Šta zapravo kontaminira vaš radni komad? Kompletan vodič za industrijsko čišćenje kontaminanata i odgovarajuće procese

Prikaz

Odabir industrijske mašine za čišćenje treba započeti s jednim osnovnim pitanjem: Koji zagađivači su zapravo prisutni na radnom komadu?

Metalne strugotine, ulje i tekućine za rezanje, ostaci pijeska od jezgre, neravnine i kamenac ili hrđa imaju vrlo različite fizičke i hemijske karakteristike. Kao rezultat toga, potrebni mehanizmi čišćenja, nivoi pritiska, hemija čišćenja, filtracija i redoslijed procesa također mogu biti potpuno različiti.

Za automobilske komponente, blokove motora, glave cilindara, kućišta, osovine i druge precizno obrađene dijelove, identifikacija vrste kontaminacije je osnova za razvoj efikasnog industrijskog procesa čišćenja.

Ovaj članak objašnjava glavne vrste industrijskih zagađivača, kako se oni pričvršćuju za radne komade, koji se mehanizmi čišćenja obično koriste i kako se više zagađivača treba tretirati u kombinovanom procesu.

1. Zašto identifikacija zagađivača treba biti prije odabira opreme

Uobičajena greška tokom projekta industrijskog čišćenja je započeti pitanjem:

"Koliko košta čišćenje jednog bloka motora?"

Međutim, bez razumijevanja šta zapravo kontaminira komponentu, teško je definirati ispravnu konfiguraciju opreme.

Mašina može imati dovoljan pritisak, ali koristiti neodgovarajuću hemiju za čišćenje. Može imati dovoljan protok, ali ne dopire do unutrašnjih prolaza za ulje. Može efikasno ukloniti velike čestice, a pritom ostaviti uljni film ili fine ostatke.

Priroda kontaminacije određuje tri osnovna zahtjeva:

• Kako treba odvojiti kontaminant
• Koliko mehaničke ili hemijske energije je potrebno
• Kako treba uhvatiti uklonjenu kontaminaciju i spriječiti njeno ponovno taloženje

Nakon što se ovi faktori definišu, mnogo je lakše odrediti potreban sistem čišćenja.

2. Metalni komadići: Neizbježni nusprodukt mašinske obrade

Metalni komadići nastaju tokom bušenja, glodanja, razvrtanja, honanja, tokarenja i drugih mašinskih operacija. Budući da su obično napravljeni od istog materijala kao i radni komadić, mogu se pojaviti kao uvijeni komadići, slomljene čestice ili fini metalni ostaci.

Glavni izazov je što se strugotine mogu mehanički zaglaviti u:

• S vrpcima
• Unakrsno izbušeni prolazi
• Ulje galerija
• Raskršća između unutrašnjih prolaza
• Uske šupljine i uglovi

Preporučeni pristup čišćenju

Metalne strugotine se uglavnom uklanjaju putem mehaničko čišćenje .

Tipičan proces može kombinovati:

Turbulentno čišćenje → ciljano čišćenje visokim pritiskom → čišćenje umetanjem → filtracija i uklanjanje strugotine

Turbulentno čišćenje omogućava široku pokrivenost cijele komponente, dok se ciljano čišćenje fokusira na kritične otvore i teško dostupna područja. Čišćenje umetanjem može se proširiti direktno na unutrašnje prolaze.

Filtracija je podjednako važna. Ako uklonjene strugotine ostanu suspendovane u tekućini za čišćenje i kontinuirano se recirkuliraju, mogu se ponovo taložiti na radnom komadu.

Stoga, kapacitet filtracije i ispuštanje zagađivača su sastavni dio sistema za čišćenje, a ne naknadna misao.

3. Ulje, tekućine za rezanje i ulja protiv hrđe: Jako prilijepljena kontaminacija

Tekućine za rezanje, ulja za obradu, hidraulička ulja i ulja protiv hrđe mogu ostati na radnim komadima nakon obrade i skladištenja.

Za razliku od rastresitih komadića, kontaminacija uljem često formira kontinuirani film ili emulgirani sloj na površini metala. Stoga, čisti udar vode često nije dovoljan za potpuno uklanjanje.

Preporučeni pristup čišćenju

Kontaminacija uljem obično zahtijeva kombinaciju hemijsko djelovanje i mehaničko čišćenje .

Tipičan proces na bazi vode može uključivati:

• Kontrolisano zagrijavanje za smanjenje viskoznosti ulja
• Hemija za čišćenje na bazi vode za emulgiranje i disperziju
• Turbulentno čišćenje za uklanjanje širokih površina
• Ciljano čišćenje pod visokim pritiskom za teško dostupna područja
• Ispiranje radi uklanjanja preostalih hemikalija za čišćenje i suspendovane kontaminacije

To je jedan od razloga zašto industrijski sistemi za čišćenje mogu biti dizajnirani za rad na sobnoj temperaturi ili za kontrolirano zagrijavanje, ovisno o radnom komadu, hemiji, kontaminaciji i proizvodnim zahtjevima.

Tačnu radnu temperaturu treba odrediti prema hemijskom sastavu čišćenja, materijalu radnog komada, karakteristikama kontaminacije, dizajnu opreme i potrebnim performansama čišćenja, umjesto da se pretpostavlja da je jedna temperatura pogodna za svaku primjenu.

Upravljanje otpadom i uljem

Teška kontaminacija uljem također utiče na sam sistem za čišćenje.

U zavisnosti od procesa, oprema može zahtijevati:

• Odvajanje ulja i vode
• Filtriranje
• Ispuštanje mulja ili ostataka
• Ekstrakcija uljne magle
• Upravljanje cirkulacijom tekućine za čišćenje

Cilj nije samo uklanjanje ulja sa radnog komada, već i sprečavanje nakupljanja uklonjene kontaminacije u procesnom sistemu i njenog vraćanja na naredne dijelove.

4. Ostaci jezgrenog pijeska: Tipičan izazov lijevanja

Lijevane komponente poput blokova motora, glava cilindara, kućišta i kućišta osovina mogu sadržavati zaostale dijelove pijeska iz procesa lijevanja.

Tokom lijevanja, jezgra se koriste za stvaranje unutrašnjih šupljina kao što su vodene obloge i uljne komore. Nakon uklanjanja jezgre i istresenja, preostale čestice pijeska i ostaci premaza mogu ostati unutar ovih struktura.

Jezgreni pijesak predstavlja nekoliko izazova:

• Kontaminacija tvrdim česticama
• Unutrašnje šupljine
• Mali otvori
• Ograničena dostupnost tekućine
• Teško dostupne unutrašnje površine

Preporučeni pristup čišćenju

Proces se uglavnom oslanja na prisilni unutrašnji protok i mehaničko ispiranje .

Na primjer, čišćenje zaptivanjem čepova može privremeno zatvoriti odabrane otvore i prisiliti tekućinu za čišćenje da prođe kroz unutrašnju šupljinu. Ovo stvara kontrolirani protok kroz područja do kojih konvencionalno vanjsko prskanje možda ne može doći.

Čišćenje vodenom košuljom može također zahtijevati namjenske stanice za čišćenje ili posebno dizajnirane puteve protoka.

U određenim primjenama, komprimirani zrak može se uvesti kako bi se stvorio učinak udara ili miješanja koji pomaže u otapanju i transportu preostalih čestica.

Ključni princip je jednostavan:

Ako tekućina za čišćenje ne može efikasno ući i teći kroz kontaminiranu šupljinu, samo povećanje vanjskog pritiska prskanja neće riješiti problem.

5. Neravnine: Izvor kontaminacije, ne samo površinski defekt

Neravnine su metalne izbočine koje se stvaraju oko rupa, rubova, presjeka i obrađenih elemenata.

Mogu se čvrsto pričvrstiti odmah nakon obrade, ali vibracije, rukovanje ili naknadna montaža mogu uzrokovati njihovo lomljenje i odvajanje čestica.

Za precizne komponente, to znači da neravnine treba smatrati samo problemom dimenzija ili kvalitete površine, već i potencijalnim izvor sekundarne kontaminacije česticama .

Preporučeni pristup: Uklanjanje neravnina + Čišćenje

Za komponente sa značajnim stvaranjem neravnina, uklanjanje neravnina i čišćenje mogu se integrirati u jedan proizvodni sistem.

Tipične metode uključuju:

• Uklanjanje neravnina četkom za fleksibilna i nepravilna područja
• Uklanjanje neravnina alatom za definirane rupe i rubove
• Robotsko uklanjanje neravnina za složene geometrije
• Čišćenje pod visokim pritiskom nakon uklanjanja neravnina
• Završno ispiranje i sušenje

Redoslijed procesa je ključan:

Uklanjanje neravnina → Čišćenje → Ispiranje → Sušenje

Čišćenje prije uklanjanja neravnina može biti kontraproduktivno jer naknadna operacija uklanjanja neravnina stvara nove metalne čestice. Te čestice mogu odmah kontaminirati inače čistu površinu.

Stoga, kad god je potrebno uklanjanje neravnina, to bi obično trebalo obaviti prije završnog čišćenja .

6. Kamenac i hrđa: Teška kontaminacija usljed termičke obrade i skladištenja

Kovane i termički obrađene komponente mogu razviti oksidne naslage na svojim površinama. Nepravilno skladištenje ili uslovi visoke vlažnosti također mogu dovesti do hrđe.

U poređenju sa rastresitim komadićima ili uljnim filmovima, kamenac i produkti korozije mogu se snažno vezati za podlogu i mogu zahtijevati znatno agresivniji tretman.

Preporučeni pristup

U zavisnosti od materijala i stanja kontaminacije, mogući pristupi uključuju:

• Mehaničko čišćenje pod visokim pritiskom
• Ciljani tretman visokim pritiskom
• Hemijski tretman za slabljenje veze
• Mehaničko uklanjanje nakon hemijskog tretmana
• Namjenski procesi uklanjanja hrđe
• Naknadna zaštita od korozije

Odgovarajući postupak uveliko zavisi od stanja podloge.

Za zahrđale komponente, čišćenje ne treba razmatrati odvojeno od naknadnog procesa antikorozivne zaštite. Uklanjanje produkata korozije bez odgovarajuće naknadne obrade može učiniti komponentu podložnom brzoj ponovnoj koroziji.

7. Kako organizovati proces kada postoji više kontaminanata

Industrijske komponente u stvarnom svijetu rijetko sadrže samo jednu vrstu kontaminacije.

Na primjer, blok motora može istovremeno sadržavati metalne strugotine, tekućinu za rezanje, neravnine i ostatke odljevaka.

U ovim situacijama, redoslijed procesa može biti jednako važan kao i pojedinačni parametri čišćenja.

Princip 1: Prvo uklonite lako raspršive kontaminante

Za posude ili komponente koje sadrže ostatke tekućine, tekućinu treba ukloniti ili kontrolirati prije glavnog procesa čišćenja.

Na primer:

Okretanje / cijeđenje → čišćenje → ispiranje → sušenje

Ovo sprečava da preostala tečnost širi kontaminaciju po sistemu za čišćenje.

Princip 2: Uklonite neravnine prije završnog čišćenja

Jer uklanjanje neravnina može generirati nove čestice:

Uklanjanje neravnina → čišćenje

obično je bolje od prvog čišćenja, a zatim uklanjanja neravnina.

Princip 3: Očistite globalno prije ciljanja kritičnih područja

Praktičan redoslijed je sljedeći:

Opće čišćenje → ciljano čišćenje → čišćenje unutrašnjih prolaza

Čišćenje širokih površina uklanja većinu nečistoća prije nego što se visokoenergetsko čišćenje koncentrira na teško dostupna mjesta.

Princip 4: Ispiranje nakon čišćenja

Ispiranjem se uklanjaju ostaci hemikalija za čišćenje i suspendovane čestice sa radnog komada.

Za precizne komponente, ispiranje je posebno važno kada su zahtjevi za čistoću nizvodno strogi.

Princip 5: Suho na kraju

Sušenje bi obično trebalo biti završni korak u procesu.

Preostala voda može prenositi rastvorene ili suspendovane zagađivače u druge dijelove komponente. Unutrašnji prolazi, slijepe rupe i šupljine stoga zahtijevaju posebnu pažnju tokom faze sušenja.

U zavisnosti od komponente i zahtjeva, sušenje može koristiti:

• Kompresovani vazduh
• Zagrijani zrak
• Svakovremena sušenje
• Sušenje uz pomoć ventilatora
• Kombinovane metode sušenja

8. Od analize kontaminacije do odabira mašine za čišćenje

Nakon što se kontaminacija identificira, odabir opreme postaje mnogo sistematičniji.

Tipičan projekat industrijskog čišćenja trebao bi procijeniti najmanje:

Faktor	Pitanja za utvrđivanje
Vrsta kontaminanta	Opiljke, ulje, pijesak, neravnine, kamenac, hrđa ili miješana kontaminacija?
Mjesto kontaminacije	Površina, rupe, uljni prolazi, vodeni omotači, slijepe šupljine?
Priklapanje	Labav, mehanički zarobljen, masan, hemijski vezan ili oksidiran?
Mehanizam za čišćenje	Turbulentno, ciljano, umetanjem, zaptivanje čepom, hemijsko ili kombinovano?
Pritisak	Koji je pritisak potreban za odvajanje i transport kontaminacije?
Temperatura	Da li je čišćenje okoline dovoljno ili je potrebno kontrolirano zagrijavanje?
Hemija za čišćenje	Koja je hemija kompatibilna s radnim komadom i kontaminacijom?
Filtriranje	Kako će se ukloniti strugotine, čestice, mulj i ostali ostaci?
Sušenje	Koji nivo preostale vlage je prihvatljiv?
Takt produkcije	Koje vrijeme ciklusa i obim proizvodnje su potrebni?
Završno čišćenje	Koje granice čistoće, mase i veličine čestica, moraju se postići?

Ovaj pristup izbjegava odabir opreme jednostavnim poređenjem nominalnog pritiska, snage pumpe ili veličine mašine.

9. - Šta? Često se postavljaju pitanja

P: Kako mogu utvrditi koja vrsta kontaminacije se nalazi na mom radnom komadu?

Počnite s tri naznake:

1. Pogledajte prethodni proizvodni proces.
Mašinska obrada obično proizvodi metalne strugotine i tekućine za rezanje. Livenje može proizvesti ostatke pijeska za jezgro. Termička obrada može proizvesti oksidnu skalu.

2. Provjerite kako je kontaminacija pričvršćena.
Rastresite čestice se mogu relativno lako ukloniti protokom zraka ili tekućine, dok uljni filmovi, kamenac i čvrsto vezani ostaci zahtijevaju specijaliziraniji tretman.

3. Utvrdite gdje se nalazi kontaminacija.
Čestice unutar slijepih rupa, uljnih prolaza i zatvorenih šupljina često zahtijevaju ciljano čišćenje ili čišćenje unutrašnjim protokom umjesto konvencionalnog vanjskog prskanja.

P: Po čemu se čišćenje metalnim strugotinama razlikuje od čišćenja jezgrenim pijeskom?

Metalne strugotine se često mehanički zadržavaju u rupama i prolazima. Za njihovo uklanjanje mogu se koristiti turbulentno čišćenje, ciljano čišćenje pod visokim pritiskom i čišćenje umetanjem, dok filtracija i ispuštanje ostataka sprječavaju ponovno taloženje.

Jezgreni pijesak se razlikuje po tome što može ostati unutar zatvorenih šupljina odljevaka gdje konvencionalni mlaz raspršivanja ne može efikasno doprijeti. Stoga mogu biti potrebne metode prisilnog unutrašnjeg toka, kao što je čišćenje brtvljenjem čepom.

P: Zašto bi se uklanjanje neravnina obično trebalo izvršiti prije završnog čišćenja?

Uklanjanje neravnina može generirati metalne čestice.

Ako se komponenta prvo očisti, a zatim ukloni neravnine, novonastale čestice mogu kontaminirati očišćenu površinu. To može zahtijevati još jedan korak čišćenja i povećati i vrijeme procesa i rizik od kontaminacije.

Iz tog razloga, tipičan redoslijed je sljedeći:

Uklanjanje neravnina → Čišćenje → Ispiranje → Sušenje

P: Da li teška kontaminacija uljem uvijek zahtijeva čišćenje toplinom?

Ne nužno.

Zagrijavanje može smanjiti viskoznost ulja i poboljšati performanse hemijskih sredstava za čišćenje na bazi vode, što ih čini korisnim za mnoge komponente kontaminirane uljem.

Međutim, odgovarajuća temperatura zavisi od materijala radnog komada, kontaminacije, hemije čišćenja, potrebne čistoće, vremena ciklusa i konfiguracije opreme.

U projektima gdje kontaminacija uljem može varirati, obezbjeđivanje kontrolisanog zagrijavanja može dati sistemu za čišćenje veću fleksibilnost procesa.

Zaključak

Prava industrijska mašina za čišćenje određuje se prema vrsti kontaminacije, a ne samo prema nazivu radnog komada.

Metalni komadići, ulje, pijesak od jezgre, neravnine, kamenac i hrđa zahtijevaju različite kombinacije mehaničke energije, hemijskog djelovanja, unutrašnjeg protoka, filtracije i sušenja.

Za komponente sa miješanom kontaminacijom, redoslijed procesa je podjednako važan. Uklanjanje neravnina obično treba prethoditi završnom čišćenju, čišćenje širokih površina treba prethoditi ciljanom tretmanu, ispiranje treba slijediti nakon čišćenja, a sušenje treba završiti proces.

Za projekat industrijskog čišćenja, pružanje crtež radnog komada, materijal, proizvodni proces, vrsta kontaminacije, lokacija kontaminacije, potrebna čistoća i proizvodni takt omogućava da se proces čišćenja dizajnira prema stvarnim proizvodnim zahtjevima, a ne prema generičkim specifikacijama opreme.

Industrijska zona Big Bird, ranije poznata kao Industrijska zona Harbin Shimada Big Bird, razvija prilagođene industrijske sisteme za čišćenje automobilskih komponenti, dijelova pogonskog sklopa, komponenti vozila s novim energetskim izvorima i drugih precizno izrađenih dijelova. Ovisno o primjeni, rješenja mogu kombinirati turbulentno čišćenje, ciljano čišćenje pod visokim pritiskom, čišćenje umetanjem, čišćenje zaptivanja čepova, uklanjanje neravnina, filtraciju, ispiranje i sušenje.