- Застосування ультразвукового очищення
- Процес ультразвукового очищення
- Ванни для ультразвукового очищення
- Травлення за допомогою ультразвуку
Ультразвукове очищення - це спосіб очищення поверхні твердих тіл в миючому розчині, в який вводяться ультразвукові коливання. Введення ультразвуку дозволяє не тільки прискорити процес очищення, а й отримати високу ступінь чистоти поверхні, а також замінити ручну працю, відмовитись від пожежонебезпечних і токсичних розчинників.
Застосування ультразвукового очищення
Ультразвукове очищення застосовується дуже давно, і добре зарекомендувала себе в багатьох областях промисловості, таких як:
Процес ультразвукового очищення
Процес ультразвукового очищення обумовлений рядом явищ, які виникають в ультразвуковому полі значної інтенсивності: кавітацією, акустичними течіями, тиском звукового випромінювання, звукокапілярного ефектом. В процесі очищення відбувається руйнування поверхневих плівок забруднення, відшаровування і видалення забруднень, їх емульгування і розчинення.
Ефективність очищення ультразвуком залежить від параметрів звукового поля (частоти коливань, інтенсивності звуку) і фізико-хімічних властивостей миючої рідини. Вибір параметрів звукового поля і миючої рідини з певними можливостями дозволяє досягти необхідної ефективності очищення.
На процес очищення впливає також поверхневий натяг миючої рідини, яке погіршує процес змочування поверхні очищаються деталей, перешкоджаючи проникненню миючого розчину в вузькі щілини, отвори і зазори. Для зменшення поверхневого натягу миючої рідини застосовують добавки поверхнево-активних речовин, які покращують змочуваність поверхні і, створюючи найтонші адсорбційні шари на поверхні частинок забруднень, сприяють більш легкому їх відриву.
Введення ультразвукових коливань в технологічне обладнання здійснюється через пластини, які мають хороший акустичний контакт з перетворювачем. Геометричні розміри пластин визначають виходячи з умов отримання необхідної інтенсивності ультразвукових коливань, оптимальне значення якої вибирається залежно від характеру деталей та виду забруднень.
Основні види забруднень, які видаляються в процесі ультразвукового очищення, можна об'єднати в чотири групи:
- тверді і рідкі плівки - різні масла, жири, пасти і т.п .;
- тверді опади - частинки металу і абразиву, пил, нагар, водонерозчинні неорганічні сполуки (накип, флюси) і водорозчинні або частково розчинні органічні сполуки (солі, цукор, крохмаль, білок і т.п.);
- продукти корозії - іржа, окалина і т.д.
- оберігають, консервуючі і захисні покриття - емалі, смоли і т.д.
Правильний вибір миючої середовища є основним і вирішальним фактором, що впливає на якість і час ультразвукового очищення. Як миючої середовища для ультразвукового очищення застосовують різні розчини і розчинники.
При використанні органічних розчинників (бензин Б-70, фреон-113, чотирихлористий вуглець, трихлоретилен, ацетон, дихлоретан і т.д.) ефективно очищають поверхні деталей від полірувальних паст, масел (мінеральних, рослинних і тваринних), вазеліну, парафіну, гудрону . Вони не викликають корозії металу, володіючи малим поверхневий натяг, легко проникають в отвори і щілини і розчиняють в них забруднення.
Широке застосування для цілей ультразвукового очищення знайшли фреони. Це обумовлено їх високою розчинюючої здатністю, незначної токсичністю, негорючістю і можливістю легкої регенерації. Застосовуються в ультразвукових установках також і різні лужні розчини. Їх використовують для знежирення деталей, очищення від мастила, полірувальних паст, металевого пилу, абразивів і т.д.
Для досягнення необхідного режиму ультразвукового очищення велике значення має також вибір оптимального значення частоти коливань. Більшість установок ультразвукового очищення працює в діапазоні частот від 18 до 44 кГц. Конструктивно ультразвукові установки складаються з генератора відповідної потужності і ванн різних робочих обсягів. У дно ванн вмонтовані п'єзокерамічні перетворювачі, які акустично пов'язані з дном ванни.
Ванни для ультразвукового очищення
Ультразвукові ванни і робоча частина перетворювачів виконані з нержавіючої сталі, що дозволяє використовувати установку для роботи з лужними, органічними та іншими типами розчинників. Між ультразвукової ванні і кожухом повинна бути передбачена акустична розв'язка, а стінки кожуха виконані з шумопоглинальним покриттям. Зверху ванна закривається кришкою. Для виконання різних технологічних процесів ванни можуть бути доповнені ваннами для промивання деталей після очищення, для сушіння.
Для зручності і забезпечення безпечної роботи призначені додаткові аксесуари і пристосування. Так, наприклад, для підвищення ефективності очищення миючий розчин нагрівають за допомогою трубчастих нагрівачів. Для очищення деталей, які мають великі габарити або складну конфігурацію, використовують заглибні перетворювачі, які можна встановлювати в якому завгодно положенні.
Травлення за допомогою ультразвуку
Травлення в ультразвуковому полі можна розглядати як різновид ультразвукового очищення. Введення ультразвукових коливань в травильні розчини в декілька разів прискорює процес травлення. Для виготовлення хвилеводів, які передають коливання в розчин, використовують титанові сплави ВТ3 і ВТ9, які мають підвищену кавітаційно-корозійну стійкість.