Kaj dejansko onesnažuje vašo delovno kos? Popoln vodnik po industrijskih onesnaževalcih in ustreznih čistilnih postopkih

Pregled

Izbira industrijskega čistilnega stroja naj se začne z eno osnovno vprašanjem: Kateri onesnaževalci so dejansko prisotni na obdelovancu?

Kovinski ostružki, olje in rezalne tekočine, ostanki jedrnih peskov, zarezni robovi ter oksidi ali rja imajo zelo različne fizične in kemične lastnosti. Posledično se lahko zahtevani mehanizmi čiščenja, nivoji tlaka, kemični sestavi za čiščenje, filtracija in zaporedje procesov bistveno razlikujejo.

Za avtomobilске komponente, motorne bloke, glave valjev, ohišja, gredi in druge natančno obdelane dele je določitev vrste onesnaženja temelj za razvoj učinkovitega industrijskega čistilnega procesa.

Ta članek razloži glavne vrste industrijskih onesnaževalcev, načine, kako se pritrdijo na delovne predmete, tipične mehanizme čiščenja in kako naj bi se večkratni onesnaževalci obravnavali v združenem procesu.

1. Zakaj identifikacija onesnaževalcev mora predhajati izboru opreme

Pogosta napaka med industrijskim projektom čiščenja je, da se začne z vprašanjem:

«Koliko stane čiščenje enega motorja?»

Brez razumevanja tega, kaj dejansko onesnažuje sestavni del, je vendar težko določiti pravo konfiguracijo opreme.

Stroj lahko ima ustrezno tlak, vendar uporablja neustrezno čistilno kemijo. Lahko ima ustrezno pretok, a ne doseže notranjih oljnih kanalov. Učinkovito odstrani velike delce, hkrati pa pusti oljno plast ali drobne ostankе.

Narava onesnaženja določa tri temeljne zahteve:

• Način, kako naj se onesnaževalec odklopi
• Koliko mehanske ali kemične energije je potrebne
• Kako odstranjeno onesnaženje zajeti in preprečiti njegovo ponovno odlaganje

Ko so ti dejavniki določeni, je zahtevan sistem za čiščenje veliko lažje določiti.

2. Kovinske stružke: neizogibna stranska izdelava ob obdelavi

Kovinske stružke nastanejo med vrtanjem, friziranjem, razvrtanjem, brušenjem, tokarsko obdelavo in drugimi operacijami obdelave. Ker so običajno iz istega materiala kot delovni kos, se lahko pojavijo kot zavite stružke, zlomljene delce ali drobne kovinske odpadke.

Glavna težava je, da se stružke lahko mehansko ujamejo v:

• Navojni otvori
• Prečno izvedenih kanalih
• Oljne kanale
• Presečiščih med notranjimi kanali
• Ozkih votlinah in voglih

Priporočen pristop k čiščenju

Kovinske stružke se predvsem odstranjujejo s pomočjo mehansko čiščenje .

Tipičen proces lahko združi:

Turbulentno čiščenje → ciljno čiščenje pod visokim tlakom → vstavno čiščenje → filtracija in odstranjevanje ostankov

Turbulentno čiščenje zagotavlja širok obseg pokritosti po komponenti, medtem ko se ciljno čiščenje osredotoča na kritične odprtine in težko dostopna območja. Vstavno čiščenje lahko neposredno doseže notranje prehode.

Filtracija je enako pomembna. Če ostanki, ki so bili odstranjeni, ostanejo v suspenziji v čistilni tekočini in se nenehno cirkulirajo, se lahko znova usedejo na obdelovani del.

Zato zmogljivost filtracije in izločanje onesnaževalcev sta sestavni del čistilnega sistema, ne pa dodatna razmišljanja.

3. Olja, rezalne tekočine in protikorozijska olja: močno prilepljena onesnaženja

Rezalne tekočine, obdelovalna olja, hidravlična olja in protikorozijska olja lahko ostanejo na obdelovanih delih po obdelavi in shranjevanju.

V nasprotju z razločenimi ostanki oljna onesnaženja pogosto tvorijo neprekinjen film ali emulziran sloj na kovinski površini. Zato je čisto vodno udarjanje pogosto nezadostno za popolno odstranitev.

Priporočen pristop k čiščenju

Zagotavljanje čistosti pri onesnaženju z oljem običajno zahteva kombinacijo kemičnega delovanja in mehanskega čiščenja .

Tipičen vodno temelječ postopek lahko vključuje:

• Kontrolirano segrevanje za zmanjšanje viskoznosti olja
• Vodno temelječo čistilno kemijo za emulgacijo in disperzijo
• Turbulentno čiščenje za odstranitev onesnaženja na širših površinah
• Točkovno čiščenje pod visokim tlakom za težko dostopna območja
• Ispiranje za odstranitev ostankov čistilne kemije in v suspenziji prisotnega onesnaženja

To je eden od razlogov, zakaj industrijski sistemi za čiščenje pogosto izdelajo bodisi za obratovanje pri sobni temperaturi bodisi za kontrolirano segrevano čiščenje, kar je odvisno od obdelovanega predmeta, uporabljene kemije, vrste onesnaženja in proizvodnih zahtev.

Natančno obratovalno temperaturo je treba določiti glede na čistilno kemijo, material obdelovanega predmeta, značilnosti onesnaženja, konstrukcijo opreme in zahtevano učinkovitost čiščenja, namesto da bi privzeli, da je ena sama temperatura primerna za vsako uporabo.

Upravljanje odpadkov in olja

Težka onesnaženost z oljem vpliva tudi na sam sistem za čiščenje.

Glede na postopek lahko oprema zahteva:

• Ločevanje olja in vode
• Filtracija
• Odstranjevanje mulja ali ostankov
• Odvajanje oljne meglice
• Upravljanje cirkulacije čistilne tekočine

Cilj ni le odstranitev olja s predmeta, temveč tudi preprečevanje nabiranja odstranjene nečistoče v sistemu za obdelavo in njenega vračanja na naslednje dele.

4. Ostanke jedrnih peskov: tipična izziv pri litju

Litine, kot so bloki motorjev, glave valjev, ohišja in ohišja osi, lahko vsebujejo ostanke peska iz postopka litja.

Med litjem se jedra uporabljajo za ustvarjanje notranjih votlin, kot so vodne ovojnice in oljne komore. Po odstranitvi jedra in izločitvi litine lahko v teh strukturah ostanejo ostanki peska in premazov.

Pesek za jedra predstavlja več izzivov:

• Trdne delce kontaminacije
• Notranje votline
• Majhne odprtine
• Omejena dostopnost tekočin
• Težko dosegljive notranje površine

Priporočen pristop k čiščenju

Postopek se splošno zanaša na vsiljeno notranje pretakanje in mehansko izpiranje .

Na primer pri čiščenju z zapiranjem odprtin se izbrane odprtine začasno zaprejo, s čimer se čistilna tekočina prisili skozi notranjo votlino. To ustvari nadzorovan pretok skozi območja, do katerih konvencionalno zunanje pršenje ne more doseči.

Čiščenje vodnih ovojnic lahko zahteva tudi posebne čistilne postaje ali posebej zasnovane poti pretoka.

V določenih aplikacijah se lahko vbrizga stisnjen zrak, da ustvari udarni ali mešalni učinek, ki pomaga pri razrahljanju in prenašanju ostankov delcev.

Ključno načelo je preprosto:

Če čistilna tekočina ne more učinkovito vstopiti v onesnaženo votlino in skozi njo pretakati, povečanje zunanjega pritiska razpršilne naprave same po sebi problema ne bo rešilo.

5. Ostrice: Vir onesnaženja, ne le površinski defekt

Ostrice so kovinske izbokline, ki nastanejo okoli lukenj, robov, presečišč in obdelanih površin.

Takoj po obdelavi so lahko tesno pritrjene, vendar jih lahko vibracije, ročno ravnanje ali nadaljnja sestava povzročijo, da se odlomijo in postanejo prosti delci.

Pri natančnih komponentah to pomeni, da je treba ostrice obravnavati ne le kot problem dimenzij ali kakovosti površine, temveč tudi kot potencialen vir sekundarnega onesnaženja z delci .

Priporočeni pristop: odstranjevanje ostric + čiščenje

Za sestavne dele z opazno nastankom ostankov je mogoče odstranjevanje ostankov in čiščenje združiti v en sam proizvodni sistem.

Tipične metode vključujejo:

• Odstranjevanje ostankov z metlo za fleksibilne in nepravilne površine
• Odstranjevanje ostankov z orodji za določene luknje in robove
• Robotsko odstranjevanje ostankov za zapletene geometrije
• Čiščenje pod visokim tlakom po odstranjevanju ostankov
• Končno izpiranje in sušenje

Zaporedje postopkov je ključnega pomena:

Odstranjevanje ostankov → Čiščenje → Izpiranje → Sušenje

Čiščenje pred odstranjevanjem ostankov lahko prinese nasproten učinek, saj operacija odstranjevanja ostankov ustvari nove kovinske delce. Ti delci takoj onesnažijo sicer čisto površino.

Zato naj se odstranjevanje ostankov obdelave običajno izvede pred končno čiščenjem .

6. Oksidna skorja in rjava: težko odstranljive onesnažitve po toplotni obdelavi in shranjevanju

Kovinske delovne predmete, ki so bili kovani in toplotno obdelani, lahko razvijejo oksidno skorjo na površini. Neustrezno shranjevanje ali visoka vlažnost zraka lahko povzročita tudi nastanek rjave.

V primerjavi z razločenimi ostanki obdelave ali tankimi plasti olja so oksidna skorja in korozivni ostanki močno vezani na osnovni material in za njihovo odstranitev pogosto potrebujemo znatno agresivnejše metode.

Priporočeni pristop

Glede na vrsto materiala in stopnjo onesnaženosti so možni naslednji pristopi:

• Mehansko čiščenje pod višjim tlakom
• Ciljno čiščenje pod visokim tlakom
• Kemično obdelavo za oslabitev vezi
• Mehansko odstranjevanje po kemični obdelavi
• Posebni postopki odstranjevanja rje
• Nadaljnja zaščita pred korozijo

Ustrezen postopek močno je odvisen od stanja podlage.

Pri zarezanih komponentah čiščenje ne bi smelo biti obravnavano ločeno od nadaljnjega protikorozijskega postopka. Odstranitev korozivnih produktov brez ustrezne nadaljnje obdelave lahko pusti komponento ranljivo za hitro ponovno korozijo.

7. Kako urediti postopek, kadar obstaja več vrst kontaminantov

V resničnem industrijskem okolju redko najdemo komponente, ki vsebujejo le eno vrsto kontaminanta.

Na primer blok motorja lahko hkrati vsebuje kovinske drobce, rezalno tekočino, ostanki rezanja in lite ostanki.

V teh primerih zaporedje postopkov lahko igra enako pomembno vlogo kot posamezni parametri čiščenja.

Načelo 1: Najprej odstranite kontaminante, ki se lahko enostavno razpršijo

Za posode ali sestavne dele, ki vsebujejo ostankove tekočine, je treba tekočino odstraniti ali nadzorovati pred glavnim postopkom čiščenja.

Na primer:

Obrnite / izpraznite → počistite → sperite → posušite

To preprečuje širjenje onesnaženja zaradi ostankov tekočine po celotnem sistemu za čiščenje.

Načelo 2: Odstranite zubce pred končnim čiščenjem

Ker odstranjevanje zobcev lahko ustvari nove delce:

Odstranite zubce → počistite

je običajno bolj primerno kot najprej čiščenje in nato odstranjevanje zobcev.

Načelo 3: Najprej očistite celotno površino, nato kritične območja

Praktična zaporedja so:

Splošno čiščenje → ciljno čiščenje → čiščenje notranjih prehodov

Čiščenje na širšem območju odstrani večino onesnaženja, preden se visokoenergijsko čiščenje osredotoči na težko dostopna mesta.

Načelo 4: Izpiranje po čiščenju

Izpiranje odstrani ostanki čistilne kemije in v suspenziji plavajoče delce s površine predmeta.

Pri natančnih komponentah je izpiranje zlasti pomembno, kadar so zahtevane stroge zahteve glede čistoče v nadaljnjih procesih.

Načelo 5: Sušenje na koncu

Sušenje naj bi običajno bilo zadnja korak procesa.

Ostanka vode lahko prenašata raztopljene ali v suspenziji plavajoče onesnaževalce v druge dele komponente. Notranji kanali, slepi otvori in votline zato zahtevajo posebno pozornost med fazo sušenja.

Glede na komponento in zahteve lahko sušenje vključuje:

• Stisnjen zrak
• Segret zrak
• Sušenje pod vakuumom
• Sušenje z ventilatorjem
• Kombinirane metode sušenja

8. Od analize kontaminacije do izbire čistilnega stroja

Ko je kontaminacija enkrat določena, postane izbor opreme veliko bolj sistematičen.

Tipičen industrijski projekt čiščenja bi moral vsaj oceniti:

Faktor	Vprašanja za določitev
Vrsta kontaminanta	Čipke, olje, pesek, ostanki rezanja, oksidna plast, rjava ali mešana kontaminacija?
Lokacija kontaminacije	Površina, luknje, oljne cevi, vodne ovojnice, slepe votline?
Lepljenje	Prosta, mehansko ujeti, oljasti, kemično vezani ali oksidirani?
Način čiščenja	Turbulentno, ciljano, vstavljanje, tesnjenje z zamaški, kemično ali kombinirano?
Tlak	Kakšen tlak je potreben za odstranitev in prevoz kontaminacije?
Temperatura	Ali je dovolj čiščenje v okoljskih pogojih ali je potrebno nadzorovano segrevanje?
Kemična sredstva za čiščenje	Katera kemična sredstva so združljiva z delovnim kosom in kontaminacijo?
Filtracija	Kako bodo odstranjene drobci, delci, mulj in drugi ostanki?
Sušenjem	Kakšna raven ostanke vlage je sprejemljiva?
Takt proizvodnje	Kakšen čas cikla in proizvodna količina sta zahtevana?
Končna čistoča	Kateri omejitvi mase čistoče in velikosti delcev morajo biti dosežene?

Ta pristop preprečuje izbiro opreme le na podlagi primerjave nazivnega tlaka, moči črpalke ali velikosti stroja.

9. Pogosta vprašanja

V: Kako lahko določim, kakšna vrsta kontaminacije je na mojem delu?

Začnite z tremi namigi:

1. Poglejte prejšnji proizvodni proces.
Obdelava kovin pogosto povzroča kovinske stružke in rezalne tekočine. Litje lahko povzroči ostankе jedrnih peskov. Termična obdelava lahko povzroči oksidno skorjo.

2. Preverite, kako je kontaminacija pritrjena.
Prosto ležeče delce je mogoče razmeroma enostavno odstraniti z zrakom ali tokom tekočine, medtem ko za oljne filme, skorje in močno vezane ostanke potrebujemo specializirane postopke.

3. Določite lokacijo kontaminacije.
Delci v slepih vrtinah, oljnih kanalih in zaprtih votlinah pogosto zahtevajo ciljno ali notranjo pretokovno čiščenje namesto konvencionalnega zunanje pršenja.

V: Kako se čiščenje kovinskih stružkov razlikuje od čiščenja jedrnih peskov?

Kovinske stružke so pogosto mehansko ujeti v vrtinah in kanalih. Za njihovo izsilitev lahko uporabimo turbulentno čiščenje, ciljno visokotlačno čiščenje in vstavitveno čiščenje, pri čemer filtracija in odstranjevanje ostankov preprečujeta ponovno usedanje.

Jedro iz peska se razlikuje, ker lahko ostane znotraj zaprtih litih votlin, kjer konvencionalni pršilni tok ne more učinkovito doseči. Zato so morda potrebne prisiljene notranje metode pretoka, kot je čiščenje z zamašitvijo.

V: Zakaj naj bi se običajno odstranjevanje ostankov opravilo pred končnim čiščenjem?

Odstranjevanje ostankov lahko ustvari kovinske delce.

Če se komponenta najprej očisti in nato šele odstranijo ostanki, se novoustvarjeni delci lahko usedejo na že očiščeno površino. To lahko zahteva dodatno fazo čiščenja ter poveča tako čas procesa kot tudi tveganje kontaminacije.

Zato je tipična zaporedja naslednja:

Odstranjevanje ostankov → Čiščenje → Izpiranje → Sušenje

V: Ali za težko oljno kontaminacijo vedno zahteva segreto čiščenje?

Ne nujno.

Segrevanje lahko zmanjša viskoznost olja in izboljša učinkovitost vodne čistilne kemije, kar je koristno za številne komponente z oljno kontaminacijo.

Vendar je ustrezna temperatura odvisna od materiala delovnega predmeta, vrste kontaminacije, čistilne kemije, zahtevane stopnje čistoče, časa cikla in konfiguracije opreme.

V projektih, kjer se onesnaženost z oljem lahko spreminja, omogočanje nadzorovane ogrevanja poveča procesno prilagodljivost sistema za čiščenje.

Zaključek

Pravo industrijsko čistilno napravo določa vrsta onesnaženja – ne le ime delovnega predmeta.

Kovinske stružinke, olje, jedrni pesek, ostanki po obdelavi (burrs), oksidna skorja in rjava zahtevajo različne kombinacije mehanske energije, kemičnega učinka, notranjega pretoka, filtracije in sušenja.

Za komponente z mešanimi vrstami onesnaženja je zaporedje procesov enako pomembno. Odstranjevanje ostankov po obdelavi (deburring) naj bi običajno predhajalo končnemu čiščenju, širokopovršinsko čiščenje naj bi predhajalo ciljnemu načinu obravnave, izpiranje naj bi sledilo čiščenju, sušenje pa naj bi zaključilo celoten proces.

Za industrijski projekt čiščenja zagotavljanje risbe delovnega predmeta, materiala, proizvodnega procesa, vrste onesnaženja, lokacije onesnaženja, zahtevane stopnje čistoče in taktov proizvodnje omogoča, da se proces čiščenja oblikuje glede na dejanske proizvodne zahteve namesto na splošne specifikacije opreme.

Big Bird Industrial, prej Harbin Shimada Big Bird Industrial, razvija prilagojene industrijske sisteme za čiščenje avtomobilskih komponent, delov za pogonski sistem, komponent za vozila na novo energijo in drugih natančno izdelanih delov. Glede na uporabo lahko rešitve združujejo turbulentno čiščenje, ciljno visokotlačno čiščenje, vstavno čiščenje, čiščenje z zapiranjem priključkov, odstranjevanje ostankov (deburring), filtracijo, izpiranje in sušenje.