Nepriklausomai nuo to, kaip iš neapdoroto metalo gaminamas vamzdis ar vamzdis, gamybos proceso metu ant paviršiaus lieka daug likutinių medžiagų.Formuojant ir suvirinant ant valcavimo staklyno, piešiant ant braižymo stalo arba naudojant polių ar ekstruderį, po kurio atliekamas pjaustymas iki ilgio, vamzdis arba vamzdžio paviršius gali pasidengti riebalais ir užsikimšti šiukšlėmis.Įprasti teršalai, kuriuos reikia pašalinti nuo vidinių ir išorinių paviršių, yra alyvos ir vandens pagrindo tepalai, susidarę tempiant ir pjovus, metalo nuolaužos, susidariusios pjovimo operacijose, ir gamyklos dulkės bei šiukšlės.
Įprasti patalpų vandentiekio ir oro kanalų valymo metodai, nesvarbu, ar tai būtų vandeniniai tirpalai, ar tirpikliai, yra panašūs į tuos, kurie naudojami lauko paviršių valymui.Tai apima praplovimą, užkimšimą ir ultragarsinę kavitaciją.Visi šie metodai yra veiksmingi ir naudojami dešimtmečius.
Žinoma, kiekvienas procesas turi apribojimų, ir šie valymo metodai nėra išimtis.Skalavimui paprastai reikia rankinio kolektoriaus ir praranda savo efektyvumą, nes praplovimo skysčio greitis mažėja, kai skystis artėja prie vamzdžio paviršiaus (ribinio sluoksnio efektas) (žr. 1 pav.).Pakavimas veikia gerai, tačiau yra labai sunkus ir nepraktiškas labai mažo skersmens, pvz., naudojamų medicinos reikmėms (poodiniams arba luminaliniams vamzdeliams).Ultragarso energija veiksmingai valo išorinius paviršius, tačiau ji negali prasiskverbti pro kietus paviršius ir sunkiai pasiekia vamzdžio vidų, ypač kai gaminys yra surištas.Kitas trūkumas yra tai, kad ultragarso energija gali pažeisti paviršių.Garso burbuliukai išvalomi kavitacijos būdu, šalia paviršiaus išleidžiant didelį kiekį energijos.
Alternatyva šiems procesams yra vakuuminis ciklinis branduolių susidarymas (VCN), dėl kurio dujų burbuliukai auga ir žlunga, kad judėtų skystis.Iš esmės, skirtingai nei ultragarsinis procesas, jis nekelia pavojaus pažeisti metalinius paviršius.
VCN naudoja oro burbuliukus, kad sumaišytų ir pašalintų skystį iš vamzdžio vidaus.Tai panardinimo procesas, kuris veikia vakuume ir gali būti naudojamas tiek su vandens, tiek su tirpiklių pagrindu pagamintais skysčiais.
Jis veikia tuo pačiu principu, kaip burbuliukai susidaro, kai puode pradeda virti vanduo.Pirmieji burbuliukai susidaro tam tikrose vietose, ypač gerai naudojamuose vazonuose.Kruopštus šių vietų patikrinimas dažnai atskleidžia šiose vietose nelygumus ar kitus paviršiaus trūkumus.Būtent šiose vietose keptuvės paviršius labiau liečiasi su tam tikru skysčio tūriu.Be to, kadangi šiose vietose nėra natūralaus konvekcinio aušinimo, gali lengvai susidaryti oro burbuliukai.
Virinant šilumą, šiluma perduodama skysčiui, kad jo temperatūra pakiltų iki virimo taško.Kai pasiekiama virimo temperatūra, temperatūra nustoja kilti;pridedant daugiau šilumos susidaro garai, iš pradžių garų burbuliukų pavidalu.Greitai kaitinant, visas paviršiuje esantis skystis virsta garais, kurie vadinami plėvelės virimu.
Štai kas nutinka užvirinus puodą su vandeniu: iš pradžių tam tikrose puodo paviršiaus vietose susidaro oro burbuliukai, o paskui vandenį maišant ir maišant, vanduo greitai išgaruoja nuo paviršiaus.Netoli paviršiaus tai nematomi garai;kai garai atvėsta nuo sąlyčio su aplinkiniu oru, jie kondensuojasi į vandens garus, kurie aiškiai matomi susidarę virš puodo.
Visi žino, kad tai įvyks esant 212 laipsnių pagal Farenheitą (100 laipsnių Celsijaus), bet tai dar ne viskas.Tai atsitinka esant tokiai temperatūrai ir standartiniam atmosferos slėgiui, kuris yra 14,7 svaro kvadratiniame colyje (PSI [1 baras]).Kitaip tariant, dieną, kai oro slėgis jūros lygyje yra 14,7 psi, vandens virimo temperatūra jūros lygyje yra 212 laipsnių pagal Farenheitą;tą pačią dieną kalnuose 5000 pėdų aukštyje šiame regione atmosferos slėgis yra 12,2 svaro kvadratiniame colyje, kur vandens virimo temperatūra būtų 203 laipsniai pagal Farenheitą.
Užuot pakėlus skysčio temperatūrą iki virimo taško, VCN procesas sumažina slėgį kameroje iki skysčio virimo temperatūros aplinkos temperatūroje.Panašiai kaip virimo šilumos perdavimas, kai slėgis pasiekia virimo tašką, temperatūra ir slėgis išlieka pastovūs.Šis slėgis vadinamas garų slėgiu.Kai vidinis vamzdžio ar vamzdžio paviršius užpildomas garais, išorinis paviršius papildo garus, reikalingus garų slėgiui kameroje palaikyti.
Nors virimo šilumos perdavimas parodo VCN principą, VCN procesas veikia atvirkščiai.
Atrankinis valymo procesas.Burbulų generavimas yra selektyvus procesas, kuriuo siekiama išvalyti tam tikras sritis.Pašalinus visą orą, atmosferos slėgis sumažėja iki 0 psi, tai yra garų slėgis, todėl ant paviršiaus susidaro garai.Augantys oro burbuliukai išstumia skystį nuo vamzdelio ar antgalio paviršiaus.Kai vakuumas išleidžiamas, kamera grįžta į atmosferos slėgį ir išvaloma, o vamzdelį užpildo šviežias skystis kitam vakuumo ciklui.Vakuumo / slėgio ciklai paprastai nustatomi nuo 1 iki 3 sekundžių ir gali būti nustatyti bet kokiam ciklų skaičiui, atsižvelgiant į ruošinio dydį ir užterštumą.
Šio proceso pranašumas yra tas, kad jis valo vamzdžio paviršių, pradedant nuo užterštos vietos.Garams augant, skystis stumiamas į vamzdelio paviršių ir greitėja, todėl vamzdelio sienelėse susidaro stiprus bangavimas.Didžiausias jaudulys kyla prie sienų, kur auga garai.Iš esmės šis procesas suardo ribinį sluoksnį, išlaikant skystį arti didelio cheminio potencialo paviršiaus.Ant pav.2 pavaizduoti du proceso etapai, naudojant 0,1 % vandeninį paviršinio aktyvumo medžiagos tirpalą.
Kad susidarytų garai, ant kieto paviršiaus turi susidaryti burbuliukai.Tai reiškia, kad valymo procesas pereina nuo paviršiaus iki skysčio.Ne mažiau svarbu ir tai, kad burbuliukų formavimasis prasideda nuo mažyčių burbuliukų, kurie susilieja paviršiuje ir galiausiai sudaro stabilius burbuliukus.Todėl branduolių susidarymas yra palankus regionams, kurių paviršiaus plotas didesnis nei skysčio tūris, pvz., vamzdžiai ir vamzdžių vidinis skersmuo.
Dėl įgaubto vamzdžio išlinkimo vamzdžio viduje dažniau susidaro garai.Kadangi vidiniame skersmenyje lengvai susidaro oro burbuliukai, ten pirmiausia susidaro garai ir pakankamai greitai, kad paprastai išstumtų 70–80 % skysčio.Paviršiuje esantis skystis, esantis vakuuminės fazės smailėje, yra beveik 100% garų, kurie imituoja plėvelės virimą verdant šilumą.
Brandinimo procesas taikomas beveik bet kokio ilgio ar konfigūracijos tiesiems, lenktiems arba susuktiems gaminiams.
Raskite paslėptas santaupas.Vandens sistemos, kuriose naudojamos VCN, gali žymiai sumažinti išlaidas.Kadangi procesas palaiko aukštą cheminių medžiagų koncentraciją dėl stipresnio maišymosi šalia vamzdelio paviršiaus (žr. 1 pav.), didelės cheminių medžiagų koncentracijos nereikia, kad būtų palengvinta cheminių medžiagų difuzija.Greitesnis apdorojimas ir valymas taip pat padidina tam tikros mašinos našumą, todėl padidėja įrangos kaina.
Galiausiai, tiek vandens, tiek tirpiklių VCN procesai gali padidinti produktyvumą džiovinant vakuume.Tam nereikia jokios papildomos įrangos, tai tik dalis proceso.
Dėl uždaros kameros konstrukcijos ir šiluminio lankstumo VCN sistemą galima konfigūruoti įvairiais būdais.
Vakuuminio ciklo branduolių formavimo procesas naudojamas įvairaus dydžio ir pritaikymo vamzdiniams komponentams, pvz., mažo skersmens medicinos prietaisams (kairėje) ir didelio skersmens radijo bangolaidžiams (dešinėje), valyti.
Sistemoms, kurių pagrindą sudaro tirpikliai, be VCN galima naudoti kitus valymo metodus, tokius kaip garai ir purškimas.Kai kuriose unikaliose programose, siekiant pagerinti VCN, galima pridėti ultragarso sistemą.Naudojant tirpiklius, VCN procesas palaikomas vakuumo-vakuuminiu (arba beoriu) procesu, pirmą kartą patentuotu 1991 m. Šis procesas riboja emisijas ir tirpiklio naudojimą iki 97 % ar daugiau.Aplinkos apsaugos agentūra ir Kalifornijos pietinės pakrantės oro kokybės valdymo rajonas pripažino šį procesą už jo veiksmingumą ribojant poveikį ir naudojimą.
Tirpiklių sistemos, kuriose naudojamos VCN, yra ekonomiškos, nes kiekviena sistema gali distiliuoti vakuume ir maksimaliai padidinti tirpiklio atgavimą.Tai sumažina tirpiųjų pirkimų ir atliekų šalinimą.Šis procesas pats prailgina tirpiklio tarnavimo laiką;tirpiklio skilimo greitis mažėja mažėjant darbinei temperatūrai.
Šios sistemos yra tinkamos tolesniam apdorojimui, pavyzdžiui, pasyvavimui rūgšties tirpalais arba sterilizavimui vandenilio peroksidu ar kitomis cheminėmis medžiagomis, jei reikia.Dėl VCN proceso paviršiaus aktyvumo šie apdorojimai yra greiti ir ekonomiški, be to, juos galima sujungti toje pačioje įrangos konstrukcijoje.
Iki šiol VCN mašinose buvo apdorojami net 0,25 mm skersmens vamzdžiai ir vamzdžiai, kurių skersmens ir sienelės storio santykis didesnis nei 1000:1.Laboratorinių tyrimų metu VCN efektyviai pašalino vidinius teršalų ritinius iki 1 metro ilgio ir 0,08 mm skersmens;praktiškai jis galėjo išvalyti iki 0,15 mm skersmens skylutes.
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 buvo išleistas 1990 m. kaip pirmasis žurnalas, skirtas metalinių vamzdžių pramonei.Šiandien jis išlieka vienintelis pramonės leidinys Šiaurės Amerikoje ir tapo patikimiausiu informacijos šaltiniu vamzdžių specialistams.
Dabar pasiekiama visa skaitmeninė prieiga prie FABRICATOR, suteikianti lengvą prieigą prie vertingų pramonės išteklių.
Dabar yra visapusiška skaitmeninė prieiga prie „The Tube & Pipe Journal“, suteikianti lengvą prieigą prie vertingų pramonės išteklių.
Mėgaukitės visapusiška skaitmenine prieiga prie STAMPING Journal – metalo štampavimo rinkos žurnalo, kuriame pateikiami naujausi technologiniai pasiekimai, geriausia praktika ir pramonės naujienos.
Dabar yra visapusiška prieiga prie „The Fabricator en Español“ skaitmeninio leidimo, suteikianti lengvą prieigą prie vertingų pramonės išteklių.
Suvirinimo instruktorius ir menininkas Seanas Flottmannas prisijungė prie „The Fabricator“ podcast'o „FABTECH 2022“ Atlantoje ir tiesioginiam pokalbiui…
Paskelbimo laikas: 2023-01-13