Чистка деталей

Водные детали очистки промышленная стиральная машина

Очистка деталей - это шаг в различных промышленных процессах , либо в качестве подготовки к отделке поверхности , либо для защиты деликатных компонентов. Один из таких процессов, гальванизация , особенно чувствителен к чистоте части, так как даже тонкие слои масла могут препятствовать покрытию адгезии .

Методы очистки охватывают очистку растворителя , чистку горячих щелочных моющих средств , электрочитая и кислотный травление . В промышленных условиях тест на водный перерыв является обычной практикой для оценки чистоты машин. Этот тест включает в себя тщательное промывание и вертикальное удержание поверхности. Гидрофобные загрязняющие вещества, такие как масла, вызывают воду для шариков и ломаются, что приводит к быстрому дренажу. Напротив, идеально чистые металлические поверхности являются гидрофильными и сохраняют непрерывный лист воды без бисера и не сливая. Важно отметить, что этот тест может не обнаружить гидрофильные загрязнения, но их можно сметить во время процесса гальванизации на водной основе. Сервант -активные вещества, такие как мыло, могут снизить чувствительность теста и должны быть тщательно промыты.

Определения и классификации

Для описанных здесь действий часто встречаются следующие термины: очистка металлов, очистка поверхности металла, очистка компонентов, обезжиривание, промывание деталей и очистка деталей. Они хорошо известны в использовании технического языка, но у них есть свои недостатки. Очистка металлов может быть легко смешана с уточнением неверных металлов. Очистка поверхности металлов и чистка металлов не учитывают растущее использование пластмасс и композитных материалов в этом секторе. Термин «очистка компонентов» оставляет очистку стальных секций и листов, и, наконец, обезжиривание описывает только часть темы, как в большинстве случаев, чипсов, штрафов, частиц, солей и т. Д. Также необходимо удалить.

Термины «коммерческая и промышленная очистка запчастей», «чистка деталей в ремесле и промышленности» или «коммерческая очистка деталей», вероятно, лучше всего описывает эту область деятельности. Есть некоторые специалисты, которые предпочитают термин «очистка промышленных деталей», потому что они хотят исключить техническое обслуживание зданий, комнат, зон, окна, полы, резервуары, машины, гигиена , мыть руки, душевые и другие некоммерческие объекты.

Элементы и их взаимодействие

Факторы

Очистка в этом секторе можно охарактеризовать только описанием нескольких факторов. Они изложены на первом изображении выше.

Детали и материалы, которые должны быть очищены

Во -первых, рассмотрим детали, которые будут очищены. Они могут включать не обработанные или едва обработанные секции, листы и провода, а также обработанные детали или собранные компоненты, нуждающиеся в очистке. Следовательно, они могут состоять из различных металлов или различных комбинаций металлов. Пластмассы и композитные материалы часто можно найти, и они действительно находятся на увеличении, потому что, например, автомобильная промышленность, а также другие, используют больше и более легкие материалы.

Масса может быть очень важной для выбора методов очистки. Например, большие валы для кораблей обычно очищаются вручную, тогда как крошечные валы для электрических приборов часто очищаются в объеме у высоко автоматизированных растений.

Точно так же важно геометрия частей. Длинные, тонкие, разветвленные, резьбовые отверстия, которые могут содержать забитые чипсы, являются одними из самых больших проблем в этой технической области. Высокое давление и процесс промывки питания являются одним из способов удаления этих чипов, а также роботов , которые запрограммированы на то, чтобы точно промыть просверленные отверстия под высоким давлением.

Загрязнения

Части обычно покрываются нежелательными веществами, загрязнениями или загрязнением. Используемое определение совершенно другое. В некоторых случаях эти покрытия могут быть желательными: например, нельзя не захотеть удалять слой краски , а только материал сверху. В других случаях, когда требуется проверка трещин, необходимо удалить слой краски, поскольку он рассматривается как нежелательное вещество.

Классификация загрязнения следует структуре слоя, начиная с базового материала:

Структура металлической поверхности

• Деформированный пограничный слой,> 1 мкм
• Реакционный слой, 1–10 нм
• Сорбционный слой, 1–10 нм
• Слой загрязнения,> 1 мкм

См. Иллюстрация 2: Структура металлической поверхности

Чем ближе слой к поверхности субстрата, тем больше энергии необходимо для его удаления. Соответственно, сама чистка может быть структурирована в зависимости от типа ввода энергии:

• Механический - абразивный: взрыв, шлифование
• Механический-неабразивный: перемешивание, смешивание, ультразвук , распыление
• Термическая - реактивная: термообработка намного выше 100 ° C в реактивных газах
• Термический-нереактивный: температура ниже 100 ° C, повышенная температура ванны, обезжиривание паров
• Химический-абразивный/реактивный: маринован в жидкостях, с помощью плазмы , уборка , электрополива
• Химическое вещество-нереактивные: органические растворители, водные растворы, суперкритический CO ₂

Слой загрязнения может быть дополнительно классифицирован в соответствии с:

• Источник
• Композиция: например, смазочные материалы охлаждения могут быть составлены по -разному. Однокомпоненты могут объяснить большие проблемы, особенно для чистящих средств для магазинов, которые не контролируют предыдущие процессы и, следовательно, не знают загрязняющих веществ. Например, силикаты могут препятствовать атлетике .
• Состояние агрегации
• Химические и физические свойства

Американское общество тестирования и материалов ( ASTM ) представляет шесть групп загрязнений в своем ручном «Выбор процесса очистки» и связывает их с наиболее распространенными методами очистки, обсуждается пригодность очистки для удаления данного загрязнения. Кроме того, они перечисляют образцовые процессы очистки для различных типичных применений. Поскольку при выборе процесса необходимо учитывать очень много разных аспектов, это может служить только первой ориентацией. Группы загрязняющих веществ заявлены:

• Пигментированные соединения рисования
• Нефть не масло и смазка
• Чипсы и режущие жидкости
• Полировка и полировка соединений
• Ржавчина и масштаб
• Другие

Зарядка

Чтобы выбрать подходящее оборудование и носитель, следует также известно, какую сумму и какую пропускную способность нужно обрабатывать. На более крупных заводах мало количества практически когда Полем Кроме того, метод ценообразования необходимо определить. Чувствительные детали иногда должны быть зафиксированы в коробках. При работе с большими количествами можно использовать объемную зарядку, но трудно достичь достаточного уровня чистоты с плоскими кусочками, цепляющимися вместе. Сушка также может быть трудной в этих случаях.

Место уборки

Другое соображение - это место уборки. Очистка в семинаре требует различных методов по сравнению с очисткой, которая должна быть выполнена на месте, что может быть в случае с работой по техническому обслуживанию и ремонту.

Обычно уборка происходит в мастерской. Несколько общих методов включают обезжиривание растворителя , обезжиривание паров и использование водной стиральной машины . Компании часто хотят, чтобы зарядка, загрузка и разгрузка были интегрированы в производственную линию, что гораздо более требовательно в отношении размера и на протяжении всей способности системы очистки.

Такие системы очистки часто точно соответствуют требованиям, касающимся деталей, загрязняющих веществ и методов зарядки (специальное производство). Обычно используется центральное чистящее оборудование, часто созданное как многозадачные системы. Эти системы могут соответствовать различным требованиям к очистке. Типичными примерами являются промывочные стойки или небольшие чистящие машины , которые встречаются во многих промышленных предприятиях.

Чистящее оборудование и процедура

Во -первых, можно дифференцироваться среди следующих методов (заказано от большинства до наименьших технологически продвинутых):

• Руководство
• Механический
• Автоматический
• Робот поддерживается

Процесс может быть выполнен за один шаг, что особенно верно для ручной очистки, но обычно это требует нескольких шагов. Следовательно, нередко можно найти от 10 до 20 шагов в крупных растениях, например, для медицинской и оптической промышленности. Это может быть особенно сложным, потому что неверные этапы могут быть интегрированы в такие растения, как применение слоев защиты от коррозии или фосфалирования . Очистка также может быть простой: процессы очистки интегрированы в другие процессы, как это происходит с гальванией или оцинкованной , где она обычно служит стадией предварительной обработки.

Следующая процедура довольно распространена:

1. Предварительная очистка
2. Основная уборка
3. Полоскание
4. Промывание деионизированной водой
5. Промывание коррозионной защитой
6. Сушка

Каждый из этих шагов может проходить в собственной ванной, камере или, в случае очистки распыления, в своей собственной зоне (линейное или многокамерное оборудование). Но часто эти шаги могут иметь одну камеру, в которую перекачиваются соответствующие среды (отдельная камера).

Очистка носителя играет важную роль, поскольку он удаляет загрязняющие вещества из субстрата.

Для жидких среда можно использовать следующие чистящие средства: водные агенты, полуаправочные агенты (эмульсия растворителей и воды), растворители на основе углеводородов и галогенированные растворители. Обычно последние называют хлорированными агентами, но могут использоваться бромированные и фторированные вещества. Традиционно используемые хлорированные агенты, TCE и PCE , которые являются опасными, теперь применяются только на герметичных заводах, а системы сдвига современного объема ограничивают любые выбросы. В группе растворителей на основе углеводородов существуют некоторые вновь развитые агенты, такие как сложные эфиры жирных кислот из натуральных жиров и масла, модифицированные спирты и эфиры дибазических эфиров .

Водные чистящие средства в основном представляют собой комбинацию различных веществ, таких как щелочные строители, поверхностно -активные вещества и секвестарирующие агенты. При очистке металлов железа, ингибиторы ржавчины добавляются в водный чистящий средства, чтобы предотвратить промывку после промывки. Их использование растет, так как их результаты оказались в большинстве случаев более хорошими или лучше, чем уборщины углеводородов. Сгенерированные отходы менее опасны, что снижает затраты на утилизацию.

Водные чистящие средства имеют преимущества в отношении частиц и полярных загрязнений и требуют, чтобы только более высокие входные данные механической и тепловой энергии были эффективными, тогда как растворители легче удаляют масла и смазки, но имеют риски для здоровья и окружающей среды. Кроме того, большинство растворителей воспламеняются, создает опасность огня и взрыва. В настоящее время, с надлежащим оборудованием для стиральной машины промышленных деталей , признано, что водные чистящие средства удаляют масло и смазку так же легко, как растворители.

Другой подход - с твердой чистящей средой (взрывная работа), которая включает в себя CO ₂ процесс сухого льда : для более жестких требований используются гранулы, в то время как для более чувствительных материалов или компонентов CO ₂ в виде снега применяются. Одним из недостатков является высокое энергопотребление, необходимое для сухого льда.

И последнее, но не менее важное, есть процессы без средств массовой информации, таких как вибрация, лазер, чистка и выпускные/выхлопные системы.

Все этапы очистки характеризуются средами и прикладными температурами и их индивидуальным возбуждением/применением (механическое воздействие). Существует широкий спектр различных методов и комбинаций этих методов:

• Взрыв
• Кипячение под давлением
• Очистка углекислого газа
• Циркуляция ванны
• Наводнение
• Впрыскивание газа или воздуха в ванну
• Гидрозон
• Инъекция затопления
• Мегасонный, посмотрим на мегасонную уборку
• Движение частей (поворот, колебание, поворот)
• Процесс мощности
• Давление наводнения
• Распыление
• Разбрызгивание
• Ультразвуковая, см. Ультразвуковая чистка

Наконец, каждый этап очистки описывается в то время, когда детали, которые необходимо очистить, тратит в соответствующую зону, ванну или камеру, и, следовательно, средняя температура и перемешивание могут влиять на загрязнение.

Каждому элементу чистящего оборудования нужна так называемая периферия. Этот термин описывает меры и оборудование с одной стороны для поддержания и контроля ванн и бок для защиты людей и окружающей среды.

У большинства растений чистящие средства циркулируются до тех пор, пока их чистящая мощность не уменьшится и не достигнет максимального терпимого уровня загрязнения. Чтобы как можно больше отложить обмен ваннами, используются сложные привязанности к лечению, удаление загрязняющих веществ и используемых агентов из системы. Свежие чистящие средства или их детали должны быть дополнены, что требует борьбы с ванной. Последнее все больше и больше облегчается в Интернете и, таким образом, позволяет компьютерному помощи в ванне. С помощью нефтяных сепараторов, демонтирующих агентов и испарителей водные процессы могут проводиться «без сточных вод». Полный обмен ваннами становится необходимым только каждые 3-12 месяцев.

При использовании органических растворителей предпочтительным методом для достижения длительного срока службы в ванне является дистилляция, особенно эффективный метод для разделения загрязняющих веществ и агентов.

Периферия также включает в себя меры по защите таких работников, как инкапсуляция, автоматическое отключение питания, автоматическое пополнение и обострение средств массовой информации (например, метод газового трансфера), меры по предотвращению взрыва, вентиляция выхлопных газов и т. Д., А также меры по защите окружающей среды, например. Захват летучих растворителей, изъятия бассейнов, экстракция, лечение и утилизация полученных отходов. Процессы очистки на основе растворителей имеют то преимущество, что грязь и чистящий агент могут быть легче отделены, тогда как в водных процессах более сложные.

В процессах без очистки носителя, таких как лазерная абляция и очистка вибрации, следует утилизировать только удаленную грязь, поскольку нет чистящего агента. Довольно небольшое количество отходов генерируется в таких процессах, как CO ₂ Blasting и автоматическая очистка щетки за счет более высоких затрат на энергию.

Требования к качеству

Стандартизация требований к качеству для очищенных поверхностей в отношении следующего процесса (например, покрытие, термическая обработка) или с точки зрения технических функциональных возможностей, трудно. Тем не менее, можно использовать общие классификации. В Германии было предпринято попытка определить очистку как подкатегорию обработки металлов (DIN 8592: Очистка как суб -категория процессов резки), но это не справляется со всеми сложностями очистки.

Довольно общие правила включают классификацию в промежуточной очистке, окончательную очистку, точную очистку и критическую очистку (с. Таблица), на практике, рассматриваемая только в качестве общего руководства.

Условия	Максимум допустил грязь	Почвы удалены	Объяснения
Промежуточная очистка			Например, в производстве металла резки
Окончательная уборка	≤ 500 мг / м² (1)	Частицы размером с MIL и остатки толще, чем монослой	Например, перед сборкой или покрытием
Части для фосфалирования, живописи, эмалирования	500 - ≤ 5 мг C / м² (2)
Части для хардирования, нитрии, нитро-карбурбализации соответственно. вакуумное лечение	500 - ≤ 5 мг C / м² (2)
Детали для гальванизации, электронные детали	20 - ≤ 5 мг C / м² (2)
Точная чистка	≤ 50 мг / м² (1)	Супермикрометровые частицы и остатки более тонкие, чем монослой	Контролируемая среда (Durkee)
Критическая чистка	≤ 5 мг / м² (1)	Частицы субмикрометра и нелетучий остаток, измеренный в ангстремах	чистая комната (Durkee)

(1) связано с общей грязи; (2) только связано с углеродом

Таким образом, эмпирическое правило все еще соблюдается, утверждая, что требования к качеству выполняются, если последующий процесс (см. Ниже) не вызывает никаких проблем. Например, покрытие для краски не отрывается до того, как закончится период гарантии.

Там, где этого недостаточно, особенно в случае внешних порядков, из -за отсутствующих стандартов, часто существуют конкретные требования клиента, касающиеся оставшегося загрязнения, защиты от коррозии, пятен и уровня блеска и т. Д.

Измерение методов, обеспечивающих качество, поэтому не играют большую роль в семинарах, хотя существует широкий шкал различных методов, от визуального контроля над простыми методами тестирования (тест на разрыв воды, тест протирания, измерение угла контакта, тестовые чернила, лента Тест, среди прочего) для сложных методов анализа ( гравиметрический тест, подсчет частиц, инфракрасная спектроскопия , спектроскопия свечения, дисперсионный рентгеновский анализ, сканирующая электронная микроскопия и электрохимическая Методы, среди прочих). Есть только несколько методов, которые могут применяться непосредственно в линии и которые предлагают воспроизводимые и сопоставимые результаты. Только недавно были достигнуты большие достижения в этой области

В то же время общая ситуация изменилась из -за резко растущих требований к чистоте для определенных компонентов в автомобильной промышленности. Например, тормозные системы и системы впрыскивания топлива должны быть установлены с все более меньшим диаметром, и они должны выдерживать все более высокое давление. Следовательно, очень незначительное загрязнение частиц может привести к большим проблемам. Из -за растущей скорости инноваций отрасль не может позволить себе выявить возможные неудачи на относительно поздней стадии. Следовательно, были разработаны стандартные дорожные транспортные средства VDA 19/ISO 16232 ' - чистота компонентов жидкости, которые описывают методы, которые могут контролировать соответствие требованиям чистоты.

Последующий процесс

При выборе методов очистки, чистящих средств и процессов очистки, последующие процессы, то есть дальнейшая обработка очищенных деталей, представляет особый интерес.

Классификация следует в основном теорией металлической работы:

• Обработка
• Резка
• Присоединение
• Покрытие
• Термическая обработка
• Сборка
• Измерение, тестирование
• Ремонт, техническое обслуживание

Со временем были установлены эмпирические ценности, насколько эффективной должна быть чистка, чтобы гарантировать процессы для конкретного срока гарантий и за его пределами. Выбор метода очистки часто начинается отсюда.

Проблемы и тенденции

Приведенные выше детали иллюстрируют, насколько сложно это конкретное поле. Небольшие вариации требований могут вызвать совершенно разные процессы. Становится все более и более важным получать необходимую чистоту максимально экономически эффективной, а также с постоянно минимизированным здоровьем и экологическими рисками, поскольку чистка стала важным для цепочки поставок в производстве. Применение компаний обычно полагается на своих поставщиков, которые - в связи с большой базой опыта - по величине адекватному оборудованию и процессам, которые затем адаптированы к подробным требованиям на станциях испытаний в помещениях поставщика. Тем не менее, они ограничиваются их сферой технологий. Чтобы привести практикующих в возможность рассмотреть все соответствующие возможности, отвечающие их требованиям, некоторые институты разработали различные инструменты:

МУДРЕЦ: К сожалению, больше не работает, комплексная экспертная система для очистки и обезжиренных частей предоставила градуированный список с относительно общими процессами альтернатив растворителя и процесса. Разработанный программой очистки поверхности в Институте исследовательского Треугольника , Роли, Северная Каролина США , США, в сотрудничестве с EPA (использовалось в соответствии с: http://clean.rti.org/ ).

CleanTool: База данных «наилучшей практики» на семи языках с комплексными и конкретными процессами, непосредственно записанной в компаниях. Кроме того, он содержит интегрированный инструмент оценки, который охватывает области технологий, качества, здоровья и безопасности на работе, защиты окружающей среды и затрат. Также включен всеобъемлющий глоссарий (семь языков, ссылка см. Ниже).

Bauteilreinigung: Система отбора для очистки компонентов, разработанная Университетом Дортмунда , помогая пользователям анализировать свои задачи очистки в отношении подходящих процессов очистки и чистящих средств (только немецкий, ссылка см. Ниже).

Тури, Институт сокращения токсического использования: Департамент Университета Лоуэлла, штат Массачусетс (США). Лаборатория Тури проводит оценки альтернативных чистящих средств с 1993 года. Большинство из этих продуктов были разработаны для очистки поверхности металлов. Результаты доступны в режиме онлайн через лабораторную базу данных Института.

Смотрите также

• Акустическая чистка
• Тормозной очиститель
• Запчасти шайба
• Растворитель обезжиривание
• Ультразвание
• Ультразвуковая чистка
• Пары обезжиривание

Дальнейшее чтение

• Джон Б. Дурки: «Управление технологиями и процессами промышленной очистки», 2006, Elsevier, Оксфорд, Великобритания, ISBN   0-08-04488-7 .
• Кэрол А. Лебланк: Поиск более безопасных и более зеленых химических растворителей при очистке поверхности: предлагаемый инструмент для поддержки принятия решений в окружающей среде. 2001, Центр экологических исследований Университета Эразма, Роттердам, Нидерланды.
• Дэвид С. Петерсон: Практическое руководство по промышленной очистке металлов. 1997, Hanser Gardner Publications, Цинциннати, штат Огайо, США. ISBN   1-56990-216-X
• Барбара Канегсберг изд.: Справочник по критической очистке. 2001, CRC Press, Бока -Ратон, Флорида, США. ISBN   0-8493-1655-3
• Malcolm C. McLaughlin et al.: Справочник водной чистки: руководство по процедурам критического числа, методов и валидации. 2000, The Morris-Lee Publishing Group, Rosemont, Нью-Джерси, США. ISBN   0-9645356-7-X
• Карен Томас, Джон Лапланте, Алан Бакли: Руководство по уборке альтернативы: уборка более зеленой в Массачусетсе. 1997, Институт сокращения использования токсиков, Университет Массачусетса, Лоуэлл, Массачусетс, США.
• ASM International: выбор процесса очистки. 1996, ASM International, Material Park, Огайо, США. ISBN   0-87170-572-9
• ASM International: Руководство по кислотной, щелочной, эмульсии и ультразвуковой чистке. 1997, ASM International, Material Park, Огайо, США. ISBN   0-87170-577-X
• ASM International: Руководство по обезжириванию паров и холодной очистке растворителей. 1996, ASM International, Material Park, Огайо, США. ISBN   0-87170-573-7
• ASM International: Руководство по системам механической очистки. 1996, ASM International, Material Park, Огайо, США. ISBN   0-87170-574-5
• ASM International: Руководство по маринованке и распавке, а также очистку расплавленной соли. 1996, ASM International, Material Park, Огайо, США. ISBN   0-87170-576-1
• Клаус-Петер Мюллер: Практическая технология поверхности. Издание 2003.xii, Vieweg, Braunschweig/Wiesbaden, ISBN   978-3-528-36562-2
• Томас В. Джелинк: Очистка и обезживание в металлической промышленности. 1. Edition 1999, Leuze Verlag, Saulgau, ISBN   3-87480-155-1
• Brigitte Haase: насколько чистой должна быть поверхность? В кн.: Журнал Technology. № 4, 1997
• Brigitte Haase: чистка или предварительная обработка? Состояние поверхности и результат нитратора, очистка компонентов, управление и анализ процессов. Бремерхавенский университет прикладных наук
• Бернд Кюнне: книга специалиста по онлайн -специалистам для промышленной уборки. В: Bührreinigung.de. Университет Дортмунда, факультет машинных элементов
• Рейнер Грин: уборка и предварительная обработка - стоять и перспективы. В: Гальванотехник. 90, 1999, № 7, с. 1836-1844
• Günter Kreisel et al.: Целостное учет/оценка технологий очистки/предварительной обработки при обработке поверхности. 1998, Йена, Институт технической химии бывшего Совета