Olenemata sellest, kuidas toormetallist toru või toru valmistatakse, jätab tootmisprotsess pinnale märkimisväärse koguse jääkmaterjali.Vormimine ja keevitamine valtspingil, joonistuslauale joonistamine või kuhja või ekstruuderi kasutamine, millele järgneb pikkuseks lõikamine, võib põhjustada toru või toru pinna kattumist rasvaga ja ummistuda prahiga.Levinud saasteained, mida tuleb sise- ja välispindadelt eemaldada, on tõmmates ja lõikamisel tekkivad õli- ja veepõhised määrdeained, lõiketöödel tekkiv metallipraht ning tehasetolm ja praht.
Tüüpilised siseruumide torustiku ja õhukanalite puhastamise meetodid, olgu siis vesilahuste või lahustitega, on sarnased välispindade puhastamisel kasutatavatele.Nende hulka kuuluvad loputamine, ummistamine ja ultraheli kavitatsioon.Kõik need meetodid on tõhusad ja neid on kasutatud aastakümneid.
Loomulikult on igal protsessil piirangud ja need puhastusmeetodid pole erand.Loputamiseks on tavaliselt vaja käsitsi kollektorit ja see kaotab oma efektiivsuse, kuna loputusvedeliku kiirus väheneb, kui vedelik läheneb toru pinnale (piirkihi efekt) (vt joonis 1).Pakkimine toimib hästi, kuid on väga töömahukas ja ebapraktiline väga väikese läbimõõduga, näiteks meditsiinilistes rakendustes kasutatavate (subkutaansete või luminaalsete torude) puhul.Ultrahelienergia puhastab tõhusalt välispindu, kuid see ei suuda läbida kõvasid pindu ja sellel on raskusi toru sisemusse jõudmisega, eriti kui toode on komplektis.Teine puudus on see, et ultrahelienergia võib pinda kahjustada.Helimullid puhastatakse kavitatsiooniga, vabastades pinna lähedal suurel hulgal energiat.
Nende protsesside alternatiiviks on vaakumtsükliline tuumastumine (VCN), mis põhjustab gaasimullide kasvu ja kokkuvarisemist, et vedelikku liigutada.Põhimõtteliselt, erinevalt ultraheli protsessist, ei ohusta see metallpindade kahjustamist.
VCN kasutab õhumulle, et segada ja eemaldada vedelik toru sisemusest.See on vaakumis töötav sukeldumisprotsess, mida saab kasutada nii vee- kui ka lahustipõhiste vedelikega.
See töötab samal põhimõttel, et kui vesi potis keema hakkab, tekivad mullid.Esimesed mullid tekivad teatud kohtades, eriti hästi kasutatud pottides.Nende alade hoolikas kontrollimine paljastab sageli nendes piirkondades kareduse või muid pinna ebatäiuslikkust.Just nendes piirkondades puutub panni pind rohkem kokku teatud koguse vedelikuga.Lisaks, kuna need alad ei allu loomulikule konvektiivsele jahutamisele, võivad õhumullid kergesti tekkida.
Keevas soojusülekandes kantakse soojus üle vedelikule, et tõsta selle temperatuur keemistemperatuurini.Kui keemistemperatuur on saavutatud, peatub temperatuur tõusmast;rohkem soojust lisades tekib aur, esialgu aurumullidena.Kiirel kuumutamisel muutub kogu pinnal olev vedelik auruks, mida nimetatakse kilekeemiseks.
Poti vee keetmisel juhtub nii: esmalt tekivad poti pinnal teatud kohtades õhumullid ning seejärel, kui vett segatakse ja segatakse, aurustub vesi pinnalt kiiresti ära.Pinna lähedal on see nähtamatu aur;kui aur jahtub kokkupuutel ümbritseva õhuga, kondenseerub see veeauruks, mis on poti kohal tekkides selgelt nähtav.
Kõik teavad, et see juhtub temperatuuril 212 kraadi Fahrenheiti (100 kraadi Celsiuse järgi), kuid see pole veel kõik.See juhtub sellel temperatuuril ja standardsel atmosfäärirõhul, mis on 14,7 naela ruuttolli kohta (PSI [1 bar]).Teisisõnu, päeval, mil õhurõhk merepinnal on 14,7 psi, on vee keemistemperatuur merepinnal 212 kraadi Fahrenheiti;Samal päeval mägedes 5000 jala kõrgusel selles piirkonnas on atmosfäärirõhk 12,2 naela ruuttolli kohta, kus vee keemistemperatuur oleks 203 kraadi Fahrenheiti järgi.
Selle asemel, et tõsta vedeliku temperatuuri keemistemperatuurini, alandab VCN-protsess rõhku kambris ümbritseva keskkonna temperatuuril vedeliku keemistemperatuurini.Sarnaselt keeva soojusülekandega, kui rõhk jõuab keemispunktini, jäävad temperatuur ja rõhk konstantseks.Seda rõhku nimetatakse aururõhuks.Kui toru või toru sisepind on täidetud auruga, täiendab välispind kambris aururõhu säilitamiseks vajalikku auru.
Kuigi keev soojusülekanne näitab VCN-i põhimõtet, töötab VCN-protsess keetmisega pöördvõrdeliselt.
Valikuline puhastusprotsess.Mullide tekitamine on selektiivne protsess, mille eesmärk on teatud piirkondade puhastamine.Kogu õhu eemaldamine vähendab atmosfäärirõhku 0 psi-ni, mis on aururõhk, mis põhjustab auru moodustumist pinnale.Kasvavad õhumullid tõrjuvad vedeliku toru või düüsi pinnalt välja.Kui vaakum vabastatakse, naaseb kamber atmosfäärirõhule ja see puhastatakse, värske vedelik täidab toru järgmise vaakumtsükli jaoks.Vaakumi/rõhu tsüklid on tavaliselt seatud 1 kuni 3 sekundile ja neid saab seadistada mis tahes arvule tsüklitele, olenevalt tooriku suurusest ja saastumisest.
Selle protsessi eeliseks on see, et see puhastab toru pinda alates saastunud alast.Auru kasvades surutakse vedelik toru pinnale ja see kiireneb, tekitades toru seintele tugeva lainetuse.Suurim elevus tekib seinte juures, kus aur kasvab.Põhimõtteliselt lõhub see protsess piirkihi, hoides vedelikku kõrge keemilise potentsiaaliga pinna lähedal.Joonisel fig.2 on näidatud kaks protsessi etappi, milles kasutatakse 0,1% pindaktiivse aine vesilahust.
Auru tekkeks peavad tahkele pinnale tekkima mullid.See tähendab, et puhastusprotsess läheb pinnalt vedelikku.Sama oluline on see, et mullide moodustumine algab väikeste mullidega, mis ühinevad pinnal, moodustades lõpuks stabiilsed mullid.Seetõttu eelistab tuumastumine vedelikumahu asemel suure pindalaga piirkondi, näiteks torusid ja torude siseläbimõõtu.
Toru nõgusa kumeruse tõttu tekib toru sees suurema tõenäosusega auru.Kuna siseläbimõõdul tekivad kergesti õhumullid, tekib seal kõigepealt ja piisavalt kiiresti aur, et tavaliselt tõrjuda välja 70–80% vedelikust.Vaakumfaasi tipus olev vedelik on peaaegu 100% aur, mis jäljendab kile keemist keevas soojusülekandes.
Tuuma moodustamise protsess on rakendatav peaaegu igasuguse pikkuse või konfiguratsiooniga sirgete, kõverate või keerdunud toodete puhul.
Leidke peidetud säästud.VCN-e kasutavad veesüsteemid võivad kulusid oluliselt vähendada.Kuna protsess säilitab kemikaalide kõrge kontsentratsiooni tänu tugevamale segunemisele toru pinna lähedal (vt joonis 1), ei ole kemikaalide kõrgeid kontsentratsioone vaja kemikaalide difusiooni hõlbustamiseks.Kiirem töötlemine ja puhastamine toob kaasa ka antud masina suurema tootlikkuse, suurendades seega seadmete maksumust.
Lõpuks võivad nii vee- kui ka lahustipõhised VCN-i protsessid suurendada tootlikkust vaakumkuivatamise kaudu.See ei nõua lisavarustust, see on vaid osa protsessist.
Tänu suletud kambri disainile ja termilisele paindlikkusele saab VCN-süsteemi konfigureerida mitmel viisil.
Vaakumtsükli tuumamisprotsessi kasutatakse erineva suuruse ja kasutusega torukujuliste komponentide, näiteks väikese läbimõõduga meditsiiniseadmete (vasakul) ja suure läbimõõduga raadiolainejuhtide (paremal) puhastamiseks.
Lahustipõhiste süsteemide puhul saab lisaks VCN-ile kasutada ka muid puhastusmeetodeid, nagu aur ja pihustus.Mõnes ainulaadses rakenduses saab VCN-i täiustamiseks lisada ultrahelisüsteemi.Lahustite kasutamisel toetab VCN-i protsessi vaakum-vaakum (või õhuvaba) protsess, mis patenteeriti esmakordselt 1991. aastal. Protsess piirab heitkoguseid ja lahusti kasutamist 97% või rohkem.Keskkonnakaitseagentuur ja California lõunaranniku õhukvaliteedi juhtimise piirkond on tunnustanud protsessi selle tõhususe eest kokkupuute ja kasutamise piiramisel.
VCN-e kasutavad lahustisüsteemid on kulutõhusad, kuna iga süsteem on võimeline vaakumdestilleerimiseks, maksimeerides lahusti regenereerimist.See vähendab lahustite ostmist ja jäätmete kõrvaldamist.See protsess ise pikendab lahusti eluiga;lahusti lagunemise kiirus töötemperatuuri langedes väheneb.
Need süsteemid sobivad järeltöötluseks, näiteks passiveerimiseks happelahustega või vajadusel steriliseerimiseks vesinikperoksiidi või muude kemikaalidega.VCN-protsessi pinnaaktiivsus muudab need töötlused kiireks ja kulutõhusaks ning neid saab kombineerida samasse seadmekujundusse.
Siiani on VCN-i masinad põllul töödelnud torusid, mille läbimõõt on kuni 0,25 mm, ja torusid, mille läbimõõdu ja seina paksuse suhe on suurem kui 1000:1.Laboratoorsetes uuringutes oli VCN efektiivne kuni 1 meetri pikkuste ja 0,08 mm läbimõõduga sisemiste saastepoolide eemaldamisel;praktikas suutis see puhastada kuni 0,15 mm läbimõõduga auke.
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 käivitati 1990. aastal kui esimene metalltorutööstusele pühendatud ajakiri.Tänaseks on see Põhja-Ameerikas ainus tööstusväljaanne ja sellest on saanud toruspetsialistide kõige usaldusväärsem teabeallikas.
Täielik digitaalne juurdepääs seadmele FABRICATOR on nüüd saadaval, pakkudes lihtsat juurdepääsu väärtuslikele tööstusressurssidele.
Täielik digitaalne juurdepääs The Tube & Pipe Journalile on nüüd saadaval, pakkudes lihtsat juurdepääsu väärtuslikele tööstusressurssidele.
Nautige täielikku digitaalset juurdepääsu ajakirjale STAMPING Journal, metallistantsimise turu ajakirjale, mis sisaldab uusimaid tehnoloogilisi edusamme, parimaid tavasid ja valdkonna uudiseid.
Täielik juurdepääs The Fabricator en Español digitaalsele väljaandele on nüüd saadaval, pakkudes lihtsat juurdepääsu väärtuslikele tööstusressurssidele.
Keevitusinstruktor ja kunstnik Sean Flottmann liitus Atlantas FABTECH 2022. aastal toimuva The Fabricatori podcastiga, et vestelda otseülekandes…
Postitusaeg: 13. jaanuar 2023