Što zapravo kontaminira vaš radni komad? Potpuni vodič za industrijsko čišćenje kontaminanata i odgovarajuće postupke

Prikaz

Odabir industrijskog stroja za čišćenje trebao bi započeti s jednim osnovnim pitanjem: Koji su zagađivači zapravo prisutni na radnom komadu?

Metalne strugotine, ulje i tekućine za rezanje, ostaci pijeska za jezgru, neravnine te kamenac ili hrđa imaju vrlo različite fizikalne i kemijske karakteristike. Kao rezultat toga, potrebni mehanizmi čišćenja, razine tlaka, kemija čišćenja, filtracija i slijed procesa također mogu biti potpuno različiti.

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

Ovaj članak objašnjava glavne vrste industrijskih onečišćujućih tvari, kako se pričvršćuju na obradke, koji se mehanizmi čišćenja obično koriste i kako se s više onečišćujućih tvari treba postupati u kombiniranom procesu.

1. Zašto identifikacija onečišćujućih tvari treba biti prije odabira opreme

Uobičajena pogreška tijekom projekta industrijskog čišćenja je započeti s pitanjem:

"Koliko košta čišćenje jednog bloka motora?"

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

Stroj može imati dovoljan tlak, ali koristiti neodgovarajuću kemiju za čišćenje. Može imati dovoljan protok, ali ne dopire do unutarnjih uljnih prolaza. Može učinkovito ukloniti velike čestice, a pritom ostaviti uljni film ili fine ostatke.

Priroda kontaminacije određuje tri temeljna zahtjeva:

• Kako se onečišćujuća tvar treba odvojiti
• Koliko je mehaničke ili kemijske energije potrebno
• Kako uhvatiti uklonjenu kontaminaciju i spriječiti njezino ponovno taloženje

Nakon što se ovi čimbenici definiraju, potreban sustav čišćenja postaje mnogo lakše odrediti.

2. Metalni komadići: neizbježan nusprodukt strojne obrade

Metalne strugotine nastaju tijekom bušenja, glodanja, provrtanja, honanja, tokarenja i drugih operacija obrade. Budući da su obično izrađene od istog materijala kao i obradak, mogu se pojaviti kao uvijene strugotine, slomljene čestice ili fini metalni ostaci.

Glavni izazov je što se strugotine mogu mehanički zaglaviti u:

• S druge vrste
• Unakrsno izbušeni prolazi
• Ulje galerija
• Raskrižja između unutarnjih prolaza
• Uske šupljine i kutovi

Preporučeni pristup čišćenju

Metalne strugotine se prvenstveno uklanjaju kroz mehaničko čišćenje .

Tipičan proces može kombinirati:

Turbulentno čišćenje → ciljano čišćenje visokim tlakom → čišćenje umetanjem → filtracija i uklanjanje strugotina

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

Filtracija je jednako važna. Ako uklonjene strugotine ostanu suspendirane u tekućini za čišćenje i kontinuirano se recirkuliraju, mogu se ponovno taložiti na obratku.

Stoga, kapacitet filtracije i ispuštanje onečišćujućih tvari sastavni su dio sustava čišćenja, 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 obratcima nakon obrade i skladištenja.

Za razliku od rastresitih komadića, onečišćenje uljem često stvara kontinuirani film ili emulgirani sloj na metalnoj površini. Stoga je čisti utjecaj vode često nedovoljan za potpuno uklanjanje.

Preporučeni pristup čišćenju

Onečišćenje uljem obično zahtijeva kombinaciju kemijsko djelovanje i mehaničko čišćenje .

Tipičan postupak na bazi vode može uključivati:

• Kontrolirano zagrijavanje za smanjenje viskoznosti ulja
• Kemija za čišćenje na bazi vode za emulgiranje i disperziju
• Turbulentno čišćenje za uklanjanje širokih površina
• Ciljano čišćenje pod visokim tlakom za teško dostupna područja
• Ispiranje za uklanjanje ostataka kemikalija za čišćenje i suspendirane nečistoće

To je jedan od razloga zašto industrijski sustavi za čišćenje mogu biti dizajnirani za rad na sobnoj temperaturi ili za kontrolirano zagrijavanje, ovisno o obradku, kemiji, kontaminaciji i proizvodnim zahtjevima.

Točnu radnu temperaturu treba odrediti prema kemiji čišćenja, materijalu obratka, karakteristikama onečišćenja, dizajnu opreme i potrebnim performansama čišćenja, umjesto da se pretpostavlja da je jedna temperatura prikladna za svaku primjenu.

Gospodarenje otpadom i uljem

Teška kontaminacija uljem također utječe na sam sustav čišćenja.

Ovisno o procesu, oprema može zahtijevati:

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

Cilj nije samo ukloniti ulje s obratka, već i spriječiti nakupljanje uklonjene kontaminacije u procesnom sustavu i njezin povratak na sljedeće dijelove.

4. Ostaci jezgrenog pijeska: Tipičan izazov lijevanja

Lijevani dijelovi poput blokova motora, glava cilindara, kućišta i kućišta osovina mogu sadržavati ostatke pijeska iz procesa lijevanja.

Tijekom lijevanja, jezgre se koriste za stvaranje unutarnjih šupljina poput vodenih plašteva i uljnih komora. Nakon uklanjanja jezgre i istresenja, preostale čestice pijeska i ostaci premaza mogu ostati unutar tih struktura.

Jezgreni pijesak predstavlja nekoliko izazova:

• Kontaminacija tvrdim česticama
• Unutarnji šupljini
• Mali otvori
• Ograničena dostupnost tekućine
• Teško dostupne unutarnje površine

Preporučeni pristup čišćenju

Proces se općenito oslanja na prisilni unutarnji protok i mehaničko ispiranje .

Na primjer, čišćenje brtvljenjem čepova može privremeno zatvoriti odabrane otvore i prisiliti tekućinu za čišćenje da prođe kroz unutarnju šupljinu. To 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 putove protoka.

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

Ključni princip je jednostavan:

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

5. Neravnine: Izvor kontaminacije, ne samo površinski nedostatak

Neravnine su metalne izbočine nastale 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 sustav.

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 tlakom nakon uklanjanja neravnina
• Završno ispiranje i sušenje

Slijed 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 se obično trebalo obaviti prije završnog čišćenja .

6. Kamenac i hrđa: Teška kontaminacija od toplinske obrade i skladištenja

Kovane i termički obrađene komponente mogu razviti oksidne naslage na svojim površinama. Nepravilno skladištenje ili uvjeti visoke vlažnosti također mogu uzrokovati hrđu.

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

Preporučeni pristup

Ovisno o materijalu i stanju onečišćenja, mogući pristupi uključuju:

• Mehaničko čišćenje pod visokim tlakom
• Ciljani tretman visokim tlakom
• Kemijski tretman za slabljenje veze
• Mehaničko uklanjanje nakon kemijske obrade
• Namjenski procesi uklanjanja hrđe
• Naknadna zaštita od korozije

Odgovarajući postupak uvelike ovisi o stanju podloge.

Za zahrđale komponente, čišćenje se ne smije razmatrati odvojeno od naknadnog postupka antikorozivne zaštite. Uklanjanje produkata korozije bez odgovarajuće naknadne obrade može ostaviti komponentu osjetljivom na brzu ponovnu koroziju.

7. Kako organizirati proces kada postoji više onečišćujućih tvari

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

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

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

Načelo 1: Prvo uklonite lako raspršene onečišćujuće tvari

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

Primjerice:

Okretanje / cijeđenje → čišćenje → ispiranje → sušenje

To sprječava širenje kontaminacije preostalom tekućinom po cijelom sustavu čišćenja.

Načelo 2: Uklonite neravnine prije završnog čišćenja

Budući da uklanjanje neravnina može stvoriti nove čestice:

Uklanjanje neravnina → čišćenje

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

Načelo 3: Očistite globalno prije ciljanja kritičnih područja

Praktičan slijed je sljedeći:

Općenito čišćenje → ciljano čišćenje → čišćenje unutarnjih prolaza

Čišćenje širokog područja uklanja većinu onečišćenja prije nego što se visokoenergetsko čišćenje koncentrira na teško dostupna mjesta.

Načelo 4: Ispiranje nakon čišćenja

Ispiranjem se uklanjaju ostaci kemikalija za čišćenje i suspendirane čestice s obratka.

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

Princip 5: Suho na kraju

Sušenje bi obično trebao biti završni korak u procesu.

Preostala voda može prenositi otopljene ili suspendirane onečišćujuće tvari u druge dijelove komponente. Stoga unutarnji prolazi, slijepe rupe i šupljine zahtijevaju posebnu pozornost tijekom faze sušenja.

Ovisno o komponenti i zahtjevima, sušenje može koristiti:

• Spušteni zrak
• Zagrijani zrak
• Svakovremeno sušenje
• Sušenje uz pomoć ventilatora
• Kombinirane metode sušenja

8. Od analize kontaminacije do odabira stroja za čišćenje

Nakon što se utvrdi kontaminacija, odabir opreme postaje mnogo sustavniji.

Tipičan projekt industrijskog čišćenja trebao bi procijeniti barem:

Faktor	Pitanja za utvrđivanje
Vrsta onečišćenja	Kruške, ulje, pijesak, neravnine, kamenac, hrđa ili miješana kontaminacija?
Mjesto kontaminacije	Površina, rupe, uljni prolazi, vodeni plaštevi, slijepe šupljine?
Lipkavost	Labavo, mehanički zarobljeno, masno, kemijski vezano ili oksidirano?
Mehanizam za čišćenje	Turbulentno, ciljano, umetanjem, brtvljenjem čepom, kemijsko ili kombinirano?
Pritisak	Koliki je tlak potreban za odvajanje i transport onečišćenja?
Temperatura	Je li čišćenje okoline dovoljno ili je potrebno kontrolirano zagrijavanje?
Kemija za čišćenje	Koja je kemija kompatibilna s radnim komadom i kontaminacijom?
Filtriranje	Kako će se ukloniti strugotine, čestice, mulj i ostali ostaci?
Sušenje	Koja je razina preostale vlage prihvatljiva?
Takt proizvodnje	Koliki je potreban ciklus i količina proizvodnje?
Završno čišćenje	Koje granice čistoće mase i veličine čestica moraju se postići?

Ovaj pristup izbjegava odabir opreme jednostavnim uspoređivanjem nominalnog tlaka, snage pumpe ili veličine stroja.

9. - Što? Često se javljaju pitanja

P: Kako mogu utvrditi koja je vrsta onečišćenja na mom radnom komadu?

Započnite s tri naznake:

1. Pogledajte prethodni proizvodni proces.
Strojna obrada obično proizvodi metalne strugotine i tekućine za rezanje. Lijevanje može proizvesti ostatke jezgrenog pijeska. Toplinska obrada može proizvesti oksidnu skalu.

2. Provjerite kako je kontaminacija pričvršćena.
Rastresite čestice mogu se relativno lako ukloniti zrakom ili protokom 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 unutarnjim protokom umjesto konvencionalnog vanjskog prskanja.

P: Po čemu se čišćenje metalnih strugotina razlikuje od čišćenja jezgrenog pijeska?

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

Jezgreni pijesak je drugačiji jer može ostati unutar zatvorenih šupljina lijevaka gdje konvencionalni mlaz ne može učinkovito doprijeti. Stoga mogu biti potrebne metode prisilnog unutarnjeg toka, poput čišćenja brtvljenjem čepom.

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

Uklanjanje neravnina može stvoriti 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 vrijeme procesa i rizik od kontaminacije.

Zbog toga je tipičan slijed sljedeći:

Uklanjanje neravnina → Čišćenje → Ispiranje → Sušenje

P: Je li za tešku kontaminaciju uljem uvijek potrebno čišćenje toplinom?

Ne nužno.

Zagrijavanje može smanjiti viskoznost ulja i poboljšati učinkovitost kemijskog čišćenja na bazi vode, što ga čini korisnim za mnoge komponente kontaminirane uljem.

Međutim, odgovarajuća temperatura ovisi o materijalu obratka, kontaminaciji, kemijskom sredstvu za čišćenje, potrebnoj čistoći, vremenu ciklusa i konfiguraciji opreme.

U projektima gdje kontaminacija uljem može varirati, osiguravanje kontroliranog zagrijavanja može sustavu čišćenja dati veću fleksibilnost procesa.

Odluka Komisije

Pravi industrijski stroj za čišćenje određuje se prema vrsti onečišćenja, a ne samo prema nazivu obratka.

Metalne krhotine, ulje, pijesak iz jezgre, neravnine, kamenac i hrđa zahtijevaju različite kombinacije mehaničke energije, kemijskog djelovanja, unutarnjeg protoka, filtracije i sušenja.

Za komponente s miješanom kontaminacijom, redoslijed procesa je jednako važan. Uklanjanje neravnina obično bi trebalo prethoditi završnom čišćenju, čišćenje širokih površina trebalo bi prethoditi ciljanoj obradi, ispiranje bi trebalo slijediti nakon čišćenja, a sušenje bi trebalo završiti proces.

Za projekt industrijskog čišćenja, pružanje crtež obratka, materijal, proizvodni proces, vrsta kontaminacije, mjesto kontaminacije, potrebna čistoća i proizvodni takt omogućuje osmišljavanje procesa čišćenja 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 sustave čišćenja za automobilske komponente, dijelove pogonskog sklopa, komponente vozila s novim energetskim pogonom i druge precizno izrađene dijelove. Ovisno o primjeni, rješenja mogu kombinirati turbulentno čišćenje, ciljano čišćenje visokim tlakom, čišćenje umetanjem, čišćenje brtvljenja čepova, uklanjanje neravnina, filtraciju, ispiranje i sušenje.