Ультрадыбыстың көп факторлы әсері бар, ультрадыбыстық тербелістерді қолдану аталған тазалау әдістерінің кез келгенін айтарлықтай жылдамдатуға және оның сапасын жақсартуға мүмкіндік береді: айнымалы қысым, сұйық бөлшектердің тербелісі және қайталама акустикалық құбылыстар - «дыбыстық жел», соққы толқындары, кавитация және ультрадыбыстық. капиллярлық әсер.

Негізгі энергетикалық рөл атқарады кавитация. Кавитациялық көпіршіктер құлаған кезде, жылдамдығы секундына жүздеген метрге жететін, тазартылатын бетке бағытталған жинақталған микрофлюидтік ағындар пайда болады. Соққы толқындары мен жоғары жылдамдықты микроағзалардың әсерінен ластану пленкасы (қатты немесе сұйық) қарқынды түрде жойылады және бетінен бөлінеді. Кавитация сұйықтың қарқынды ультрадыбыстық эмульсиясын және ластаушы заттардың бөлінген қатты бөлшектерінің ультрадыбыстық дисперсиясын қамтамасыз етеді.

Акустикалық ағындар еріген немесе кавитация арқылы жойылған ластаушы заттардың шекаралық қабаттан сұйықтық көлеміне кетуін қамтамасыз етеді. Еритін ластаушы заттарды кетіруде акустикалық токтар ерекше маңызды рөл атқарады.

Өңделген бет эмитентке жақындаған сайын тазалау тиімділігі артады. Дегенмен, өнімді эмитентке 1-2 мм-ден аз қашықтықта жақындату ұсынылмайды, өйткені эмитент пен өңделген бет арасындағы кішкене саңылаулармен шекаралық қабаттан ластаушы заттарды кетіру шарттары нашарлайды және кавитация белсенділігі. кавитациялық көпіршіктердің коллапс үлгісінің өзгеруіне байланысты төмендейді. Кішкентай бос орындарда жинақталған ағын тазартылатын бетке параллель әрекет етеді және қажетті тазалау әсерін бермейді.

Ультрадыбыстық тазалаудың артықшылығы - бақыланатын бетті әртүрлі ластаушы заттардан жоғары сапалы тазалауға қол жеткізу мүмкіндігі ғана емес, сонымен қатар капиллярлық ақаудың қуысынан ластаушы заттарды кетіру. Ультрадыбыстық капиллярлық әсердің көрінісін қамтамасыз ететін режимде ультрадыбысты ең тиімді пайдалану. Бұл жағдайда тұйық капиллярлар реагентпен үлкенірек тереңдікте және үлкен жылдамдықпен толтырылады. Ақаудың аузына еріген газдың диффузиялық қозғалысы айтарлықтай жеделдетілген; ақаудың қуысында бар ластаушы заттардың еруі; ластаушы заттардың оның аузына диффузиялық қозғалысы. Нәтижесінде тұтастай алғанда ақаулық қуыстарды толтыру процесі жеделдетіледі және жұмыс сұйықтықтарының тұйық капиллярлық арналарға ену тереңдігі артады.

Тазалау кезінде ультрадыбысты қолдану бақылау сапасын айтарлықтай жақсартуға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда үзілістер тек сұйықтықтардан ғана емес, сонымен қатар жылтырататын пасталар сияқты аз еритін ластаушы заттардан жеткілікті тереңдікке дейін тазартылады. Нәтижесінде анықталған іздердің саны жақындайды жалпы саныақаулар ескерілді. Ультрадыбыстық өрісте тазалау кезінде глицерин мен дисперсанттың суды және сулы ерітінділерін жуу сұйықтары ретінде пайдалану ацетон және бензин сияқты еріткіштерді пайдаланудан үлкен әсер береді. Бұл ацетон мен бензинге қарағанда судағы және сулы ерітінділердегі акустикалық кавитацияның үлкен белсенділігіне байланысты. Ультрадыбысты қолдану адам мен қоршаған орта үшін экологиялық қауіпті өрт, жарылыс, ақауларды анықтайтын материалдарды сумен және сулы ерітінділермен ауыстыру мәселелерін шешуге мүмкіндік береді.

Анодты ультрадыбыстық тазалауБұл ең көп тиімді жолыөнімдерді бақылауға дайындау. Ол өнімдердің бетінен және ақаулар қуысынан қатты және жоғары тұтқыр ластаушы заттарды, сондай-ақ оксидті қабықшаларды тұздаушы композицияларды қолданбай кетіруді қамтамасыз етеді. Тазалаудан кейін тазартқыш сұйықтықтардың іздері залалсыздандырылады, өнімдер сумен жуылады және кептіріледі. Мұндай өңдеудің жылдамдығы электролиттік өңдеуге қарағанда 2,5-4 есе жоғары.

Анодты-ультрадыбыстық тазалау ультрадыбыстық ванналарда жүргізіледі. Электролиттердің құрамы мен өңдеу режимдері ластану қабатының тығыздығы мен қалыңдығына байланысты таңдалады. Өңдеуден кейін өнімдерді жуу оларды ыстық, содан кейін суық ағынды сумен ванналарға бірнеше рет батыру арқылы жүзеге асырылады. Әрбір ваннада жуу ұзақтығы 0,5-1 мин.

Хром-никельді болаттар мен қорытпалардан жасалған бұйымдарды анодты ультрадыбыстық тазалаудың электролиттік құрамы және режимдері:

Ультрадыбыстық тербеліс жиілігінің артуы өсу уақытының қысқаруына және кавитация қуысының максималды радиусының төмендеуіне әкеледі, бұл көпіршіктегі бу-газ қоспасының қысымының жоғарылауына ықпал етеді. ыдырады және шок микротолқындарының қарқындылығын төмендетеді. Сонымен қатар тербеліс жиілігінің жоғарылауымен акустикалық энергияның жұтылуы артады. Тербеліс жиілігінің төмендеуі қондырғылардың шуының күрт артуына, сондай-ақ радиатордың резонанстық өлшемдерінің ұлғаюына әкеледі. Ультрадыбыстық тазартқыштардың көпшілігі 18...44 кГц жиілік диапазонында жұмыс істейді.

Бар шекті мәнтербелістердің қарқындылығы, оның асып кетуі қысымның амплитудалық мәнінің жоғарылауына әкеледі, ал кавитациялық көпіршік пульсирленгенге айналады. Сонымен қатар, жоғары қарқындылықта ультрадыбыстық өріс эмитенттің жанындағы кавитациялық бұлтпен қорғалған, бұл энергия шығынын арттырады. Ультрадыбыстық тазалау кезінде діріл қарқындылығының диапазоны 0,5...10 Вт/см 2 құрайды.

Ультрадыбыстық тазалау технологиясы

Тұтас технологиялық процессультрадыбыстық тазалау дыбыстық тазалау алдындағы операцияларды, ультрадыбыстық тазалаудың өзін және тазалаудан кейінгі операцияларды қамтиды.

Ластанған бетті ультрадыбыстық тазалауға дайындау бөліктерді суға, жуу ерітіндісіне немесе органикалық еріткіштерге малу арқылы жүзеге асырылады. Бұл бөлшектерден ластанудың негізгі мөлшерінің жарқырап кетуіне және оларды кейінгі ультрадыбыстық тазалау уақытын 2...4 есеге қысқартуға мүмкіндік береді. Аяқтау пасталарымен ластанған бөлшектерді сулау үшін ацетон, фреон, бензин, керосинді қолдану ұсынылады. Дегенмен, ластаушы заттар болса май қышқылдарыжәне парафиндер, бөлшектерді жеңіл тұтқыр еріткіштерге батыру ұсынылмайды. Бұл еріткіштер пастаның жеңіл еритін сұйық компоненттерін жуып, ластаушы заттарды құрғатады және нығыздайды, бұл олардың кейінгі ультрадыбыстық тазалау процесін айтарлықтай қиындатады. Бос байланысқан ластаушы заттары бар шағын бөлшектер үшін оларды ультрадыбыстық тазалау алдында құлыптау әдетте ұсынылмайды.

Оңтайлы тазалау режимі кірдің табиғатына, тазалау ерітіндісінің құрамы мен температурасына, бөлшектердің материалы мен бетінің күйіне, тазалау әдісіне және ультрадыбыстың қарқындылығына байланысты. Тазалау әдісін таңдау бөліктің немесе құрастыру қондырғысының дизайнымен, сондай-ақ олардың беттерінің күйіне қойылатын талаптармен анықталады. Ультрадыбыстық тазалаудың ең кең таралған әдістерінің арасында батыру әдісі, эмиттерді тазалау қуысына енгізу, контактілі және үздіксіз-тізбекті. Тазалау қалыпты жағдайда да, жоғары статикалық қысымда да жүргізілуі мүмкін. Кедір-бұдыры төмен, дәлдігі жоғары беттері бар дәл бөлшектерді тазалау үшін жоғары статикалық қысымды пайдалану ұсынылмайды, өйткені дайын беттердің кавитациялық эрозиясы болуы мүмкін.

Тазалау кезінде батыру әдісікішкене бөліктер торлы себеттерге немесе барабандарға салынып, ультрадыбыстық ваннаға батырылады, оларды эмитенттердің бетіне мүмкіндігінше жақын орналастырады, яғни. ультрадыбыстың ең үлкен белсенділігі аймағында. Бөлшектердің бүкіл бетін сапалы тазалауды қамтамасыз ету үшін барабандар эмиттерге қатысты ваннада үздіксіз айналады немесе тербеледі. Нәтижесінде тазалау процесінде бөлшектер үздіксіз айналады және олардың барлық бөлімдері ультрадыбыстық әсер ету аймағында болады.

Күріш. 3.29. Механикаландырылған ультрадыбыстық ваннаның схемасы:

• 1 - түрлендіргіштер; 2 - ванна корпусы; 3 - торлы барабандарды тиеу;
• 4 - жетек; 5 - басқару панелі

Суретте. 3.29 ультрадыбыстық өрісте олардың мәжбүрлі қозғалысымен шағын бөлшектерді тазалауға арналған механикаландырылған ультрадыбыстық ваннаның диаграммасын көрсетеді. Түрлендіргіштер ваннаның түбіне салынған. Тазаланатын бөлшектер біркелкі айналмалы қозғалыспен қозғалатын тиеу торлы барабандарына салынады. Сонымен қатар, ваннаның дизайны жуу ерітіндісінің айналымы мен сүзгілеу жүйелерін, сондай-ақ басқару панелін қамтиды.

Ультрадыбыстық тазалау үшін шарттарды таңдағанда, бөлікке кавитация әсер еткен кезде жағымсыз құбылыс пайда болуы мүмкін екенін есте ұстаған жөн - дәл беттердің эрозиясы. Айта кету керек, ультрадыбыстық өрісте бөліктердің эрозия процесі белгілі бір уақыт кезеңінен кейін жүреді. Өйткені, бастапқы кезеңде, кавитациялық көпіршіктер құлаған кезде, бөлік бетінің пластикалық деформациясы пайда болады, бұл тіпті оның жұмысын жақсартады. Дегенмен, болашақта кавитациялық көпіршіктердің қайталануы кезінде металдың бір бөлігінің бөлінуіне әкелетін шаршау микрожарықтары пайда болады. Бұдан шығатыны, күрделі конфигурацияның дәл бөліктерін ультрадыбыстық тазалау кезінде,

Күріш. 3.30. Терең тесік тазалағыш:

1 - толқынбағдарлама; 2 - диафрагма; 3 - магнитостриктивтік түрлендіргіш; 4 - жақтау; 5 - тазалау ерітіндісін беруге арналған фитинг; 6 - тұтқа; 7 - іске қосу қосқышы

радиоқабылдағыш болса, бөліктің барлық беттерін тазалау уақыты эмитентке жақын орналасқан бөліктердің беттерінің кавитациялық эрозиясының басталу уақытынан айтарлықтай аз болатын шарттарды орындау қажет.

Бөлшектерді тазалау әдісі өңдеу аймағына эмитенттерді енгізутерең саңылаулары, ойықтары, қалталары және басқа да қуыстары бар бөлшектер үшін қолданылады. Бұл жағдайда тазалау бойлық және иілу тербелістерімен жұмыс істейтін арнайы толқын өткізгіштермен жүзеге асырылады. Бойлық тербелістері бар тербелмелі жүйелерді тесіктің немесе қуыстың тереңдігі эмитенттегі толқын ұзындығының төрттен бірінен аспайтын жағдайларда қолданған жөн. Тереңірек тесіктерді тазалау жағдайында ұзындығы иілу тербелістерінің 10 ... 20 толқын ұзындығына жетуі мүмкін иілу тербелмелі түтігі бар эмиттер қолданылады. Үлкен диаметрлі цилиндрлердің ішкі беттерін тазалау үшін қуыс радиаторлардың радиалды тербелістерін пайдаланатын суасты құрылғыларын пайдалануға болады. Осы типтегі эмитенттерді пайдалану күрделі конфигурацияның бөліктерін тазалау процесін айтарлықтай жеделдетуге мүмкіндік береді, ал кейбір жағдайларда бұл жоғары сапалы тазалаудың жалғыз әдісі болып табылады.

Мысалы, шағын диаметрлі (4-тен 8 мм-ге дейін) терең тесіктерді тазалау үшін, сондай-ақ жеке бөліктерді жергілікті тазалау үшін арнайы қолмен ультрадыбыстық бастар қолданылады (3.30-сурет). Тазаланатын тесікке құбырлы толқын өткізгіш енгізіледі, онда иілу тербелісі магнитострикциялық түрлендіргіштен қозғалады. Диафрагманың көмегімен акустикалық жүйе корпусқа тұтқамен бекітіледі. Бұл жағдайда түрлендіргіш тікелей жеткізілетін тазалау ерітіндісімен салқындатылады

Күріш. 3.31. Құбырлардың ішкі қуыстарын ультрадыбыстық тазалау үшін орнату схемасы:

1 - түрлендіргіш; 2 - жарты толқынды қолдау; 3 - құбыр; 4 - құрал; 5 - ультрадыбыстық концентратор

фитинг арқылы және құбырлы толқын өткізгіш арқылы тазалау аймағына шығарыңыз. Тұтқаны іске қосқышы бар.

байланыс әдісіқол жетімділігі шектеулі немесе қиын болатын жұқа қабырғалы бұйымдардың ішкі қуыстарын тазалау үшін қолданған жөн. Бұл жағдайда ультрадыбыстық діріл тазартылған өнімдердің стейктеріне беріледі және олар қазірдің өзінде ультрадыбыстық сәуле шығарушы ретінде жұмыс істейді. Тербеліс көзі жоғары қуатты магнитостриктивтік түрлендіргіш (4 кВт) болып табылады. Құбыр, пневматикалық жетекті пайдаланып, цилиндрлік толқын өткізгіш пен жарты толқынды тірек арасында қысылып, резонанстық акустикалық жүйені құрайды (3.31-сурет). Құбыр бірте-бірте осьтік бағытта қозғалады, оның ішкі қуысына сорғы арқылы жуу ерітіндісі айдалады. Сыртқы бетті бір уақытта тазалау қажет болған жағдайларда құбырды тазалау ерітіндісі бар ваннаға салады. Ұзын құбырларды тазалау үшін дайындамалары коаксиалды түрде қозғалатын сақиналы эмиттер қолданылады.

Дәл бөлшектерді тазалау үшін контакт әдісін пайдаланған кезде мынаны есте сақтаңыз:

Бөлшектің дәл бетінің эмитентімен жанасу оның зақымдалуына әкелуі мүмкін;

Бөлшектегі ауыспалы кернеулердің қозуы оның геометриялық пішінінің нашарлауына әкелуі мүмкін.

Осылайша, жоғарыда аталған ережелерді ескере отырып, байланыс әдісін пайдалану ұсынылуы мүмкін.

Үлкен бөлшектерді, сондай-ақ қозғалатын дайындамаларды ультрадыбыстық тазалау үшін оны қолданған жөн үздіксіз-тізбекті әдіс,онда тазаланатын өнім эмитенттің үстінен қозғалады. Бұл әдіс жоғары өнімділікпен және автоматтандыру дәрежесімен сипатталатынын атап өткен жөн. Сондықтан ол өндірістің үздіксіз жұмыс істеу жағдайында ірі металлургиялық кәсіпорындарда кеңінен қолданылады.

Суретте. 3.32 кезде болат жолақты тазалауға арналған ультрадыбыстық ваннаның диаграммасы көрсетілген жаппай өндіріс. Бұл жағдайда ені 1 м-ден асатын болат жолақ ағынмен 100 ... 150 м / мин жылдамдықпен қозғалады, жуу сілтілі ерітіндісімен толтырылған ультрадыбыстық ванна арқылы өтеді. Қашықтықта тасымалдаушының екі жағындағы ваннадағы жолақтың тік қозғалысымен

Жалпы қуаты 300 кВт болатын магниттік стрикциялық түрлендіргіштері бар 10 ... 15 мм блоктар орнатылған.

Ультрадыбыстық тазалау операциясын орындағаннан кейін тазалау ерітіндісінің қалдықтарын алып тастау керек, содан кейін бөлшектерді операция аралық немесе қоймалық сақтауға дайындау керек. Бөлшектің бетінің күйіне қойылатын талаптар тазалаудан кейінгі операциялардың сипаттамаларымен, сондай-ақ сақтау шарттары мен ұзақтығымен анықталады. Ереже бойынша, соңғы операциялар қалдықтарды тазарту ерітіндісін жоюды, бөлшектерді пассивациялауды және кептіруді қамтиды.

Күріш. 3.32. Болат жолақты тазалауға арналған ультрадыбыстық ваннаның схемасы: 1 - жетекші жолақ болат; 2 - түрлендіргіштері бар блоктар; 3 - сілтілі ванна

Күріш. 3.33. U-1000 балшықты ультрадыбыстық жуу: а- схема; б - жалпы формасы; 1 - жууды реттегіш; 2 - жоғарғы тұндыру құрылғысы; 3 - шұңқыр; 4 - тұнбаны шығару құрылғысы; 5 - ультрадыбыстық сәуле шығарғыштар; 6 - шламды ағызу құрылғысы; 7 - шаюға арналған сорғы; 8 - қыздыру элементтері; 9 - ванна корпусы; 10 - жууды басқару элементтері

Суретте. 3.33 Ultron (Польша Республикасы) фирмасының U-1000 түріндегі ультрадыбыстық тазартқыштың диаграммасы мен жалпы көрінісін көрсетеді.

U-1000 жуу түрі мыналарды қамтиды: үстіңгі қабатты жууға арналған жүйе; майды тұндыруға арналған құрылғы; шламды тұндыру құрылғысы; микропроцессорлық контроллер; жылу және дыбыс оқшаулау.

Бұл қамтамасыз етеді:

• ? ластаушы заттарды тиімді бөлу;
• ? тиімді пайдалану жуғыш заттар;
• ? өндірістік желіге бейімделу мүмкіндігі;
• ? сұйықтықты сүзу.

U-1000 типті раковинаның конструкциялық ерекшеліктеріне мыналар жатады (3.33-сурет, б):

• ? ең аз жылу жоғалуын қамтамасыз ететін арнайы контейнер қақпағы;
• ? қақпақты оңай ашуға және жабуға арналған пневматикалық жетек;
• ? тазалау және деаэрациялау үшін оңай қол жеткізу үшін сыртқа орналастырылған жабық тізбекті сорғы;
• ? раковинаның жұмыс орнында тазалықты сақтауға мүмкіндік беретін сұйытылған сұйықтықты жуу камерасына ағызу жүйесі;
• ? таймер мен термостатты бір уақытта ауыстыруға, сондай-ақ жуу уақытын біркелкі реттеуге мүмкіндік беретін контроллер

және қыздыру температурасы. Контроллер пульсирленген жұмыс режимін орнатуға мүмкіндік береді. Жұмыстың пульсирленген режимі (шамамен 1,0 ультрадыбыстық және 0,2 үзіліс) ерітіндіден газды кетіруге және ластаушы заттардың тез шөгуіне ықпал етеді. Үзіліс кезінде газ көпіршіктері ерітіндіден еркін шығып, жоғары көтеріліп, ластаушы заттар түбіне еркін түседі;

Шламды және басқа ластаушы заттарды мұқият кетіру үшін резервуардың төменгі жағындағы ағызу клапандары.

Әртүрлі бөлшектерді жылдам және тиімді өңдеуге, ең қатты кірді кетіруге, қымбат және қауіпті еріткіштерді ауыстыруға және тазалау процесін механикаландыруға мүмкіндік береді.

Ультрадыбыстық тербелістерді сұйықтыққа бергенде, онда айнымалы қысымдар пайда болады, олар қоздырғыш өрістің жиілігімен өзгереді. Сұйықтықта еріген газдардың болуы тербелістердің теріс жарты циклі кезінде сұйықтыққа созылу кернеуі әсер еткенде, бұл сұйықтықта газ көпіршіктері түріндегі саңылаулардың пайда болуына және ұлғаюына әкеледі. Бұл көпіршіктерге материалдың микрожарықтары мен микрокеуектерінен ластаушы заттарды сорып алуға болады. Қысымның оң жарты циклі кезіндегі қысу кернеулерінің әсерінен көпіршіктер құлап кетеді. Көпіршіктер құлаған кезде олар бірнеше мың атмосфераға жететін сұйықтық қысымының әсеріне ұшырайды, сондықтан көпіршіктің құлауы күшті соққы толқынының пайда болуымен бірге жүреді. Сұйықтықтағы көпіршіктердің пайда болуы және құлау процесі деп аталады кавитация. Әдетте бөліктің бетінде кавитация пайда болады. Соққы толқыны ластаушы заттарды ұсақтайды және оларды тазалау ерітіндісіне жылжытады (1.10-суретті қараңыз).

Күріш. 1.10. Беткі микрожарықтардан ластаушы заттарды өсіп келе жатқан газ көпіршігіне сору схемасы

О
ластанудың бөлінген бөлшектері көпіршіктермен ұсталып, бетіне қалқып шығады (1.11-сурет).

Күріш. 1.11. ультрадыбыстық тазалау

Сұйықтықтағы ультрадыбыстық толқын P дыбысының дыбыс қысымымен сипатталады. және діріл қарқындылығы I. Дыбыс қысымы мына формуламен анықталады:

П дыбысы =  . C.  .  . Cos(t-k x) = p m . Cos(t-k x),

мұндағы p m =  . C.  .  - дыбыс қысымының амплитудасы,

 . C - толқын кедергісі,

 - тербеліс амплитудасы,

 - жиілік.

Дыбыс қысымының оңтайлы мәнге дейін жоғарылауымен сұйықтықтағы газ көпіршіктерінің саны артады, сәйкесінше кавитация аймағының көлемі де артады. Ультрадыбыстық тазартқыштарда эмиттер мен сұйықтық шекарасындағы дыбыс қысымы 0,2 ÷ 0,14 МПа шегінде болады.

Ультрадыбыстық тербелістердің қарқындылығымен іс жүзінде олар эмитенттің бірлігіне келетін қуатты алады:

1,5 ÷ 3 Вт / см 2 - сулы ерітінділер,

0,5÷1 Вт/см 2 – органикалық ерітінділер.

Кавитациялық деструкция көпіршіктің құлау уақыты тербелістің жарты цикліне тең болғанда ең жоғары деңгейге жетеді. Кавитациялық көпіршіктердің пайда болуы мен өсуіне сұйықтықтың тұтқырлығы, тербеліс жиілігі, статикалық қысым және температура әсер етеді. Кавитациялық көпіршік, егер оның радиусы белгілі бір гидростатикалық қысымға сәйкес келетін белгілі бір сыни радиустан аз болса, пайда болуы мүмкін.

Ультрадыбыстық тербелістердің жиілігі 16 Гц-тен 44 кГц-ке дейінгі диапазонда жатыр.

Тербеліс жиілігі төмен болса, пульсация амплитудасы кішірек үлкен көпіршіктер пайда болады. Олардың кейбіреулері жай ғана сұйықтықтың бетіне қалқып шығады. Төмен жиілікті ультрадыбыстық жұтылу салдарынан нашар таралады, сондықтан жоғары сапалы тазалау процесі көзге жақын жерде орын алады. Төмен жиілікте өлшемдері ультрадыбыстық толқын ұзындығынан кіші микрожарықтар жеткілікті түрде тазартылмайды.

Тербеліс жиілігінің ұлғаюы газ көпіршіктерінің мөлшерінің азаюына және сәйкесінше қондырғының бірдей қуатында соққы толқындарының қарқындылығының төмендеуіне әкеледі. Кавитация процесін жоғарылатылған жиілікпен бастау үшін тербелістердің үлкен қарқындылығы қажет. Ультрадыбыстық тазалау қондырғысының жиілігін арттыру әдетте орнату тиімділігінің төмендеуіне әкеледі. Дегенмен, ультрадыбыстық жиілікті арттыру бірқатар оң аспектілерге ие:

Тазалау бөліктің әлдеқайда аз дірілі бар гидроағындармен жүзеге асырылады;

Ультрадыбыстық энергияның тығыздығы жиіліктің квадратына пропорционалды түрде артады, бұл ерітіндіге жоғары қарқындылықты енгізуге немесе тұрақты қарқындылықта тербеліс амплитудасын азайтуға мүмкіндік береді;

Жиіліктің жоғарылауымен сіңірілетін ультрадыбыстық энергия мөлшері артады.

Тығыздығы жоғары энергияны сіңіру есебінен май бөлшектері, майлар, флюстар және т.б. Қыздырылған кезде бөліктің бетіндегі ластаушы заттар сұйықтыққа айналады және тазалау сұйықтығында оңай ериді. Су (жуу ерітіндісінің негізі ретінде) қызбайды;

Жиілік ұлғайған сайын толқын ұзындығы азаяды, бұл кішкентай тесіктерді мұқият тазалауға ықпал етеді;

Жеткілікті жоғары жиіліктегі (40 кГц) ультрадыбыстық тербелістер кезінде ультрадыбыстық толқын аз сіңірумен таралады және көзден үлкен қашықтықта да тиімді әрекет етеді;

Ультрадыбыстық генераторлар мен түрлендіргіштердің өлшемдері мен салмағы айтарлықтай төмендейді;

Тазаланатын бөліктің бетіне эрозиямен зақымдану қаупі азаяды.

Сұйықтықтың тұтқырлығы ультрадыбыстық тазалау кезінде энергияның жоғалуына және соққы қысымына әсер етеді. Сұйықтықтың тұтқырлығының жоғарылауы тұтқыр үйкеліске байланысты шығындарды арттырады, алайда, көпіршіктің құлау уақыты қысқарады, демек, соққы толқынының күші артады. Техникалық қайшылық.

Температура ультрадыбыстық тазалау процесіне екіұшты әсер етеді. Температураның жоғарылауы жуу ортасын белсендіреді, оның еріту қабілетін арттырады. Бірақ сонымен бірге ерітіндінің тұтқырлығы төмендейді және бу-газ қоспасының қысымы жоғарылайды, бұл кавитация процесінің тұрақтылығын айтарлықтай төмендетеді. Міне, біз тағы да жағдайға тап болдықтехникалық қайшылық.

Бұл қайшылықты шешудің инженерлік тәсілі ластану сипаты мен түріне байланысты ерітіндінің температурасын (тұтқырлығын) оңтайландыру болып табылады. Бөлшектерді химиялық белсенді ластаушы заттардан тазарту үшін температураны жоғарылату керек, ал нашар еритін ластаушы заттарды жою үшін оңтайлы кавитациялық эрозияға жағдай жасайтын температураны таңдау керек.

Сілтілік ерітінділер 40÷60ºС,

Трихлорэтан 38÷40ºС,

Су эмульсиялары 21÷37ºС.

Ластаушы заттардың кавитациялық дисперсиясынан басқа, акустикалық сұйықтық ағындары тазалау кезінде оң мәнге ие, яғни. дыбысталған сұйықтықта оның біртекті емес жерлерінде немесе «сұйық-қатты дене» шекарасында пайда болатын құйынды ағындар. Бөлшектің бетіне іргелес қабаттағы сұйықтықтың қозуының жоғары деңгейі тазартқыш ерітіндінің ластаушы заттармен әрекеттесу өнімдерінен пайда болатын диффузиялық қабаттың қалыңдығын төмендетеді.

Ультрадыбыстық тазалау құралдары

Тазалау жуғыш заттың сулы еріткіштерінде, эмульсияларда, қышқыл ерітінділерде жүргізіледі. Сілтілі ерітінділерді пайдаланған кезде сілтілі компоненттердің температурасы мен концентрациясын айтарлықтай төмендетуге болады, ал тазалау сапасы жоғары болып қалады. Бұл бөлікке ою әсерін азайтады. Сілтілік ерітінділердің құрамына көбінесе күйдіргіш сода (NaOH), сода күлі (Na 3 CO 3), тринатрий фосфаты (Na 3 PO 4 . 12H 2 O), сұйық шыны (Na 2 O . SiO 2), анионды және ионды емес заттар кіреді. беттік белсенді заттар (сульфанол, тинол).

Беттік белсенді заттар кавитация эрозиясын айтарлықтай арттырады, яғни. тазалау процесін күшейту. Дегенмен, материал бетінің кавитациялық бұзылу қаупі беттік белсенді заттардың қосылуымен де артады. Беттік-белсенді заттардың қатысуымен беттік керілудің төмендеуі көлем бірлігіндегі көпіршіктер санының ұлғаюына әкеледі. Бұл жағдайда беттік белсенді зат бөліктің беттік беріктігін төмендетеді (техникалық қайшылық).

Металдардың эрозиясын болдырмау үшін оңтайлы беттік белсенді заттардың концентрациясын, процестің минималды ұзақтығын таңдап, бөлшектерді эмитенттен (инженерлік ерітінді) алыс орналастыру керек.

Органикалық еріткіштерде ультрадыбыстық тазалау сілтілі еріткіштерде тазалау материалдың коррозиясына немесе пассивті пленканың пайда болуына әкелуі мүмкін кезде, сондай-ақ кептіру уақытын азайту қажет болған жағдайда қолданылады. Ең қолайлысы жоғары реактивтілігі бар хлорлы еріткіштер; олар әртүрлі ластаушы заттарды ерітеді және пайдалану қауіпсіз.

Хлорлы еріткіштерді таза түрде және азеотропты қоспалардың құрамында (құрамды өзгертпей дистилденген) қолдануға болады. Мысалы, фреон-113, фреон-30 қоспалары. Азеотропты еріткіш қоспалары көптеген ластаушы заттармен әрекеттесіп, тазалау тиімділігін арттырады.

Ультрадыбыстық тазалау үшін бензин, ацетон, спирттер, спирт-бензин қоспалары да қолданылады.

Бөлшектерді оксидтерден тазарту кезінде ультрадыбыстық сырлау үшін концентрлі қышқыл ерітінділер қолданылады (1.6 кестені қараңыз).

1.6-кесте.

Ерітінділердің құрамы (массалық үлестер) және ультрадыбыстық оюлау режимдері

Бөлшек материал							Уротропин	Температура ºС	Ұзақтығы, мин
Құрылымдық болаттар (St 3, 45)
Цементтеу менің болаттарым (16кгГТ)
Хромды болаттар (2X13, 4X13 және т.б.)
Электрлік болаттар
тот баспайтын болат болу
мыс қорытпалары(L90, LA85, L68, т.б.)
көміртекті болаттар

Ультрадыбыстық тазалау процесін бақылау жолдары .

Сұйықтық қысымының өзгеруі. Әдіс вакуумды немесе керісінше, артық қысымды жасау түрінде жүзеге асырылады. Сұйықтықты вакуумдау кавитацияның пайда болуын жеңілдетеді. Артық қысым эрозиялық деструкцияны арттырады, кавитациялық эрозияның максимумын жоғары дыбыс қысымы аймағына ауыстырады және акустикалық ағындардың сипатына әсер етеді.

Жуу ортасына электр немесе магнит өрістерінің түсуі.Электрохимиялық ультрадыбыстық тазалау кезінде кавитация аймағын дайындамада тікелей локализациялауға болады; электродтарда шығарылатын газдардың көпіршіктері ластаушы пленкалардың бұзылуына ықпал етеді; бөлшектің поляризацияланған бетінің майдың сулану қабілеті төмендейді.

Кавитациялық аймаққа магнит өрісінің түсуі теріс беттік заряды бар газ көпіршіктерінің қозғалысын тудырады, бұл бөліктердің кавитациялық эрозиясын арттырады.

Жуу ерітіндісіне абразивті бөлшектерді енгізу.Қатты абразивті бөлшектер ластаушы заттардың механикалық бөлінуіне қатысады және кавитациялық көпіршіктердің пайда болуын ынталандырады, өйткені олар сұйықтықтың үздіксіздігін бұзады.

Бірегей әзірлеу және енгізу тәжірибесі

бөлшектерді тазалау технологиясы ірі кәсіпорындар

Ультрадыбыстық тазалау - бұл жуу ерітіндісінде ультрадыбыстық жиілік тербелістерін қоздыру арқылы кез келген дерлік күрделілік пен өндіріс материалындағы қатты заттардың бетін тазалау. Бұл процесті жүзеге асыру үшін мамандандырылған ванна қолданылады. Бұл тазалаудың басқа тазалау әдістеріне қарағанда көптеген артықшылықтары бар.
Ең маңызды плюс - ультрадыбыстық тазалау пайдалануды қажет етпейді қол еңбегі. бөлшектерді ластаушы заттардың қабықшасының астына еніп, сол арқылы оны жойып, бетіндегі ластануларды қабыршақтайтын кавитациялық көпіршіктердің көмегімен тазалауды қамтамасыз етуге арналған. тазалау керек бөлігінемесе тақырып.

Сонымен қатар, мұндай ванналарда басқа тазалау әдістерімен мүмкін емес органикалық еріткіштерді қолданбай өнімдердің жету қиын жерлерін тазалауға болады.

Ультрадыбыспен бөлшектерді тазалаудың тағы қандай артықшылықтары бар?

Осы артықшылықтардан басқа, ультрадыбыстық тазалау экологиялық тазалық пен процестің қауіпсіздігі сияқты. Ванналар екеуіне де зиянды немесе жағымсыз әсер етпейді қоршаған орта, адам денсаулығына да; мұндай тазарту улы немесе зиянды процесс емес.

Осымен қатар нақты ультрадыбыстық тазалаубөлшектерді немесе кез келген арматураны тазалау уақытын азайтуға мүмкіндік береді. Бұл ең кішкентай көпіршіктерді қозғалысқа келтіретін ультрадыбыстық толқындардың әсер ету қарқындылығын реттеу мүмкіндігіне байланысты. Сонымен, әлсіз ластану үшін мұндай күштің ультрадыбыстық сәулелену әсерін қолдануға болады, ол кезде құламайтын кавитациялық көпіршіктер белсендіріледі, ластануға пульсирленген қозғалыстармен әсер етеді. Бірақ тұрақты ластану үшін ультрадыбыстық өрістің жоғары қарқындылығы қажет, онда ластануға микрошок әсерін тудыратын құйылған кавитациялық көпіршіктер бар. Сонымен қатар, мұндай ванналар әртүрлі бөлшектер мен заттарды майсыздандыру үшін қолданылады.

Басқа тазалау әдістерін қолдана отырып, ұсақ бөлшектерді дұрыс майсыздандыру өте қиын және көп уақытты қажет ететіні белгілі. Майсыздандыру үшін ультрадыбыстық ваннаны пайдалану арқылы сіз уақыт пен күш жұмсауды азайта отырып, тамаша нәтижелерге қол жеткізе аласыз.

Қандай бөліктерді ультрадыбыстық тазалауға болады?

Бұл жуу әдісі кез келген ластануы бар кез келген өлшемдегі бөлшектер мен заттарды тазалауға мүмкіндік береді. Бұған қатты немесе сұйық қабықшалар, майлар мен тоң майлар, қорғаныс және қорғаныш жабындары, тот және басқа да коррозиялық жабындар, биологиялық, органикалық және бейорганикалық шығу тегі, механикалық ластану (чиптер, шаң, абразивтердің бөлшектері және т.б.), сондай-ақ көптеген басқалар.

Ультрадыбыстық ванна машина бөлшектерін, қозғалтқыш бөлшектерін, газ турбиналарын және әртүрлі мақсаттағы басқа бөлшектерді тазалауға және майсыздандыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, осы тазалау әдісін қолдана отырып, сіз фонтан қалам элементтері, зергерлік бұйымдар, кремний кристалдары және басқалары сияқты ең кішкентай бөлшектерді тазалауға болады. Сондай-ақ, ультрадыбыстық тазалау басқа тазалау әдістеріне іс жүзінде жатпайтын өте күрделі ластаушы заттармен күресуге мүмкіндік береді - бұл кептірілген принтер бастары, дәлме-дәл аспаптардың бөліктері, схемалық тақталар, тісті доңғалақтар мен мойынтіректер және т.б.

Бір сөзбен айтқанда, ультрадыбыстық тазалау, әрине, әмбебап әдіскез келген дәрежедегі және ластану түріндегі кез келген бөлшектерді тазалау. Бұл оны басқа бөлшектерді тазалау әдістерінің алдыңғы қатарына қояды. Өйткені, бұл ең қысқа мерзімде және қол еңбегін пайдаланбай тамаша нәтижелерге қол жеткізуге мүмкіндік береді және бұл тазалаудың басқа әдістеріне қарағанда үлкен артықшылығы болып табылады.

ультрадыбыстық тербеліс енгізілген жуу ерітіндісіндегі қатты заттардың бетін тазалау әдісі болып табылады.

Ультрадыбысты енгізу тазалау процесін жылдамдатуға ғана емес, сонымен қатар бетті тазалаудың жоғары деңгейін алуға, сондай-ақ қол еңбегінің көлемін азайтуға және жанғыш немесе улы еріткіштерден бас тартуға мүмкіндік береді.

Ультрадыбыстық тазалау принципі

Тазалау күшті ультрадыбыстық тербелістердің әсерінен сұйықтықта пайда болатын әртүрлі сызықтық емес әсерлердің біріктірілген әрекетіне байланысты болады. Бұл әсерлер: кавитация, акустикалық токтар, дыбыс қысымы және дыбыс-капиллярлық әсер, олардың ішінде кавитация шешуші рөл атқарады. Ластануға жақын жерде пульсирленген және құлайтын кавитациялық көпіршіктер оларды бұзады. Бұл әсер ретінде белгілі кавитация эрозиясы.

Ультрадыбыстық тазалау кезінде жойылатын ластаушы заттардың негізгі түрлерін төрт топқа топтастыруға болады:

• қатты және сұйық қабықшалар - әртүрлі майлар, жағармайлар, майлар, пасталар және сол сияқтылар;
• қатты тұнба - металдың немесе абразивтік заттардың бөлшектері, көміртекті шаң, суда еритін бейорганикалық қосылыстар (шкала, флюстер) және суда еритін немесе жартылай еритін органикалық қосылыстар (тұздар, қант, крахмал, ақуыз және т.б.);
• коррозия өнімдері - тот, қақ және сол сияқтылар;
• қорғаныш жабындары, консервацияға және қорғауға арналған жабындар - эмальдар, шайырлар және сол сияқтылар.

Ультрадыбыстық тазалау технологиясы

Ультрадыбыстық тазалау тұрғысынан ластану үш белгімен ерекшеленеді:

• кавитацияға төзімділік,яғни микро-әсерлі жүктемелерге төтеп беру қабілеті;
• тазартылатын бетпен байланыс күші,қабыққа төзімділік;
• жуу сұйықтығымен әрекеттесу дәрежесі,яғни бұл сұйықтықтың ластаушы заттарды еріту немесе эмульсиялау қабілетінің дәрежесіне сәйкес.

Тазаланатын беттің кавитацияға төзімділігі ластануға төзімділіктен аз болған кезде ультрадыбыстық тазалауды қолдануға болмайды. Мысалы, алюминий бөліктерінен жақсы пленкаларды алып тастағанда, бөлшектердің өздерін бұзу ықтималдығы жоғары.

Кавитацияға төзімді ластаушы заттар, егер олар бетке әлсіз байланысқан немесе тазалау ерітіндісімен әрекеттессе ғана ультрадыбыстық тазалауға жақсы көмектеседі. Мұндай майлы ластаушы заттар әлсіз сілтілі ерітінділерде жақсы жуылады. Лак немесе бояу жабыны, шкала, тотығу пленкалары әдетте кавитацияға төзімді және бетіне жақсы жабысады. Мұндай ластаушы заттарды ультрадыбыстық тазалау үшін өте агрессивті шешімдер қажет, өйткені мұнда аталған белгілердің үшеуі ғана әсер етуі мүмкін.

Кавитациялық тұрақсыз ластаушы заттар (шаң, кеуекті органикалық заттар, коррозия өнімдері) тіпті арнайы ерітінділерді қолданбай-ақ оңай жойылады.

Ластану түріне қарай оны қолданған жөн келесі мәндерқарқындылығы:

• 1-3 Вт / см-ге дейін - ластану үшін, ластану үшін, оңай жойылады (өнімдерді механикалық өңдеу кезінде май мен май, жуу сұйықтығында еритін шөгінділер, флюстер және т.б.);
• 3-тен 10 Вт / см-ге дейін - физикалық ластаушы заттар мен майларды, полимерлі майларды және т.б. қысыммен өңдеуге оралған жылтырату және лактау пасталары сияқты ластаушылар үшін;
• 10 Вт / см-ден астам - тазалау қиын ластану үшін (лак пленкалары, тұздық шламы және т.б.).

Кішігірім диаметрлі ұзын арналарды тазалау үшін 100 Вт / см-ге дейінгі қарқындылығы бар жоғары амплитудалық тербеліс тазалау қолданылады.

Қолданылуы

Ультрадыбыстық тазалау өте ұзақ уақыт бойы қолданылып келеді және көптеген салаларда өзін дәлелдеді, мысалы:

• машина жасау -бөлшектер мен тораптарды өңдеуге дейін және өңдеуден кейін, консервациялау алдында және бөлшектерді консервациялаудан кейін, дәнекерлеуден, тегістеуден, жылтыратудан кейін, оксидті қабықшаларды жою, бөлшектерді тазарту;
• аспаптар– оптиканы, дәлме-дәл механикалық бөлшектерді, интегралды схемаларды және баспа платаларын жуу және жылтырату;
• дәрі-оптиканы жуу және жылтырату, стоматологияда және фармацевтика өнеркәсібінде хирургиялық құралдарды, ампулаларды зарарсыздандыру және тазалау;
• зергерлік өнеркәсібі- тазалау зергерлік бұйымдарөңдеуден кейін;
• полимерлерді өңдеу және пайдалану өнеркәсібі— штамптарды және сол сияқтыларды тазалау.

Жуу сұйықтықтары

Ультрадыбыстық тазалау үшін ластаушы заттарды тиімді ерітетін немесе эмульсиялайтындай етіп, мүмкін болса, тазартылатын бетке әсер етпейтіндей дұрыс тазалау ерітіндісін таңдау маңызды. Соңғы жағдай әсіресе маңызды, өйткені ультрадыбыстық әдетте сұйықтықтардағы физикалық және химиялық процестерді айтарлықтай жеделдетеді, ал агрессивті тазалау құралы бетті тез зақымдауы мүмкін.

Ультрадыбыстық тазалауда жуу сұйықтығы ретінде қарапайым су, сондай-ақ жуғыш заттар мен органикалық еріткіштердің сулы ерітінділері қолданылады. Агентті таңдау ластану түріне және тазартылатын беттің қасиеттеріне байланысты анықталады.

Органикалық еріткіштерді (бензин В-70, фреон-113, төрт хлорлы көміртек, трихлорэтилен, ацетон, дихлорэтан және т.б.) пайдаланған кезде олар бөлшектердің беттерін жылтырататын пасталардан, майлардан (минералды, өсімдік және жануарлардан), вазелиннен, парафиннен тиімді тазартады. , шайыр. Олар металдың коррозиясын тудырмайды. Кішкентай болуы беттік керілу, тесіктер мен жарықтарға оңай еніп, олардағы кірді ерітіңіз.

Фреондар ультрадыбыстық тазалау үшін кең қолданыс тапты. Бұл олардың жоғары еріту қабілетіне, төмен уыттылығына, жанбайтындығына және оңай регенерациялану мүмкіндігіне байланысты.

Әртүрлі сілтілі ерітінділер ультрадыбыстық қондырғыларда да кең қолданыс тапты. Олар бөлшектерді майсыздандыру, майдан тазарту, жылтырату пасталары, металл шаңдары, абразивтер және т.б.

Ультрадыбыстық тазалауға арналған жабдық

Ультрадыбыстық тазалау үшін тазалау ерітіндісі бар контейнер және ультрадыбыстық жиіліктегі механикалық тербеліс көзі қажет. «ультрадыбыстық түрлендіргіш».Эмитент ретінде ультрадыбыстық түрлендіргіштің бетін, контейнер корпусын және тіпті бөлігінің өзін пайдалануға болады, ол тазартылады. Соңғы жағдайларда ультрадыбыстық түрлендіргіш сәйкесінше корпусқа немесе бөлікке бекітіледі.

Ультрадыбыстық түрлендіргіш оған берілетін электрлік тербелістерді бірдей жиіліктегі механикалық тербелістерге түрлендіреді. Қондырғылардың көпшілігінде тербеліс қарқындылығы 0,5-тен 10 Вт/см-ге дейінгі кавитациямен 18-ден 44 кГц-ке дейінгі жиіліктер қолданылады.

Түрлендіргіштер магнитостриктивтік немесе пьезокерамикалық болуы мүмкін. Біріншілері өлшемі мен салмағы бойынша үлкен, тиімділігі айтарлықтай төмен, бірақ бірнеше киловаттқа дейін жоғары қуатқа қол жеткізуге мүмкіндік береді. Пьезокерамикалық түрлендіргіштер ықшам, жеңіл, үнемді, бірақ олардың қуаты, әдетте, соншалықты үлкен емес - бірнеше жүз ваттқа дейін. Мұндай қуат, алайда, үлкен қондырғыларда бірден бірнеше эмитент қолданылатынын ескерсек, қолданбалардың басым көпшілігі үшін жеткілікті.

Ең танымал құрылғылар - ультрадыбыстық ванналар, ультрадыбыстық тазалау үшін арнайы жасалған қондырғылар. Мұндай ванналардағы түрлендіргіштер әдетте корпустағы тесіктерге салынған немесе корпусқа бекітіліп, оны эмитентке айналдырады немесе ішіне бөлек модульдер ретінде орналастырылады. Әрбір әдістің өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар.

Ультрадыбыстық түрлендіргіштердің (эмиттерлердің) бөлек модульдерін салуға болады технологиялық желілержылдам және сапалы тазалау қажет жерде. Мәселен, олар оны өндіру мен пайдаланудың әртүрлі кезеңдерінде прокат пен сымды үздіксіз тазалау кезінде жасайды.