Технические пособия

Технологии очистки металлических деталей Технологии очистки оптических деталей

Современные технологии автоматизированной очистки поверхностей металлических изделий. Часть 1. Водные процессы

 

На сегодняшний день в индустрии металлообработки для очистки поверхностей металлических изделий от смазок, остатков СОЖ, лубрикантов, других производственных загрязнений органического характера широко используются технологии жидкостной очистки. Применяются как жидкости на водной основе (водные растворы щелочных моющих средств), так и жидкости на основе растворителей. Данная статья открывает серию публикаций, посвященных вопросам очистки изделий. В ней будут рассмотрены процессы водной очистки с применением растворов моющих средств.

Водные растворы моющих средств

Очистка поверхностей деталей с применением водных растворов моющих средств является популярным решением. Для обезжиривания поверхности металлических изделий, удаления остатков СОЖ, как правило, применяют водные растворы щелочных моющих средств. В большинстве случаев, для работы с растворами применяется специализированное технологическое оборудование. Ручная очистка с применением водных растворов неэффективна. Существует два основных варианта реализации данной технологии, различающиеся видом агитации жидкости в процессе очистки – ультразвуковая очистка и струйная. В рамках данной статьи мы не рассматриваем такие виды агитации, как: вибрация, струи в объеме жидкости. Обычно, процесс очистки строится из 3-х этапов: отмывка в водном растворе щелочного моющего средства, ополаскивание в воде, сушка. Данный процесс позволяет эффективно и с минимальными затратами осуществить удаление широкого спектра масляных и жировых загрязнений с поверхности изделий.

Системы ультразвуковой очистки

В большинстве случаев системы очистки с применением водных растворов моющих средств в ультразвуковых ваннах применяются для очистки изделий, обладающих небольшими массогабаритными показателями.

В зависимости от организации процесса очистки на каждом конкретном предприятии, системы ультразвуковой очистки могут состоять как из отдельно стоящих ультразвуковых ванн (рис.1), так и представлять собой модульные системы ультразвуковой очистки с ручным или роботизированным переносом корзин с изделиями между камерами очистки (рис.2).

Ультразвуковые ванны Elmasonic серии S

Рис.1. Отдельно стоящие ультразвуковые ванны Elmasonic серии S.

6

Рис.2. Модульные системы ультразвуковой очистки Elmasonic Xtra Pro Line.

При использовании ванновых систем очистки возможно осуществлять не только очистку изделий, но и нанесение консервационных покрытий на их поверхность для обеспечения продолжительного хранения изделий. Нанесение консервационных покрытий осуществляется погружением изделий в соответствующий раствор.

Ультразвуковые системы очистки модульного типа, в зависимости от типа удаляемых загрязнений с поверхности изделий, комплектуются маслоотделителями и системами фильтрации моющего раствора. Маслоотделители служат для удаления масел с поверхности жидкости, что минимизирует перенос масляных загрязнений в последующие ванны для ополаскивания, снижает расход промывочной жидкости и повышает качество очистки изделий. Системы фильтрации позволяют удалять механические загрязнения из нижних слоев жидкости в ваннах. Попавшая в процессе очистки в ванну стружка под воздействием ультразвуковой агитации обладает абразивным эффектом и воздействует на внутреннюю поверхность ванны, приводя к ее повреждению. В этой связи, в случае, если предполагается очистка изделий от стружки, рекомендуется оснащать ванны системой фильтрации моющего раствора. Помимо стружки, в фильтры попадают частицы нерастворенных загрязнений. Таким образом, фильтрация жидкости позволяет продлить ее срок жизни, улучшить качество очистки, предотвратить возможные повреждения оборудования.

В случае, если изделия представляют собой сложные конструкции, имеющие скрытые полости, глухие отверстия, сквозные резьбовые отверстия, для повышения эффективности процесса ультразвуковой очистки часто бывает целесообразно осуществлять вертикальное качение или вращение корзины с изделиями в процессе очистки. Данная функция также может быть реализована с применением специальных систем качения и вращения, которыми оснащаются ультразвуковые ванны.

Серьезным ограничением на использование систем ультразвуковой очистки на основе отдельно стоящих, либо модульных систем ваннового типа, является невозможность использования большинства органических растворителей в ваннах по причине их пожароопасности. Однако, существует серия ультразвуковых ванн, в которых допускается использование растворителей с точкой вспышки более +55°С. Ванны серии Elmasonic X-tra LSM (рис. 3) могут использоваться в качестве отдельностоящих единиц очистки и в качестве элементов модульных систем. Стоит отметить, что большинство традиционных органических растворителей, используемых в промышленности для обезжиривания деталей (спирт, бензин, ацетон) обладают точкой вспышки ниже +55°С и, в этой связи, их использование в ультразвуковых ваннах невозможно по причине пожароопасности.

Станина для вертикальной осцилляции корзины в процессе очистки

Рис.3. Ультразвуковая ванна Elmasonic серии LSM

Струйные системы очистки

Как уже было сказано, в большинстве случаев, очистка в ультразвуковых ваннах применяется для удаления загрязнений с поверхности малогабаритных изделий. При необходимости очистки крупногабаритных деталей, обладающих весом в несколько десятков или сотен килограмм, наиболее целесообразно использовать струйные системы очистки камерного типа, реализующие принцип очистки «струи в воздухе» (рис. 4).

bupi-cleaner-hp

Рис.4. Установка струйной очистки камерного типа BUPI CLEANER

Данные системы также позволяют осуществлять очистку деталей в водных растворах моющих средств. Использование растворителей в системах струйной очистки недопустимо.

В процессе очистки деталей моющий раствор под давлением подается на обрабатываемую поверхность изделий через форсунки, расположенные в рабочей камере. В результате химического воздействия жидкости на загрязнения и механической агитации процесса, технология струйной очистки позволяет эффективно удалять загрязнения с поверхности изделий. Установки струйной очистки, как правило, осуществляют полный цикл обработки изделий, включая очистку, ополаскивание и сушку в одной рабочей камере. Жидкости циркулируют внутри системы по замкнутому контуру, проходя через маслоотделитель и систему фильтров, что обеспечивает длительный срок жизни моющих средств и стабильное качество очистки поверхностей.

Существует несколько различных концепций систем струйной очистки:

– системы очистки камерного типа с перемещением изделий относительно стационарно зафиксированных форсунок (рис. 4);

– системы очистки камерного типа с перемещением форсунок относительно стационарно зафиксированных изделий;

– системы очистки конвейерного типа, обладающие высокой производительностью;

– системы очистки погружного типа, применяемые для очистки труб и других длинномерных деталей.

Процессы очистки в водных растворах моющих средств с последующим ополаскиванием в воде и сушкой широко применяются в промышленности по причине своей высокой эффективности, простоты реализации процесса и его экологичности. Большинство водных растворов, представленных на рынке, являются биоразлагаемыми, существуют четко прописанные в инструкциях методики их утилизации.

Очистка поверхностей металлических деталей в водных растворах моющих средств – доступная альтернатива использованию растворителей.

Читать текст статьи