Какво всъщност замърсява вашата работна част? Пълно ръководство за замърсители при промишлено почистване и съответстващи процеси

Общ преглед

Изборът на машина за промишлено почистване трябва да започне с един основен въпрос: Какви замърсители всъщност присъстват върху работната част?

Металните стружки, маслото и смазващите течности, остатъците от ядрена пясъчна форма, заострените ръбове (бурини) и оксидната кора или ръждата имат много различни физически и химични характеристики. В резултат на това необходимите механизми за почистване, нивата на налягане, почистващата химия, филтрацията и последователността на процеса също могат да бъдат напълно различни.

За автомобилни компоненти — като блокове на двигатели, глави на цилиндри, корпуси, валове и други прецизно обработени части — идентифицирането на типа замърсяване е основата за разработване на ефективен промишлен процес за почистване.

Тази статия обяснява основните типове промишлени замърсявания, начините, по които те се прикрепят към работните заготовки, типичните механизми за почистване и как трябва да се обработват множество замърсявания в комбиниран процес.

1. Защо идентифицирането на замърсяванията трябва да предхожда избора на оборудване

Честа грешка при промишлени проекти за почистване е да се започне с въпроса:

„Колко струва почистването на един блок на двигател?“

Обаче без разбиране на това какво всъщност замърсява компонента, е трудно да се определи правилната конфигурация на оборудването.

Една машина може да има достатъчно налягане, но да използва неподходяща почистваща химия. Може да има достатъчен поток, но да не достига до вътрешните маслени канали. Може ефективно да премахва големи частици, докато оставя маслен филм или фини остатъци.

Характерът на замърсяването определя три основни изисквания:

• Как замърсяващият агент трябва да бъде отделян
• Колко механична или химична енергия е необходима
• Как премахнатото замърсяване трябва да бъде уловено и предотвратено от повторно отлагане

След като тези фактори са дефинирани, изискваната почистваща система става значително по-лесно да се определи.

2. Метални стружки: Неизбежен страничен продукт при машинна обработка

Металните стружки се образуват по време на свредене, фрезоване, расточване, хонинговане, точене и други машинни операции. Тъй като обикновено са изработени от същия материал като заготовката, те могат да имат формата на навити стружки, счупени частици или фини метални отпадъци.

Основният проблем е, че стружките могат да се задържат механично в:

• Резбовани отвори
• Кръстосано пробити канали
• Маслени канали
• Пресечните точки между вътрешните канали
• Тесни кухини и ъгли

Препоръчителен метод за почистване

Металните стружки се премахват предимно чрез механично почистване .

Типичен процес може да комбинира:

Турбулентно почистване → насочено почистване под високо налягане → почистване чрез вмъкване → филтрация и премахване на стружки

Турбулентното почистване осигурява широко покритие по целия компонент, докато насоченото почистване се фокусира върху критичните отвори и труднодостъпните области. Почистването чрез вмъкване може да достигне директно до вътрешните канали.

Филтрацията е също толкова важна. Ако отстранените стружки останат в суспензия в почистващата течност и се рециркулират непрекъснато, те могат да се отложат отново върху обработваната детайла.

Следователно, капацитетът на филтрацията и отвеждането на замърсявания са неотделима част от почистващата система, а не нещо, което се добавя след това.

3. Масла, резачни течности и антикорозионни масла: силно прилепнали замърсявания

Резачните течности, машинните масла, хидравличните масла и антикорозионните масла могат да останат върху обработваните детайли след машинната обработка и складирането.

В отличие от свободните стружки, маслените замърсявания често образуват непрекъсната пленка или емулсиран слой върху металната повърхност. Затова чистото водно въздействие обикновено е недостатъчно за пълното им отстраняване.

Препоръчителен метод за почистване

Маслените замърсявания обикновено изискват комбинация от химично въздействие и механично почистване .

Типичен воден процес може да включва:

• Контролирано загряване за намаляване на вискозитета на маслото
• Водна почистваща химия за емулгация и дисперсия
• Турбулентно почистване за премахване на замърсяване в големи области
• Целенасочено почистване под високо налягане за труднодостъпни области
• Изплакване за премахване на остатъчна почистваща химия и суспендирани замърсявания

Една от причините промишлените почистващи системи да се проектират за работа при температура на околната среда или за контролирано загрявано почистване, в зависимост от обекта за обработка, химичния състав, типа замърсяване и производствените изисквания.

Точната работна температура трябва да се определя въз основа на почистващата химия, материала на обекта за обработка, характеристиките на замърсяването, конструкцията на оборудването и изискваната ефективност на почистването, а не чрез предположение, че една-единствена температура е подходяща за всяко приложение.

Управление на отпадъци и масла

Силно масленото замърсяване оказва влияние и върху самата почистваща система.

В зависимост от процеса, оборудването може да изисква:

• Отделяне на масло и вода
• Филтър
• Отвеждане на утайка или остатъци
• Отсмукване на маслено мъгло
• Управление на циркулацията на почистващата течност

Целта е не само да се отстрани маслото от работната част, но и да се предотврати натрупването на отстранените замърсявания в технологичната система и тяхното връщане към последващите части.

4. Остатъци от ядрена пясъчна форма: типичен проблем при леене

Летивни компоненти като блокове на двигатели, глави на цилиндри, картери и картери на оси могат да съдържат остатъчен пясък от процеса на леене.

По време на леенето се използват ядра за създаване на вътрешни кухини, като например водни рубашки и маслени камери. След премахване на ядрата и разтърсване остатъчни частици пясък и остатъци от покритието могат да останат вътре в тези структури.

Остатъците от ядрена пясъчна форма пораждат няколко предизвикателства:

• Твърдо частично замърсяване
• Вътрешни кухини
• Малки отвори
• Ограничена достъпност за течности
• Вътрешни повърхности с труден достъп

Препоръчителен метод за почистване

Процесът обикновено се основава на принудителен вътрешен поток и механично измиване .

Например, почистването чрез запушване на отворите може временно да запуши избрани отвори и да принуди почистващата течност да премине през вътрешната кухина. Това създава контролиран поток през области, до които обикновеното външно разпрашаване може да не достигне.

Почистването на водна риза може също да изисква специализирани почистващи станции или особено проектирани пътища за потока.

В някои приложения може да се въвежда компресиран въздух, за да се създаде ударен или разбъркващ ефект, който помага за отделянето и транспортирането на остатъчни частици.

Основният принцип е прост:

Ако почистващата течност не може ефективно да навлезе в замърсената кухина и да протече през нея, увеличаването само на външното налягане при разпрашаване няма да реши проблема.

5. Зъбчета: източник на замърсяване, а не само повърхностен дефект

Зъбчетата са метални издатини, образувани около отвори, ръбове, пресечни точки и машинно обработени елементи.

Те могат да бъдат плътно прикрепени веднага след машинната обработка, но вибрацията, дръпването или последващата сглобка могат да ги откъснат и те да се превърнат в свободни частици.

За прецизните компоненти това означава, че заусите трябва да се разглеждат не само като проблем с размерите или повърхностното качество, но и като потенциален източник на вторична частична контаминация .

Препоръчителен подход: отстраняване на заусите + почистване

За компоненти със значително образуване на зауси отстраняването им и почистването могат да бъдат интегрирани в една производствена система.

Типичните методи включват:

• Отстраняване на заусите с четка за гъвкави и нерегулярни области
• Отстраняване на заусите с инструменти за дефинирани отвори и ръбове
• Роботизирано отстраняване на заусите за сложни геометрии
• Почистване под високо налягане след отстраняване на заусите
• Финално изплакване и изсушаване

Последователността на процеса е критична:

Отстраняване на заострени ръбове → Почистване → Изплакване → Сушене

Почистването преди отстраняване на заострени ръбове може да бъде контрпродуктивно, тъй като последващата операция по отстраняване на заострени ръбове генерира нови метални частици. Тези частици могат незабавно да замърсят иначе чиста повърхност.

Следователно, когато е необходимо отстраняване на заострени ръбове, то обикновено трябва да бъде завършено преди окончателното почистване .

6. Окаляване и ръжда: трудни замърсявания от термична обработка и съхранение

Кованите и термично обработени компоненти могат да развият окаляване върху своите повърхности. Неправилното съхранение или условия с висока влажност също могат да доведат до образуване на ръжда.

В сравнение със свободните стружки или маслените филми окаляването и продуктите от корозия могат да бъдат силно свързани с основния материал и може да изискват значително по-интензивно третиране.

Препоръчителен подход

В зависимост от материала и състоянието на замърсяването възможните подходи включват:

• Механично почистване под по-високо налягане
• Целенасочено третиране под високо налягане
• Химическа обработка за ослабване на връзката
• Механично премахване след химическа обработка
• Специализирани процеси за премахване на ръжда
• Последваща корозионна защита

Подходящият процес зависи силно от състоянието на подложката.

За компоненти с ръжда почистването не трябва да се разглежда независимо от последващия антикорозионен процес. Премахването на корозионни продукти без подходяща последваща обработка може да остави компонента уязвим към бързо повторно корозиране.

7. Как да се организира процесът при наличие на множество замърсявания

Реалните индустриални компоненти рядко съдържат само един тип замърсяване.

Например блокът на двигател може едновременно да съдържа метални стружки, режеща течност, заострени ръбове и остатъци от леене.

В тези ситуации, последователността на процеса може да е толкова важна, колкото и отделните параметри на почистването.

Принцип 1: Първо премахвайте лесно разпръснатите замърсявания

За съдове или компоненти, съдържащи остатъчни течности, тези течности трябва да бъдат премахнати или контролирани преди основния процес на почистване.

Например:

Обръщане / изцеждане → почистване → изплакване → сушене

Това предотвратява разпръскването на остатъчната течност и замърсяването из цялата система за почистване.

Принцип 2: Зачистяване от заострени ръбове преди окончателното почистване

Тъй като зачистяването от заострени ръбове може да генерира нови частици:

Зачистяване от заострени ръбове → почистване

обикновено е предпочитаемо пред почистване първо и зачистяване от заострени ръбове след това.

Принцип 3: Първо почиствайте глобално, след това насочете вниманието си към критичните области

Практична последователност е:

Обща почистване → целенасочено почистване → почистване на вътрешни канали

Почистването на обширни области отстранява повечето замърсявания, преди високоенергийното почистване да се насочи към труднодостъпни места.

Принцип 4: Изплакване след почистване

Изплакването отстранява остатъчни почистващи химикали и суспендирани частици от работната част.

За прецизни компоненти изплакването е особено важно, когато изискванията за чистота на последващите етапи са строги.

Принцип 5: Сушка в края

Сушката обикновено трябва да е последната технологична стъпка.

Остатъчната вода може да пренася разтворени или суспендирани замърсявания към други части на компонента. Вътрешните канали, слепи дупки и кухини затова изискват специално внимание по време на етапа на сушка.

В зависимост от компонента и изискванията, сушката може да използва:

• Сжат въздух
• Подгрят въздух
• Сушка под вакуум
• Сушене с помощта на вентилатор
• Комбинирани методи за сушене

8. От анализ на замърсяването до избор на машина за почистване

След като замърсяването е идентифицирано, изборът на оборудване става значително по-системен.

Типичен индустриален проект за почистване трябва да оцени поне:

Фактор	Въпроси за определяне
Тип замърсител	Чипове, масло, пясък, заострени ръбове, оксидна кора, ръжда или смесено замърсяване?
Местоположение на замърсяването	Повърхност, отвори, маслени канали, водни рубашки, слепи кухини?
Адхезия	Разхлабена, механично задържана, мазна, химически свързана или оксидирана?
Механизъм за почистване	Турбулентна, насочена, инжекционна, запушваща, химическа или комбинирана?
Налягане	Какво налягане е необходимо, за да се отдели и транспортира замърсяването?
Температура	Достатъчно ли е чистенето при атмосферни условия или е необходим контролиран нагрев?
Химия за почистване	Коя химия е съвместима с обработваната част и замърсяването?
Филтър	Как ще бъдат премахнати стружките, частиците, калта и другите остатъци?
Сушене	Какво ниво на остатъчна влага е приемливо?
Такт на производството	Какво време за цикъл и производствен обем са необходими?
Окончателна чистота	Какви граници за чистота по маса и размер на частиците трябва да се постигнат?

Този подход избягва избора на оборудване само чрез сравняване на номиналното налягане, мощността на помпата или размерите на машината.

9. Често задавани въпроси

В: Как мога да определя какъв тип замърсяване има върху моята работна част?

Започнете с три улики:

1. Погледнете предишния производствен процес.
Машинната обработка обикновено води до образуване на метални стружки и режещи течности. Леенето може да доведе до остатъци от формовъчен пясък. Термичната обработка може да доведе до образуване на оксидна люспа.

2. Проучете начина, по който замърсяването е прикрепено.
Лесно премахваемите частици могат да бъдат отстранени сравнително лесно чрез въздушен или течен поток, докато маслените филми, люспата и силно свързаните остатъци изискват по-специализирано лечение.

3. Определете къде се намира замърсяването.
Частиците в слепи отвори, маслени канали и затворени кухини често изискват насочена или вътрешнопоточна почистваща обработка, а не конвенционално външно пръскане.

В: Какво е различното между почистването на метални стружки и почистването на ядрен пясък?

Металните стружки често се задържат механично в отвори и канали. За тяхното отделяне могат да се използват турбулентно почистване, насочено почистване под високо налягане и почистване чрез вмъкване; филтрирането и отвеждането на остатъците предотвратяват повторното им заседаване.

Ядреният пясък е различен, защото може да остане в затворени литейни кухини, където обикновеният струен поток не достига ефективно. Затова може да се наложи използването на методи за принудително вътрешно течение, като например почистване чрез запушване с плъгин.

В: Защо дебурирането обикновено трябва да се извършва преди окончателното почистване?

Дебурирането може да генерира метални частици.

Ако компонентът се почисти първо, а след това се дебурира, новосъздадените частици могат да замърсят вече почистената повърхност. Това може да изисква допълнителна почистваща стъпка и да увеличи както времето за процеса, така и риска от замърсяване.

Поради тази причина типичната последователност е:

Отстраняване на заострени ръбове → Почистване → Изплакване → Сушене

В: Винаги ли тежкото маслено замърсяване изисква почистване при нагряване?

Не задължително.

Нагряването може да намали вискозитета на маслото и да подобри ефективността на водните почистващи съставки, което ги прави полезни за много компоненти, замърсени с масло.

Обаче подходящата температура зависи от материала на обработвания детайл, типа замърсяване, почистващата химия, изискваното ниво на чистота, времето на цикъла и конфигурацията на оборудването.

В проекти, при които замърсяването с масло може да варира, наличието на контролирано нагряване осигурява по-голяма технологична гъвкавост на почистващата система.

Заключение

Правилната промишлена почистваща машина се определя от характера на замърсяването — не просто от името на обработвания детайл.

Метални стружки, масло, формовъчен пясък, заострени ръбове, окаляване и ръжда изискват различни комбинации от механична енергия, химично въздействие, вътрешен поток, филтрация и сушене.

За компоненти със смесено замърсяване последователността на процеса е също толкова важна. Отстраняването на заострените ръбове обикновено трябва да предхожда окончателното почистване, почистването на големи повърхности — целенасоченото лечение, изплакването — почистването, а сушенето — завършването на целия процес.

За проект по промишлено почистване предоставянето на чертежа на детайла, материала, производствения процес, типа замърсяване, местоположението на замърсяването, изискваната чистота и такта на производството позволява проектирането на процеса за почистване въз основа на реалните производствени изисквания, а не въз основа на общи спецификации за оборудването.

Big Bird Industrial, преди това Harbin Shimada Big Bird Industrial, разработва персонализирани промишлени системи за почистване за автомобилни компоненти, части за трансмисии, компоненти за нови енергийни превозни средства и други прецизно произведени части. В зависимост от приложението, решенията могат да комбинират турбулентно почистване, насочено високонапрежено почистване, почистване чрез вкарване, почистване с плъгинги и запечатване, отстраняване на заешини, филтриране, изплакване и сушене.