no caurules iekšpuses.Šis ir iegremdēšanas process, kas darbojas vakuumā un var tikt izmantots gan ar šķidrumiem uz ūdens bāzes, gan uz šķīdinātāju bāzes.
Tas darbojas pēc tāda paša principa, kā burbuļi veidojas, kad ūdens katlā sāk vārīties.Atsevišķās vietās veidojas pirmie burbuļi, īpaši labi izmantotos podos.Rūpīgi pārbaudot šīs vietas, bieži vien šajās vietās tiek atklāts raupjums vai citas virsmas nepilnības.Tieši šajās vietās pannas virsma vairāk saskaras ar noteiktu šķidruma tilpumu.Turklāt, tā kā šīs zonas nav pakļautas dabiskai konvektīvai dzesēšanai, var viegli veidoties gaisa burbuļi.
Viršanas siltuma pārnesē siltums tiek pārnests uz šķidrumu, lai paaugstinātu tā temperatūru līdz vārīšanās temperatūrai.Kad ir sasniegta viršanas temperatūra, temperatūra pārstāj celties;pievienojot vairāk siltuma, rodas tvaiks, sākotnēji tvaika burbuļu veidā.Ātri karsējot, viss šķidrums uz virsmas pārvēršas tvaikos, ko sauc par plēves viršanu.
Lūk, kas notiek, uzvārot katlu ar ūdeni: vispirms noteiktos punktos uz katla virsmas veidojas gaisa burbuļi, un pēc tam, ūdeni maisot un maisot, ūdens ātri iztvaiko no virsmas.Netālu no virsmas tas ir neredzams tvaiks;kad tvaiki atdziest no saskares ar apkārtējo gaisu, tie kondensējas ūdens tvaikos, kas ir skaidri redzams, veidojoties virs katla.
Ikviens zina, ka tas notiks pie 212 grādiem pēc Fārenheita (100 grādiem pēc Celsija), taču tas vēl nav viss.Tas notiek šajā temperatūrā un standarta atmosfēras spiedienā, kas ir 14,7 mārciņas uz kvadrātcollu (PSI [1 bar]).Citiem vārdiem sakot, dienā, kad gaisa spiediens jūras līmenī ir 14,7 psi, ūdens viršanas temperatūra jūras līmenī ir 212 grādi pēc Fārenheita;tajā pašā dienā kalnos 5000 pēdu augstumā šajā reģionā atmosfēras spiediens ir 12,2 mārciņas uz kvadrātcollu, kur ūdens viršanas temperatūra būtu 203 grādi pēc Fārenheita.
Tā vietā, lai paaugstinātu šķidruma temperatūru līdz tā viršanas temperatūrai, VCN process pazemina spiedienu kamerā līdz šķidruma viršanas temperatūrai apkārtējās vides temperatūrā.Līdzīgi kā vārīšanās siltuma pārnese, kad spiediens sasniedz viršanas temperatūru, temperatūra un spiediens paliek nemainīgi.Šo spiedienu sauc par tvaika spiedienu.Kad caurules vai caurules iekšējā virsma ir piepildīta ar tvaiku, ārējā virsma papildina tvaiku, kas nepieciešams tvaika spiediena uzturēšanai kamerā.
Lai gan vārīšanās siltuma pārnese ir VCN principa piemērs, VCN process darbojas apgriezti vārīšanai.
Selektīvs tīrīšanas process.Burbuļu veidošana ir selektīvs process, kura mērķis ir attīrīt noteiktas zonas.Noņemot visu gaisu, atmosfēras spiediens samazinās līdz 0 psi, kas ir tvaika spiediens, izraisot tvaika veidošanos uz virsmas.Augošie gaisa burbuļi izspiež šķidrumu no caurules vai sprauslas virsmas.Kad vakuums tiek atbrīvots, kamera atgriežas pie atmosfēras spiediena un tiek iztīrīta, svaigs šķidrums piepilda cauruli nākamajam vakuuma ciklam.Vakuuma/spiediena cikli parasti ir iestatīti uz 1 līdz 3 sekundēm, un tos var iestatīt uz jebkuru ciklu skaitu atkarībā no apstrādājamā priekšmeta izmēra un piesārņojuma.
Šī procesa priekšrocība ir tā, ka tas attīra caurules virsmu, sākot no piesārņotās vietas.Tvaikiem augot, šķidrums tiek nospiests uz caurules virsmu un paātrinās, radot spēcīgu viļņošanos uz caurules sienām.Vislielākais uztraukums rodas pie sienām, kur aug tvaiki.Būtībā šis process nojauc robežslāni, saglabājot šķidrumu tuvu augsta ķīmiskā potenciāla virsmai.Uz att.2. attēlā parādīti divi procesa posmi, izmantojot 0,1% virsmaktīvās vielas ūdens šķīdumu.
Lai veidotos tvaiks, uz cietas virsmas jāveidojas burbuļiem.Tas nozīmē, ka tīrīšanas process iet no virsmas uz šķidrumu.Tikpat svarīgi, ka burbuļu veidošanās sākas ar sīkiem burbuļiem, kas saplūst virspusē, galu galā veidojot stabilus burbuļus.Tāpēc nukleācija dod priekšroku reģioniem ar lielu virsmas laukumu salīdzinājumā ar šķidruma tilpumu, piemēram, caurulēm un cauruļu iekšējais diametrs.
Caurules ieliektā izliekuma dēļ caurules iekšpusē, visticamāk, veidosies tvaiks.Tā kā gaisa burbuļi viegli veidojas pie iekšējā diametra, tvaiki veidojas vispirms un pietiekami ātri, lai parasti izspiestu 70% līdz 80% šķidruma.Šķidrums virsmā vakuuma fāzes maksimumā ir gandrīz 100% tvaiks, kas imitē plēves viršanu verdošā siltuma pārnesē.
Kodolēšanas process ir piemērojams gandrīz jebkura garuma vai konfigurācijas taisniem, izliektiem vai savītiem izstrādājumiem.
Atrodiet slēptos ietaupījumus.Ūdens sistēmas, kurās izmanto VCN, var ievērojami samazināt izmaksas.Tā kā process saglabā augstu ķīmisko vielu koncentrāciju, pateicoties spēcīgākai sajaukšanai caurules virsmas tuvumā (sk. 1. attēlu), augstas ķīmisko vielu koncentrācijas nav vajadzīgas, lai atvieglotu ķīmisko vielu difūziju.Ātrāka apstrāde un tīrīšana nodrošina arī augstāku konkrētās mašīnas produktivitāti, tādējādi palielinot iekārtas izmaksas.
Visbeidzot, gan uz ūdens bāzes, gan uz šķīdinātāju balstīti VCN procesi var palielināt produktivitāti, izmantojot vakuuma žāvēšanu.Tam nav nepieciešams papildu aprīkojums, tā ir tikai daļa no procesa.
Slēgtās kameras konstrukcijas un termiskās elastības dēļ VCN sistēmu var konfigurēt dažādos veidos.
Vakuuma cikla kodēšanas process tiek izmantots dažādu izmēru un pielietojumu cauruļveida komponentu, piemēram, maza diametra medicīnas ierīču (pa kreisi) un liela diametra radioviļņvadu (pa labi), tīrīšanai.
Sistēmām, kuru pamatā ir šķīdinātājs, papildus VCN var izmantot arī citas tīrīšanas metodes, piemēram, tvaiku un aerosolu.Dažos unikālos lietojumos var pievienot ultraskaņas sistēmu, lai uzlabotu VCN.Izmantojot šķīdinātājus, VCN procesu atbalsta vakuuma-vakuuma (vai bezgaisa) process, kas pirmo reizi patentēts 1991. gadā. Process ierobežo emisijas un šķīdinātāja izmantošanu līdz 97% vai vairāk.Vides aizsardzības aģentūra un Kalifornijas Dienvidkrasta gaisa kvalitātes pārvaldības apgabals ir atzinuši procesu par tā efektivitāti iedarbības un lietošanas ierobežošanā.
Šķīdinātāju sistēmas, kurās izmanto VCN, ir rentablas, jo katra sistēma spēj veikt vakuumdestilāciju, maksimāli palielinot šķīdinātāja reģenerāciju.Tas samazina šķīdinātāju iepirkumus un atkritumu izvešanu.Šis process pats par sevi pagarina šķīdinātāja kalpošanas laiku;šķīdinātāja sadalīšanās ātrums samazinās, samazinoties darba temperatūrai.
Šīs sistēmas ir piemērotas pēcapstrādei, piemēram, pasivēšanai ar skābes šķīdumiem vai sterilizācijai ar ūdeņraža peroksīdu vai citām ķīmiskām vielām, ja nepieciešams.VCN procesa virsmas aktivitāte padara šīs apstrādes ātras un rentablas, un tās var apvienot vienā aprīkojuma dizainā.
Līdz šim VCN iekārtas laukā ir apstrādājušas caurules, kuru diametrs ir līdz 0,25 mm, un caurules, kuru diametra un sienas biezuma attiecība ir lielāka par 1000:1.Laboratorijas pētījumos VCN bija efektīvs iekšējo piesārņotāju spoles noņemšanā līdz 1 metram garas un 0,08 mm diametrā;praksē tas varēja iztīrīt caurumus līdz 0,15 mm diametrā.
Dr. Donald Gray is President of Vacuum Processing Systems and JP Schuttert oversees sales, PO Box 822, East Greenwich, RI 02818, 401-397-8578, contact@vacuumprocessingsystems.com.
Dr. Donald Gray is President of Vacuum Processing Systems and JP Schuttert oversees sales, PO Box 822, East Greenwich, RI 02818, 401-397-8578, contact@vacuumprocessingsystems.com.
Tube & Pipe Journal tika izlaists 1990. gadā kā pirmais žurnāls, kas veltīts metāla cauruļu nozarei.Mūsdienās tā joprojām ir vienīgā nozares publikācija Ziemeļamerikā un ir kļuvusi par visuzticamāko informācijas avotu cauruļu profesionāļiem.
Tagad ir pieejama pilna digitāla piekļuve FABRICATOR, nodrošinot vieglu piekļuvi vērtīgiem nozares resursiem.
Tagad ir pieejama pilna digitālā piekļuve The Tube & Pipe Journal, nodrošinot vieglu piekļuvi vērtīgiem nozares resursiem.
Izbaudiet pilnīgu digitālo piekļuvi STAMPING Journal, metāla štancēšanas tirgus žurnālam ar jaunākajiem tehnoloģiju sasniegumiem, labāko praksi un nozares jaunumiem.
Tagad ir pieejama pilna piekļuve The Fabricator en Español digitālajam izdevumam, nodrošinot vieglu piekļuvi vērtīgiem nozares resursiem.
Metināšanas instruktors un mākslinieks Šons Flotmans pievienojās The Fabricator aplādei FABTECH 2022 izstādē Atlantā, lai tiešraidē tērzētu…
Izlikšanas laiks: 13. janvāris 2023. gada laikā