Ham metalin tüp veya boruya nasıl dönüştürüldüğüne bakılmaksızın, üretim süreci yüzeyde önemli miktarda artık malzeme bırakır.Haddehanede şekillendirme ve kaynak yapma, çizim masasında çizim yapma veya kazık makinesi veya ekstruder kullanarak boy kesme işlemi yapılması, borunun veya boru yüzeyinin gresle kaplanmasına ve döküntülerle tıkanmasına neden olabilir.İç ve dış yüzeylerden temizlenmesi gereken yaygın kirleticiler arasında çekme ve kesme sırasında oluşan yağ ve su bazlı yağlayıcılar, kesme işlemlerinden kaynaklanan metal kalıntıları ve fabrika tozu ve kalıntıları yer alır.
İç mekan tesisatını ve hava kanallarını sulu solüsyonlarla veya solventlerle temizlemeye yönelik tipik yöntemler, dış mekan yüzeylerini temizlemek için kullanılanlara benzer.Bunlara yıkama, tıkama ve ultrasonik kavitasyon dahildir.Bu yöntemlerin tümü etkilidir ve onlarca yıldır kullanılmaktadır.
Elbette her işlemin sınırlamaları vardır ve bu temizleme yöntemleri de bir istisna değildir.Yıkama tipik olarak manuel bir manifold gerektirir ve sıvı boru yüzeyine yaklaştıkça yıkama sıvısının hızı azaldıkça etkinliğini kaybeder (sınır tabakası etkisi) (bkz. Şekil 1).Paketleme iyi çalışır ancak tıbbi uygulamalarda (deri altı veya luminal tüpler) kullanılanlar gibi çok küçük çaplar için çok zahmetli ve pratik değildir.Ultrasonik enerji dış yüzeylerin temizliğinde etkilidir ancak sert yüzeylere nüfuz edemez ve özellikle ürün paketlendiğinde borunun iç kısmına ulaşmakta zorluk çeker.Diğer bir dezavantaj ise ultrasonik enerjinin yüzeye zarar vermesidir.Ses kabarcıkları kavitasyonla temizlenir ve yüzeye yakın yerde büyük miktarda enerji açığa çıkar.
Bu işlemlere bir alternatif, gaz kabarcıklarının büyümesine ve sıvıyı hareket ettirmek için çökmesine neden olan vakum döngüsel çekirdeklenmedir (VCN).Temel olarak ultrasonik işlemden farklı olarak metal yüzeylere zarar verme riski yoktur.
VCN, borunun içindeki sıvıyı çalkalamak ve çıkarmak için hava kabarcıklarını kullanır.Bu, vakumda çalışan ve hem su bazlı hem de solvent bazlı akışkanlarla kullanılabilen bir daldırma işlemidir.
Bir tencerede su kaynamaya başladığında kabarcıkların oluşmasıyla aynı prensipte çalışır.Özellikle iyi kullanılmış saksılarda ilk kabarcıklar belirli yerlerde oluşur.Bu alanların dikkatli bir şekilde incelenmesi sıklıkla bu alanlardaki pürüzlülüğü veya diğer yüzey kusurlarını ortaya çıkarır.Bu alanlarda tavanın yüzeyi belirli bir sıvı hacmiyle daha fazla temas halindedir.Ayrıca bu alanlar doğal konvektif soğutmaya maruz kalmadığından hava kabarcıkları kolaylıkla oluşabilmektedir.
Kaynama ısı transferinde, sıcaklığını kaynama noktasına yükseltmek için bir sıvıya ısı aktarılır.Kaynama noktasına ulaşıldığında sıcaklığın yükselmesi durur;daha fazla ısı eklenmesi, başlangıçta buhar kabarcıkları şeklinde buharla sonuçlanır.Hızla ısıtıldığında yüzeydeki sıvının tamamı buhara dönüşür, buna film kaynaması denir.
Bir tenceredeki suyu kaynattığınızda şunlar olur: Önce tencerenin yüzeyinde belirli noktalarda hava kabarcıkları oluşur, daha sonra su çalkalanıp karıştırıldıkça su hızla yüzeyden buharlaşır.Yüzeye yakın yerlerde görünmez bir buhardır;Buhar, çevredeki havayla temas ederek soğuduğunda, su buharına yoğunlaşır ve bu, tencerenin üzerinde oluştuğunda açıkça görülebilir.
Herkes bunun 212 Fahrenheit (100 santigrat derece) sıcaklıkta gerçekleşeceğini biliyor, ancak hepsi bu değil.Bu, bu sıcaklıkta ve inç kare başına 14,7 pound (PSI [1 bar]) olan standart atmosfer basıncında gerçekleşir.Yani deniz seviyesinde hava basıncının 14,7 psi olduğu bir günde suyun deniz seviyesinde kaynama noktası 212 Fahrenheit;Aynı gün bu bölgedeki 5000 feet yükseklikteki dağlarda atmosferik basınç inç kare başına 12,2 pounddur ve burada suyun kaynama noktası 203 Fahrenheit derecedir.
VCN işlemi, sıvının sıcaklığını kaynama noktasına yükseltmek yerine, odadaki basıncı sıvının ortam sıcaklığındaki kaynama noktasına düşürür.Kaynama ısı transferine benzer şekilde, basınç kaynama noktasına ulaştığında sıcaklık ve basınç sabit kalır.Bu basınca buhar basıncı denir.Tüpün veya borunun iç yüzeyi buharla doldurulduğunda, dış yüzey, odadaki buhar basıncını korumak için gerekli olan buharı yeniler.
Kaynama ısı transferi VCN prensibini örneklese de, VCN süreci kaynama ile ters çalışır.
Seçici temizleme işlemi.Kabarcık üretimi, belirli alanları temizlemeyi amaçlayan seçici bir süreçtir.Havanın tamamının çıkarılması atmosfer basıncını buhar basıncı olan 0 psi'ye düşürür ve yüzeyde buhar oluşmasına neden olur.Büyüyen hava kabarcıkları sıvıyı tüpün veya nozülün yüzeyinden uzaklaştırır.Vakum bırakıldığında, oda atmosferik basınca geri döner ve boşaltılır, bir sonraki vakum döngüsü için tüpü taze sıvı doldurur.Vakum/basınç döngüleri genellikle 1 ila 3 saniyeye ayarlanır ve iş parçasının boyutuna ve kirliliğine bağlı olarak herhangi bir sayıda döngüye ayarlanabilir.
Bu işlemin avantajı kirli alandan başlayarak borunun yüzeyini temizlemesidir.Buhar büyüdükçe sıvı tüpün yüzeyine doğru itilir ve hızlanarak tüpün duvarlarında güçlü bir dalgalanma oluşturur.En büyük heyecan ise buharın çıktığı duvarlarda yaşanıyor.Temel olarak bu süreç sınır katmanını parçalayarak sıvıyı yüksek kimyasal potansiyele sahip yüzeye yakın tutar.Şek.Şekil 2, %0,1 sulu yüzey aktif madde çözeltisinin kullanıldığı iki işlem aşamasını göstermektedir.
Buharın oluşması için katı bir yüzeyde kabarcıkların oluşması gerekir.Bu, temizleme işleminin yüzeyden sıvıya doğru gittiği anlamına gelir.Aynı derecede önemli olan kabarcık çekirdeklenmesi, yüzeyde birleşen küçük kabarcıklarla başlar ve sonunda kararlı kabarcıklar oluşturur.Bu nedenle çekirdeklenme, borular ve boru iç çapları gibi sıvı hacmi yerine yüksek yüzey alanına sahip bölgeleri tercih eder.
Borunun içbükey eğriliğinden dolayı borunun içinde buhar oluşma olasılığı daha yüksektir.İç çapta hava kabarcıkları kolayca oluştuğundan, buhar ilk olarak burada oluşur ve tipik olarak sıvının %70 ila %80'ini yerinden çıkaracak kadar hızlıdır.Vakum fazının zirvesindeki yüzeydeki sıvı neredeyse %100 buhardır, bu da kaynama ısı transferindeki film kaynamasını taklit eder.
Çekirdeklenme işlemi hemen hemen her uzunluk veya konfigürasyondaki düz, kavisli veya bükülmüş ürünlere uygulanabilir.
Gizli tasarrufları bulun.VCN'leri kullanan su sistemleri maliyetleri önemli ölçüde azaltabilir.İşlem, tüpün yüzeyine yakın daha güçlü karışım nedeniyle yüksek kimyasal konsantrasyonlarını koruduğundan (bkz. Şekil 1), kimyasal difüzyonu kolaylaştırmak için yüksek kimyasal konsantrasyonlarına gerek yoktur.Daha hızlı işleme ve temizleme aynı zamanda belirli bir makine için daha yüksek üretkenlik sağlar, dolayısıyla ekipmanın maliyeti artar.
Son olarak, hem su bazlı hem de solvent bazlı VCN işlemleri, vakumlu kurutma yoluyla verimliliği artırabilir.Bu herhangi bir ek ekipman gerektirmez, sadece sürecin bir parçasıdır.
Kapalı oda tasarımı ve termal esneklik nedeniyle VCN sistemi çeşitli şekillerde yapılandırılabilir.
Vakum döngüsü çekirdekleme işlemi, küçük çaplı tıbbi cihazlar (solda) ve büyük çaplı radyo dalgası kılavuzları (sağda) gibi çeşitli boyut ve uygulamalardaki boru şeklindeki bileşenleri temizlemek için kullanılır.
Solvent bazlı sistemler için VCN'nin yanı sıra buhar, sprey gibi diğer temizleme yöntemleri de kullanılabilir.Bazı benzersiz uygulamalarda VCN'yi iyileştirmek için bir ultrason sistemi eklenebilir.Çözücüler kullanılırken, VCN işlemi, ilk olarak 1991'de patenti alınan vakumdan vakuma (veya havasız) işlemle desteklenir. İşlem, emisyonları ve solvent kullanımını %97 veya daha yüksek bir oranda sınırlandırır.Süreç, maruziyetin ve kullanımın sınırlandırılmasındaki etkinliği nedeniyle Çevre Koruma Ajansı ve Kaliforniya Güney Sahili Hava Kalitesi Yönetimi Bölgesi tarafından tanınmıştır.
VCN'leri kullanan solvent sistemleri uygun maliyetlidir çünkü her sistem vakumlu damıtma özelliğine sahiptir ve solvent geri kazanımını maksimuma çıkarır.Bu, solvent alımlarını ve atık imhasını azaltır.Bu işlemin kendisi solventin ömrünü uzatır;Çalışma sıcaklığı düştükçe solventin ayrışma hızı azalır.
Bu sistemler asit solüsyonlarıyla pasifleştirme veya gerekirse hidrojen peroksit veya diğer kimyasallarla sterilizasyon gibi sonradan işlemlere uygundur.VCN prosesinin yüzey aktivitesi bu tedavileri hızlı ve uygun maliyetli hale getirir ve aynı ekipman tasarımında birleştirilebilir.
Bugüne kadar VCN makineleri, sahada 0,25 mm çapa kadar küçük boruları ve çap/et kalınlığı oranı 1000:1'den büyük boruları işliyor.Laboratuvar çalışmalarında VCN'nin 1 metre uzunluğa ve 0,08 mm çapa kadar dahili kirletici bobinleri temizlemede etkili olduğu;pratikte çapı 0,15 mm'ye kadar olan açık delikleri temizleyebildi.
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, metal boru sektörüne yönelik ilk dergi olarak 1990 yılında yayın hayatına başladı.Bugün Kuzey Amerika'daki tek sektör yayını olmaya devam ediyor ve boru profesyonelleri için en güvenilir bilgi kaynağı haline geldi.
Değerli endüstri kaynaklarına kolay erişim sağlayan FABRICATOR'a tam dijital erişim artık mevcut.
Değerli sektör kaynaklarına kolay erişim sağlayan The Tube & Pipe Journal'a tam dijital erişim artık mevcut.
En son teknolojik gelişmeleri, en iyi uygulamaları ve sektör haberlerini içeren metal damgalama pazarı dergisi STAMPING Journal'a tam dijital erişimin keyfini çıkarın.
Değerli endüstri kaynaklarına kolay erişim sağlayan The Fabricator en Español dijital sürümüne tam erişim artık mevcut.
Kaynak eğitmeni ve sanatçı Sean Flottmann, canlı sohbet için Atlanta'daki FABTECH 2022'de The Fabricator podcast'ine katıldı…
Gönderim zamanı: Ocak-13-2023