Ултразвукът има толкова многофакторен ефект, че използването на ултразвукови вибрации може значително да ускори всеки от изброените методи за почистване и да подобри качеството му: променливо налягане, вибрации на течни частици и вторични акустични явления - "звуков вятър", ударни вълни, кавитация и ултразвук капилярен ефект.

Основната енергийна роля се играе от кавитация. Когато кавитационните мехурчета се срутят, се образуват кумулативни микрофлуидни струи, чиято скорост достига стотици метри в секунда, насочени към повърхността, която се почиства. Под действието на ударни вълни и високоскоростни микроструи филмът на замърсяване (твърд или течен) се разрушава интензивно и се отделя от повърхността. Кавитацията осигурява интензивно ултразвуково емулгиране на течност и ултразвукова дисперсия на отделени твърди частици от замърсители.

Акустичните потоци осигуряват отстраняването на замърсителите, разтворени или унищожени от кавитация, от граничния слой в обема на течността. Акустичните течения играят особено важна роля при отстраняването на разтворими замърсители.

Ефективността на почистване се увеличава с приближаването на третираната повърхност до излъчвателя. Не е препоръчително обаче продуктите да се приближават до излъчвателя на разстояние по-малко от 1–2 mm, тъй като при малки пролуки между излъчвателя и третираната повърхност условията за отстраняване на замърсителите от граничния слой се влошават и кавитационната активност намалява поради промяна в схемата на колапс на кавитационните мехурчета. При малки разстояния кумулативната струя действа успоредно на почистваната повърхност и не дава необходимия почистващ ефект.

Предимството на ултразвуковото почистване е не само способността да се постигне висококачествено почистване на контролираната повърхност от голямо разнообразие от замърсители, но и да се отстранят замърсителите от кухината на капилярния дефект. Най-ефективно е използването на ултразвук в режим, който осигурява проявата на ултразвуков капилярен ефект. В този случай задънените капиляри се пълнят с реагента на по-голяма дълбочина и с по-голяма скорост. Дифузионното движение на разтворения газ към устието на дефекта се ускорява значително; разтваряне на замърсители, присъстващи в кухината на дефекта; дифузионно движение на замърсители към устата му. В резултат на това се ускорява процесът на запълване на дефектните кухини като цяло и се увеличава дълбочината на проникване на работните течности в задънените капилярни канали.

Използването на ултразвук по време на почистване може значително да подобри качеството на контрола. В този случай прекъсванията се почистват на достатъчна дълбочина не само от течности, но и от такива слабо разтворими замърсители като полиращи пасти. В резултат на това броят на откритите следи се приближава общ бройвзети под внимание дефекти. Използването на вода и водни разтвори на глицерол и дисперсант като миещи течности при почистване в ултразвуково поле дава по-голям ефект от използването на разтворители като ацетон и бензин. Това се дължи на по-голямата активност на акустичната кавитация във водата и водните разтвори, отколкото в ацетона и бензина. Използването на ултразвук позволява да се решат проблемите с подмяната на пожар, експлозия, опасни за околната среда за хората и околната среда материали за откриване на дефекти с вода и водни разтвори.

Ултразвуково почистване на анодТо е най ефективен начинподготовка на продуктите за контрол. Осигурява отстраняването на твърди и високовискозни замърсители от повърхността на продуктите и от кухините на дефектите, както и оксидни филми без използването на ецващи състави. След почистване следите от почистващи течности се неутрализират, продуктите се измиват с вода и се подсушават. Скоростта на такава обработка е 2,5–4 пъти по-висока от тази на електролитната обработка.

Анодно-ултразвуковото почистване се извършва в ултразвукови вани. Съставът на електролита и режимите на обработка се избират в зависимост от плътността и дебелината на слоя замърсяване. Измиването на продуктите след обработка се извършва чрез многократно потапяне във вани с гореща, а след това със студена течаща вода. Продължителността на измиване във всяка вана е 0,5–1 min.

Електролитни състави и режими на анодно ултразвуково почистване на продукти от хромоникелови стомани и сплави:

Увеличаването на честотата на ултразвуковите вибрации води до намаляване на времето за растеж и намаляване на максималния радиус на кавитационната кухина, което допринася за повишаване на налягането на сместа пара-газ в мехурчето до началото на колапс и намалява интензитета на ударните микровълни. В допълнение, с увеличаване на честотата на трептенията се увеличава абсорбцията на акустична енергия. Намаляването на честотата на трептенията води до рязко увеличаване на шума на инсталациите, както и до увеличаване на резонансните размери на радиатора. Повечето ултразвукови почистващи препарати работят в честотния диапазон 18...44 kHz.

Съществува гранична стойностинтензивността на трептенията, чийто излишък води до увеличаване на амплитудната стойност на налягането и кавитационният балон се изражда в пулсиращ. Освен това при висок интензитет ултразвуковото поле е екранирано от кавитационен облак в близост до излъчвателя, което увеличава консумацията на енергия. Диапазонът на интензитетите на вибрациите при ултразвуково почистване е 0,5...10 W/cm 2 .

Ултразвукова технология за почистване

Цял технологичен процесултразвуковото почистване включва операции, предхождащи звуковото почистване, самото ултразвуково почистване и операциите след почистването.

Подготовката на замърсената повърхност за ултразвуково почистване се извършва чрез накисване на части във вода, миещ разтвор или органични разтворители. Това позволява основното количество мръсотия да блести от частите и да намали времето за тяхното последващо ултразвуково почистване с 2...4 пъти. За накисване на части, замърсени с довършителни пасти, се препоръчва използването на ацетон, фреон, бензин, керосин. Въпреки това, ако има замърсители мастни киселинии парафини, накисването на части в леко вискозни разтворители не е препоръчително. Тези разтворители, измивайки лесно разтворимите течни компоненти на пастата, изсушават и уплътняват замърсителите, което значително усложнява процеса на тяхното последващо ултразвуково почистване. За малки части с хлабаво свързани замърсители обикновено не се препоръчва заключване преди тяхното ултразвуково почистване.

Оптималният режим на почистване зависи от естеството на замърсяването, състава и температурата на почистващия разтвор, състоянието на материала и повърхността на частите, метода на почистване и интензивността на ултразвука. Изборът на метод за почистване се определя от конструкцията на частта или монтажната единица, както и от изискванията за състоянието на техните повърхности. Сред най-разпространените методи за ултразвуково почистване е методът на потапяне, въвеждането на излъчвателя в почистващата кухина, контактът и непрекъснато-последователният. Почистването може да се извърши както при нормално, така и при повишено статично налягане. За почистване на прецизни части с високопрецизни повърхности с ниска грапавост не се препоръчва използването на повишено статично налягане, тъй като може да възникне кавитационна ерозия на готовите повърхности.

При почистване метод на потапянемалки части се поставят в мрежести кошници или барабани и се потапят в ултразвукова вана, като се поставят възможно най-близо до повърхността на излъчвателите, т.е. в зоната на най-голяма активност на ултразвук. За да се осигури висококачествено почистване на цялата повърхност на частите, барабаните непрекъснато се въртят или се люлеят във ваната спрямо емитерите. В резултат на това частите се въртят непрекъснато по време на процеса на почистване и всичките им секции са в зоната на ултразвуково въздействие.

Ориз. 3.29. Схема на механизирана ултразвукова вана:

• 1 - преобразуватели; 2 - тяло за баня; 3 - зареждане на мрежести барабани;
• 4 - задвижване; 5 - контролен панел

На фиг. 3.29 показва диаграма на механизирана ултразвукова вана за почистване на малки части с тяхното принудително движение в ултразвуково поле. Преобразувателите са вградени в дъното на ваната. Частите за почистване се поставят в товарни мрежести барабани, които се задвижват с равномерно въртеливо движение. Освен това дизайнът на ваната включва системи за циркулация и филтриране на измиващия разтвор, както и контролен панел.

При избора на условия за ултразвуково почистване трябва да се има предвид, че по време на кавитационния ефект върху детайла може да възникне нежелано явление - ерозия на прецизни повърхности. Трябва да се подчертае, че процесът на ерозия на части в ултразвуково поле настъпва след определен период от време. Факт е, че в началния период, когато кавитационните мехурчета се срутват, възниква пластична деформация на повърхността на частта, което дори подобрява нейната производителност. Въпреки това, в бъдеще, при многократно излагане на кавитационни мехурчета, се появяват микропукнатини от умора, което води до отделяне на част от метала. От това следва, че по време на ултразвуково почистване на прецизни части със сложна конфигурация,

Ориз. 3.30. Препарат за почистване на дълбоки дупки:

1 - вълновод; 2 - диафрагма; 3 - магнитострикционен преобразувател; 4 - кадър; 5 - фитинг за подаване на почистващ разтвор; 6 - дръжка; 7 - тригерен превключвател

радио, е необходимо да се приложат условия, при които времето за почистване на всички повърхности на частта ще бъде значително по-малко от времето на началото на кавитационната ерозия на повърхностите на частите, разположени в близост до излъчвателя.

Метод за почистване на части въвеждане на излъчватели в третираната зонаизползва се за части с дълбоки отвори, жлебове, джобове и други кухини. В този случай почистването се извършва от специални вълноводи, които работят както с надлъжни, така и с огъващи вибрации. Осцилаторни системи с надлъжни вибрации е препоръчително да се използват в случаите, когато дълбочината на отвора или кухината не надвишава една четвърт от дължината на вълната в излъчвателя. В случаите на почистване на по-дълбоки дупки се използват излъчватели с огъваща осцилираща тръба, чиято дължина може да достигне 10 ... 20 дължини на вълната на огъващи вибрации. За почистване на вътрешните повърхности на цилиндри с голям диаметър могат да се използват потопяеми устройства, които използват радиални трептения на кухи радиатори. Използването на излъчватели от тези типове позволява значително да се ускори процесът на почистване на части със сложна конфигурация, а в някои случаи това е единственият метод за висококачествено почистване.

Например, за почистване на дълбоки отвори с малък диаметър (от 4 до 8 mm), както и локално почистване на отделни части, се използват специални ръчни ултразвукови глави (фиг. 3.30). В отвора за почистване се въвежда тръбен вълновод, в който вибрациите на огъване се възбуждат от магнитострикционен преобразувател. С помощта на диафрагмата системата от високоговорители се прикрепя към тялото с дръжка. В този случай конверторът се охлажда директно от доставения почистващ разтвор

Ориз. 3.31. Схема на инсталация за ултразвуково почистване на вътрешни кухини на тръби:

1 - конвертор; 2 - полувълнова опора; 3 - тръба; 4 - инструмент; 5 - ултразвуков концентратор

през фитинга и навън през тръбния вълновод в зоната за почистване. Дръжката има превключвател за задействане.

метод за контактпрепоръчително е да се използва за почистване на вътрешните кухини на тънкостенни продукти, достъпът до които е ограничен или труден. В този случай ултразвуковите вибрации се предават на пържолите на почистените продукти и те вече работят като ултразвуков излъчвател. Източникът на трептения е мощен магнитострикционен преобразувател (4 kW). Тръбата, с помощта на пневматично задвижване, се затяга между цилиндричен вълновод и полувълнова опора, образувайки резонансна акустична система (фиг. 3.31). Тръбата постепенно се движи в аксиална посока, а разтворът за измиване се изпомпва във вътрешната й кухина от помпа. В случаите, когато е необходимо едновременно почистване на външната повърхност, тръбата се поставя във вана с почистващ разтвор. За почистване на дълги тръби се използват пръстеновидни излъчватели, в които детайлите се движат коаксиално.

Когато използвате контактния метод за почистване на прецизни части, имайте предвид следното:

Контактът с излъчвателя на прецизната повърхност на детайла може да причини повреда на него;

Възбуждането на редуващи се напрежения в частта може да причини влошаване на нейната геометрична форма.

По този начин може да се препоръча използването на контактния метод, като се вземат предвид разпоредбите, отбелязани по-горе.

За ултразвуково почистване на големи части, както и на движещи се детайли, е препоръчително да се използва непрекъснато-последователен метод,при който почистваният продукт се движи по повърхността на емитера. Трябва да се подчертае, че този метод се характеризира с висока производителност и степен на автоматизация. Ето защо се използва широко в големи металургични предприятия в условията на непрекъсната работа на производството.

На фиг. 3.32 показва диаграма на ултразвукова вана за почистване на стоманена лента, когато масова продукция. В този случай стоманена лента с ширина над 1 m, движеща се в поток със скорост 100 ... 150 m / min, преминава през ултразвукова баня, напълнена с измиващ алкален разтвор. С вертикално движение на лентата във ваната от двете страни на носача на разстояние

Монтирани са блокове 10 ... 15 mm с магнитострикционни преобразуватели с обща мощност 300 kW.

След извършване на операцията по ултразвуково почистване е необходимо да се отстранят остатъците от почистващия разтвор и след това да се подготвят частите за вътрешно-оперативно или складово съхранение. Изискванията за състоянието на повърхността на частта се определят от характеристиките на операциите след почистване, както и от условията и продължителността на съхранение. По правило крайните операции включват отстраняване на остатъчния почистващ разтвор, пасивиране и изсушаване на детайлите.

Ориз. 3.32. Схема на ултразвукова вана за почистване на стоманена лента: 1 - задвижваща лентова стомана; 2 - блокове с преобразуватели; 3 - алкална вана

Ориз. 3.33. Ултразвуково измиване на кал U-1000: а- схема; b - обща форма; 1 - контролер за пране; 2 - горно устройство за утаяване; 3 - картер; 4 - устройство за освобождаване на утайки; 5 - ултразвукови излъчватели; 6 - устройство за оттичане на утайки; 7 - помпа за изплакване; 8 - нагревателни елементи; 9 - тяло за баня; 10 - контролни елементи за промиване

На фиг. 3.33 показва диаграма и общ изглед на ултразвукова почистваща машина тип U-1000 от Ultron (Република Полша).

Измиване тип U-1000 включва: система за измиване на горния слой; устройство за утаяване на мазнини; устройство за утаяване на утайки; микропроцесорен контролер; топло и звукоизолация.

Това гарантира:

• ? ефективно отделяне на замърсители;
• ? ефективно използване перилни препарати;
• ? възможност за адаптиране към производствената линия;
• ? филтриране на течности.

Конструктивните характеристики на мивката тип U-1000 включват (фиг. 3.33, б):

• ? специален капак на контейнера, който осигурява минимални загуби на топлина;
• ? пневматичен актуатор за лесно отваряне и затваряне на капака;
• ? помпа със затворен кръг, поставена отвън за лесен достъп за почистване и обезвъздушаване;
• ? система за източване на втечнена течност в камерата за миене, която ви позволява да поддържате чистота на мястото на работа на мивката;
• ? контролер, който ви позволява едновременно да замените таймера и термостата, както и плавно да регулирате времето за пране

и температура на нагряване. Контролерът дава възможност за настройка на пулсиращ режим на работа. Пулсиращият режим на работа (приблизително 1,0 ултразвук и 0,2 прекъсвания) улеснява отстраняването на газ от разтвора и бързото утаяване на замърсителите. По време на прекъсване газовите мехурчета могат свободно да излязат от разтвора, издигайки се нагоре, а замърсителите свободно потъват на дъното;

Дренажни вентили на дъното на резервоара за цялостно отстраняване на утайки и други замърсители.

Позволява ви бързо и ефективно да обработвате различни части, да премахвате най-упоритите замърсявания, да замените скъпи и опасни разтворители и да механизирате процеса на почистване.

Когато ултразвукови вибрации се предават на течност, в нея възникват променливи налягания, които се променят с честотата на възбуждащото поле. Наличието на разтворени газове в течност води до факта, че по време на отрицателния полуцикъл на трептене, когато върху течността действа напрежение на опън, в тази течност се образуват и увеличават празнини под формата на газови мехурчета. Замърсители от микропукнатини и микропори на материала могат да бъдат засмукани в тези мехурчета. Под действието на напреженията на натиск по време на положителния полупериод на наляганията, мехурчетата се свиват. Докато мехурчетата се срутят, те са засегнати от налягането на течността, достигащо няколко хиляди атмосфери, така че колапсът на балона е придружен от образуването на мощна ударна вълна. Този процес на образуване и свиване на мехурчета в течност се нарича кавитация. Обикновено кавитацията се появява на повърхността на детайла. Ударната вълна раздробява замърсителите и ги премества в почистващия разтвор (виж фиг. 1.10).

Ориз. 1.10. Схема на засмукване на замърсители от повърхностни микропукнатини в нарастващ газов мехур

О
отделените частици замърсяване се улавят от мехурчета и изплуват на повърхността (фиг. 1.11).

Ориз. 1.11. ултразвуково почистване

Ултразвукова вълна в течност се характеризира със звуково налягане P звук. и интензитет на вибрациите I. Звуковото налягане се определя по формулата:

звук P =  . ° С.  .  . Cos(t-k x) = p m . Cos(t-k x),

където p m =  . ° С.  .  - амплитуда на звуковото налягане,

 . C - вълново съпротивление,

 - амплитуда на трептене,

 - честота.

С увеличаване на звуковото налягане до оптималната стойност, броят на газовите мехурчета в течността се увеличава и съответно обемът на кавитационната област се увеличава. В ултразвуковите почистващи устройства звуковото налягане на границата между емитер и течност е в рамките на 0,2 ÷ 0,14 MPa.

Под интензитета на ултразвуковите вибрации на практика те отнемат мощността на единица площ на излъчвателя:

1,5 ÷ 3 W / cm 2 - водни разтвори,

0,5÷1 W/cm 2 - органични разтвори.

Кавитационното разрушаване достига своя максимум, когато времето на свиване на мехурчето е равно на полупериода на трептене. Образуването и нарастването на кавитационни мехурчета се влияе от вискозитета на течността, честотата на трептенията, статичното налягане и температурата. Кавитационен балон може да се образува, ако неговият радиус е по-малък от определен критичен радиус, съответстващ на определено хидростатично налягане.

Честота на ултразвукови вибрации лежи в диапазона от 16 Hz до 44 kHz.

Ако честотата на трептене е ниска, тогава се образуват по-големи мехурчета с малка амплитуда на пулсация. Някои от тях просто изплуват на повърхността на течността. Нискочестотният ултразвук се разпространява по-лошо поради абсорбцията, така че висококачественият процес на почистване се извършва в зона близо до източника. При ниска честота микропукнатините, чиито размери са по-малки от дължината на ултразвуковата вълна, не се почистват достатъчно добре.

Увеличаването на честотата на трептене води до намаляване на размера на газовите мехурчета и следователно до намаляване на интензитета на ударните вълни при същата мощност на инсталацията. За да започне процесът на кавитация с повишена честота, е необходим по-голям интензитет на трептенията. Увеличаването на честотата на инсталацията за ултразвуково почистване обикновено води до намаляване на ефективността на инсталацията. Увеличаването на честотата на ултразвука обаче има редица положителни аспекти:

Почистването се извършва чрез хидропотоци с много по-малко вибрации на частта;

Плътността на ултразвуковата енергия се увеличава пропорционално на квадрата на честотата, което прави възможно въвеждането на високи интензитети в разтвора или при постоянен интензитет да се намали амплитудата на трептенията;

С увеличаване на честотата количеството на абсорбираната ултразвукова енергия се увеличава.

Поради поглъщането на енергия с по-висока плътност, частици от масла, мазнини, флюсове и др. При нагряване замърсителите по повърхността на детайла стават по-течни и лесно се разтварят в почистващата течност. Водата (като основа на разтвора за измиване) не се нагрява;

С увеличаване на честотата дължината на вълната намалява, което допринася за по-задълбочено почистване на малки дупки;

При ултразвукови колебания с достатъчно висока честота (40 kHz) ултразвуковата вълна се разпространява с по-малко поглъщане и действа ефективно дори на голямо разстояние от източника;

Размерите и теглото на ултразвуковите генератори и преобразуватели са значително намалени;

Рискът от увреждане от ерозия на повърхността на детайла, който трябва да се почисти, е намален.

Вискозитет на течността по време на ултразвуково почистване влияе върху загубата на енергия и ударното налягане. Увеличаването на вискозитета на течността увеличава загубите поради вискозно триене, но времето за свиване на мехурчетата се намалява и следователно силата на ударната вълна се увеличава. Техническо противоречие.

температура има двусмислен ефект върху процеса на ултразвуково почистване. Повишаването на температурата активира миещата среда, повишава нейната разтворима способност. Но в същото време вискозитетът на разтвора намалява и налягането на сместа пара-газ се увеличава, което значително намалява стабилността на процеса на кавитация. Тук отново сме изправени пред ситуациятатехническо противоречие.

Инженерният подход за разрешаване на това противоречие е да се оптимизира температурата (вискозитета) на разтвора в зависимост от природата и вида на замърсяването. За почистване на части от химически активни замърсители температурата трябва да се повиши, а за отстраняване на слабо разтворими замърсители е необходимо да се избере температура, която създава условия за оптимална кавитационна ерозия.

Алкални разтвори 40÷60ºС,

Трихлоретан 38÷40ºС,

Водни емулсии 21÷37ºС.

В допълнение към кавитационното разпръскване на замърсители, потоците от акустична течност имат положителна стойност по време на почистване, т.е. вихрови потоци, образувани в сондираната течност в местата на нейните нееднородности или на границата "течност-твърдо тяло". Високото ниво на възбуждане на течността в слоя, съседен на повърхността на детайла, намалява дебелината на дифузионния слой, образуван от реакционните продукти на почистващия разтвор със замърсители.

Ултразвукова почистваща среда

Почистването се извършва във водни детергентни разтворители, емулсии, киселинни разтвори. При използване на алкални разтвори температурата и концентрацията на алкални компоненти могат да бъдат значително намалени, а качеството на почистване остава високо. Това намалява ефекта на ецване върху детайла. Съставът на алкалните разтвори най-често включва сода каустик (NaOH), калцинирана сода (Na 3 CO 3), тринатриев фосфат (Na 3 PO 4 . 12H 2 O), течно стъкло (Na 2 O . SiO 2), анионни и нейонни повърхностноактивни вещества (сулфанол, тинол).

Повърхностно активните вещества значително увеличават кавитационната ерозия, т.е. интензифициране на процеса на почистване. Въпреки това, рискът от кавитационно разрушаване на повърхността на материала също се увеличава с добавянето на повърхностно активни вещества. Намаляването на повърхностното напрежение в присъствието на повърхностно активни вещества води до увеличаване на броя на мехурчетата на единица обем. В този случай повърхностно активното вещество намалява якостта на повърхността на детайла (техническо противоречие).

За да се предотврати ерозията на металите, е необходимо да се изберат оптималните концентрации на ПАВ, минималната продължителност на процеса и да се поставят частите далеч от излъчвателя (инженерно решение).

Ултразвуковото почистване в органични разтворители се използва, когато почистването в алкални разтворители може да доведе до корозия на материала или образуването на пасивен филм, както и ако е необходимо да се намали времето за съхнене. Най-удобни са хлорираните разтворители с висока реактивност; те разтварят голямо разнообразие от замърсители и са безопасни за употреба.

Хлорираните разтворители могат да се използват в чиста форма и като част от азеотропни смеси (дестилирани без промяна на състава). Например смеси от фреон-113, фреон-30. Азеотропните смеси от разтворители реагират с много замърсители, повишавайки ефективността на почистване.

За ултразвуково почистване се използват и бензин, ацетон, алкохоли, алкохолно-бензинови смеси.

За ултразвуково ецване на части при почистване от оксиди се използват концентрирани киселинни разтвори (виж таблица 1.6).

Таблица 1.6.

Състав на разтворите (масови фракции) и режими на ултразвуково ецване

Материал на частта							Уротропин	Температура ºС	Продължителност, мин
Конструкционни стомани (St 3, 45)
Циментиране моите стомани (16KhGT)
Хромирани стомани (2X13, 4X13 и др.)
Електрически стомани
неръждаема стомана да стане
медни сплави(L90, LA85, L68 и др.)
въглеродни стомани

Начини за контрол на процеса на ултразвуково почистване .

Промяна на налягането на течността. Методът се изпълнява под формата на създаване на вакуум или обратно, свръхналягане. Вакуумирането на течността улеснява образуването на кавитация. Прекомерното налягане увеличава ерозионното разрушаване, измества максимума на кавитационната ерозия в зоната на високо звуково налягане и влияе върху естеството на акустичните потоци.

Налагането на електрически или магнитни полета върху измиващата среда.По време на електрохимично ултразвуково почистване зоната на кавитация може да бъде локализирана директно върху детайла; мехурчета от газове, освободени върху електродите, допринасят за разрушаването на филмите за замърсяване; омокряемостта с масло на поляризираната повърхност на частта е намалена.

Налагането на магнитно поле върху областта на кавитацията предизвиква движение на газови мехурчета с отрицателен повърхностен заряд, което увеличава кавитационната ерозия на частите.

Въвеждане на абразивни частици в миещия разтвор.Твърдите абразивни частици участват в механичното отделяне на замърсителите и стимулират образуването на кавитационни мехурчета, тъй като те нарушават непрекъснатостта на течността.

Уникален опит в разработката и внедряването

технология за почистване на части най-големите предприятия

Ултразвуковото почистване е почистване на повърхността на твърди вещества с почти всякаква сложност и материал на производство чрез възбуждане на ултразвукови честотни колебания в миещ разтвор. За извършване на този процес се използва специализирана баня. Това почистване има много предимства пред другите методи за почистване.
Най-важният плюс е, че ултразвуковото почистване не изисква използването на ръчен труд. предназначени да гарантират, че частите се почистват с помощта на кавитационни мехурчета, които проникват под филма от замърсители, като по този начин го разрушават и ексфолират замърсителите от повърхността част за почистванеили предмет.

Освен това в такива вани е възможно да се почистват труднодостъпни зони от продукти без използването на органични разтворители, което е невъзможно при други методи за почистване.

Какви са другите предимства на почистването на части с ултразвук?

В допълнение към тези предимства ултразвуковото почистване има и такива като екологичност и безопасност на процеса. Баните не предизвикват никакви вредни или неблагоприятни ефекти върху нито едно от двете околен свят, нито върху човешкото здраве; такова пречистване не е токсичен или вреден процес.

Наред с това специфични ултразвуково почистваневи позволява да минимизирате времето за почистване на части или всякакви приспособления. Това се дължи на способността да се регулира интензивността на излагане на ултразвукови вълни, които задействат най-малките мехурчета. Така че, за слабо замърсяване е възможно да се използва ефектът на ултразвуковото излъчване с такава сила, при която се активират несвиващи се кавитационни мехурчета, които въздействат на замърсяването с пулсиращи движения. Но за по-устойчиво замърсяване е необходим по-висок интензитет на ултразвуковото поле, в което има срутващи се кавитационни мехурчета, които създават микрошоков ефект върху замърсяването. В допълнение, такива вани се използват за обезмасляване на различни части и предмети.

Известно е, че правилното обезмасляване на малки части с помощта на други методи за почистване е доста трудно и отнема много време. И като използвате ултразвукова вана за обезмасляване, можете да постигнете отлични резултати, като минимизирате изразходваното време и усилия.

Какви части могат да се почистват с ултразвук?

Този метод на измиване ви позволява да почиствате части и предмети от всякакъв размер с всякакви замърсявания. Това включва замърсители като твърди или течни филми, масла и мазнини, защитни и защитни покрития, ръжда и други корозивни покрития, биологични, органични и неорганичен произход, механично замърсяване (стружки, прах, частици от абразиви и др.), както и много други.

Ултразвуковата вана позволява почистване и обезмасляване на машинни части, части на двигатели, газови турбини и други части за различни цели. Освен това с помощта на този метод на почистване можете да почистите и най-малките детайли като елементи на писалка, бижута, силиконови кристали и други. Също така, ултразвуковото почистване ви позволява да се справите с доста сложни замърсители, които практически не подлежат на други методи за почистване - това са изсушени принтерни глави, части от прецизни инструменти, платки, зъбни колела и лагери и др.

С една дума, ултразвуковото почистване е, разбира се, универсален начинпочистване на всякакви части от всякаква степен и вид замърсяване. Това го поставя в челните редици на другите методи за почистване на части. В крайна сметка ви позволява да постигнете отлични резултати в най-кратки срокове и без използването на ръчен труд, а това е огромно предимство пред другите методи за почистване.

е метод за почистване на повърхността от твърди частици в миещ разтвор, в който се въвеждат ултразвукови вибрации.

Въвеждането на ултразвук позволява не само да се ускори процесът на почистване, но и да се получи висока степен на почистване на повърхността, както и да се намали количеството ръчен труд и да се откажат от запалими или токсични разтворители.

Принципът на ултразвуково почистване

Почистването се извършва поради комбинираното действие на различни нелинейни ефекти, които възникват в течността под действието на мощни ултразвукови вибрации. Тези ефекти са: кавитация, акустични течения, звуково налягане и звуко-капилярен ефект, сред които кавитацията играе решаваща роля. Кавитационните мехурчета, пулсиращи и срутващи се близо до замърсяването, ги унищожават. Този ефект е известен като кавитационна ерозия.

Основните видове замърсители, които се отстраняват при ултразвуково почистване, могат да бъдат групирани в четири групи:

• твърди и течни филми - различни масла, лубриканти, мазнини, пасти и други подобни;
• твърда утайка - частици от метал или абразив, въглероден прах, водоразтворими неорганични съединения (нагар, потоци) и водоразтворими или частично разтворими органични съединения (соли, захар, нишесте, протеини и др.);
• продукти на корозия - ръжда, нагар и други подобни;
• защитни покрития, покрития за консервация и защита - емайллакове, смоли и др.

Ултразвукова технология за почистване

От гледна точка на ултразвуковото почистване, замърсяването се отличава с три характеристики:

• устойчивост на кавитация,способността да издържат натоварвания от микроудар;
• сила на свързване с повърхността, която ще се почиства,устойчивост на обелване;
• степента на взаимодействие с измиващата течност,тоест според степента на способността на тази течност да разтваря или емулгира замърсители.

Ултразвуковото почистване не трябва да се използва, когато устойчивостта на кавитация на повърхността, която трябва да се почисти, е по-малка от устойчивостта на замърсяване. Например, когато премахвате добри филми от алуминиеви части, има голяма вероятност от унищожаване на самите части.

Устойчивите на кавитация замърсители се поддават добре на ултразвуково почистване само ако са слабо свързани с повърхността или взаимодействат с почистващия разтвор. Такива мастни замърсители се измиват добре в слабо алкални разтвори. Лаковото или бояджийското покритие, котлен камък, оксидиращите филми обикновено са устойчиви на кавитация и са добре залепени към повърхността. За ултразвуково почистване на такива замърсители са необходими доста агресивни разтвори, тъй като тук могат да бъдат засегнати само три от изброените признаци.

Кавитационно нестабилните замърсители (прах, порести органични вещества, корозионни продукти) се отстраняват сравнително лесно дори без използването на специални разтвори.

В зависимост от вида на замърсяването е препоръчително да се използва следните стойностиинтензивност:

• до 1-3 W / cm - за замърсяване, за замърсяване, лесно отстранено (масло и мазнини по време на механична обработка на продукти, утайки, разтворими в течността за измиване, потоци и др.);
• от 3 до 10 W/cm - за замърсители като полиращи и прилепващи пасти, обвити при обработка под налягане на физически замърсители и масла, полимерни масла и др.;
• повече от 10 W / cm - за замърсявания, които трудно се отстраняват (лакови филми, утайки от ецване и др.).

За почистване на дълги канали с малък диаметър се използва почистване с висока амплитуда на трептене с интензивност до 100 W / cm.

Използване

Ултразвуковото почистване се използва от много дълго време и се е доказало в много индустрии, като например:

• машиностроене -преди и след обработка на части и възли, преди консервация и след деконсервация на части, след заваряване, шлайфане, полиране, за премахване на оксидни филми, отстраняване на части;
• инструментариум– измиване и полиране на детайли от оптика, прецизна механика, интегрални схеми и печатни платки;
• лекарството -измиване и полиране на оптика, стерилизация и почистване на хирургически инструменти, ампули, в стоматологията и фармацевтичната индустрия;
• бижутерска индустрия- почистване бижутаслед обработка;
• индустрия за преработка и използване на полимери— почистване на матрици и други подобни.

Измиващи течности

За ултразвуковото почистване е важно да изберете правилния почистващ разтвор, така че той ефективно да разтваря или емулгира замърсителите, като по възможност не засяга повърхността, която се почиства. Последното обстоятелство е особено важно, тъй като ултразвукът обикновено значително ускорява физичните и химичните процеси в течностите и агресивен почистващ препарат може бързо да повреди повърхността.

При ултразвуковото почистване като миеща течност се използва обикновена вода, както и водни разтвори на детергенти и органични разтворители. Изборът на средство се определя от вида на замърсяването и свойствата на повърхността, която ще се почиства.

При използване на органични разтворители (бензин В-70, фреон-113, тетрахлорметан, трихлоретилен, ацетон, дихлороетан и др.) Те ефективно почистват повърхностите на частите от полиращи пасти, масла (минерални, растителни и животински), вазелин, парафин , катран . Не причиняват корозия на метала. Имайки малки повърхностно напрежение, лесно проникват в дупки и цепнатини и разтварят замърсяванията в тях.

Фреоните са намерили широко приложение за ултразвуково почистване. Това се дължи на високата им разтворимост, ниска токсичност, негоримост и възможност за лесно регенериране.

Различни алкални разтвори също са намерили широко приложение в ултразвуковите инсталации. Използват се за обезмасляване на детайли, почистване от мазнини, полиращи пасти, метален прах, абразиви и др.

Оборудване за ултразвуково почистване

Ултразвуковото почистване изисква контейнер с почистващ разтвор и източник на механични вибрации с ултразвукова честота, т.нар. "ултразвуков преобразувател".Като излъчвател може да се използва повърхността на ултразвуковия преобразувател, тялото на контейнера и дори самата част, тя се почиства. В последните случаи ултразвуковият преобразувател е прикрепен съответно към корпуса или към детайла.

Ултразвуков преобразувател преобразува електрическите вибрации, които се подават към него, в механични вибрации със същата честота. Повечето от инсталациите използват честоти от 18 до 44 kHz с интензитет на трептене от 0,5 до 10 W/cm кавитация.

Трансдюсерите могат да бъдат магнитострикционни или пиезокерамични. Първите са големи по размер и тегло, значително по-ниска ефективност, но ви позволяват да постигнете висока мощност до няколко киловата. Пиезокерамичните преобразуватели са компактни, леки, икономични, но тяхната мощност, като правило, не е толкова голяма - до няколкостотин вата. Такава мощност обаче е достатъчна за по-голямата част от приложенията, като се има предвид, че в големи инсталации се използват няколко излъчвателя наведнъж.

Най-известните устройства са ултразвукови вани, устройства, специално проектирани за ултразвуково почистване. Преобразувателите в такива вани обикновено са или вградени в отвори в кутията, или са прикрепени към кутията, което го прави емитер, или се поставят вътре като отделни модули. Всеки метод има своите предимства и недостатъци.

Могат да се вграждат отделни модули ултразвукови преобразуватели (емитери). технологични линиикъдето се изисква бързо и качествено почистване. Така например, те го правят по време на непрекъснато почистване на валцуван метал и тел на различни етапи от тяхното производство и употреба.