Independentemente de como se faga o metal bruto nun tubo ou tubo

Independentemente de como se faga o metal bruto nun tubo ou tubo, o proceso de fabricación deixa unha cantidade importante de material residual na superficie.Formar e soldar nun laminador, debuxar nunha mesa de debuxo ou usar unha pila ou extrusora seguido dun proceso de corte a lonxitude pode provocar que a tubería ou a superficie do tubo estea recuberta de graxa e poida atascarse con restos.Os contaminantes comúns que deben eliminarse das superficies internas e externas inclúen os lubricantes a base de aceite e auga procedentes do debuxo e do corte, os restos metálicos das operacións de corte e o po e os restos das fábricas.
Os métodos típicos de limpeza de canalizacións interiores e condutos de aire, xa sexan con solucións acuosas ou disolventes, son similares aos utilizados para a limpeza de superficies exteriores.Estes inclúen lavado, taponamento e cavitación ultrasónica.Todos estes métodos son eficaces e utilízanse durante décadas.
Por suposto, cada proceso ten limitacións e estes métodos de limpeza non son unha excepción.O lavado normalmente require un colector manual e perde a súa eficacia a medida que a velocidade do fluído de descarga diminúe a medida que o fluído se achega á superficie do tubo (efecto da capa límite) (ver Figura 1).O envasado funciona ben, pero é moi laborioso e pouco práctico para diámetros moi pequenos como os que se usan en aplicacións médicas (tubos subcutáneos ou luminais).A enerxía ultrasónica é eficaz para limpar superficies externas, pero non pode penetrar nas superficies duras e ten dificultades para chegar ao interior da tubaxe, especialmente cando o produto está empaquetado.Outra desvantaxe é que a enerxía ultrasónica pode causar danos na superficie.As burbullas sonoras son eliminadas pola cavitación, liberando unha gran cantidade de enerxía preto da superficie.
Unha alternativa a estes procesos é a nucleación cíclica ao baleiro (VCN), que fai que as burbullas de gas crezan e colapsen para mover o líquido.Fundamentalmente, a diferenza do proceso ultrasónico, non corre o risco de danar as superficies metálicas.
VCN usa burbullas de aire para axitar e eliminar o líquido do interior do tubo.Este é un proceso de inmersión que funciona ao baleiro e que se pode utilizar tanto con fluídos a base de auga como de disolventes.
Funciona co mesmo principio que se forman burbullas cando a auga comeza a ferver nunha pota.As primeiras burbullas fórmanse en certos lugares, especialmente en macetas ben usadas.A inspección coidadosa destas áreas a miúdo revela rugosidades ou outras imperfeccións da superficie nestas áreas.É nestas zonas onde a superficie da pota está máis en contacto cun determinado volume de líquido.Ademais, dado que estas áreas non están suxeitas ao arrefriamento convectivo natural, pódense formar facilmente burbullas de aire.
Na transferencia de calor en ebulición, a calor transfírese a un líquido para elevar a súa temperatura ata o seu punto de ebulición.Cando se alcanza o punto de ebulición, a temperatura deixa de subir;engadindo máis calor resulta en vapor, inicialmente en forma de burbullas de vapor.Cando se quenta rapidamente, todo o líquido da superficie convértese en vapor, o que se coñece como ebulición de película.
Isto é o que ocorre cando ferve unha pota con auga: primeiro fórmanse burbullas de aire en certos puntos da superficie da pota e, a continuación, a medida que a auga se axita e se axita, a auga se evapora rapidamente da superficie.Preto da superficie é un vapor invisible;cando o vapor arrefría polo contacto co aire circundante, condénsase en vapor de auga, que é claramente visible mentres se forma sobre a pota.
Todo o mundo sabe que isto ocorrerá a 212 graos Fahrenheit (100 graos Celsius), pero iso non é todo.Isto ocorre a esta temperatura e presión atmosférica estándar, que é de 14,7 libras por polgada cadrada (PSI [1 bar]).Noutras palabras, un día no que a presión do aire ao nivel do mar é de 14,7 psi, o punto de ebulición da auga ao nivel do mar é de 212 graos Fahrenheit;o mesmo día nas montañas a 5.000 pés nesta rexión, a presión atmosférica é de 12,2 libras por polgada cadrada, onde a auga tería un punto de ebulición de 203 graos Fahrenheit.
En lugar de elevar a temperatura do líquido ata o seu punto de ebulición, o proceso VCN reduce a presión na cámara ata o punto de ebulición do líquido a temperatura ambiente.Similar á transferencia de calor en ebulición, cando a presión alcanza o punto de ebulición, a temperatura e a presión permanecen constantes.Esta presión chámase presión de vapor.Cando a superficie interna do tubo ou tubo está chea de vapor, a superficie exterior reabastece o vapor necesario para manter a presión de vapor na cámara.
Aínda que a transferencia de calor en ebulición exemplifica o principio de VCN, o proceso de VCN funciona inversamente coa ebulición.
Proceso de limpeza selectiva.A xeración de burbullas é un proceso selectivo destinado a limpar determinadas zonas.Eliminar todo o aire reduce a presión atmosférica a 0 psi, que é a presión de vapor, o que fai que se forme vapor na superficie.As burbullas de aire en crecemento desprazan o líquido da superficie do tubo ou boquilla.Cando se libera o baleiro, a cámara volve á presión atmosférica e é purgada, o líquido fresco enche o tubo para o seguinte ciclo de baleiro.Os ciclos de baleiro/presión adoitan establecerse entre 1 e 3 segundos e pódense configurar en calquera número de ciclos dependendo do tamaño e da contaminación da peza.
A vantaxe deste proceso é que limpa a superficie da tubaxe partindo da zona contaminada.A medida que o vapor crece, o líquido é empuxado cara á superficie do tubo e acelera, creando unha forte ondulación nas paredes do tubo.A maior emoción prodúcese nas paredes, onde crece o vapor.Esencialmente, este proceso rompe a capa límite, mantendo o líquido preto da superficie de alto potencial químico.Sobre a fig.A figura 2 mostra dúas etapas do proceso usando unha solución de tensioactivo acuoso ao 0,1%.
Para que se forme vapor, deben formarse burbullas nunha superficie sólida.Isto significa que o proceso de limpeza vai da superficie ao líquido.Igualmente importante, a nucleación das burbullas comeza con pequenas burbullas que se unen na superficie, formando finalmente burbullas estables.Polo tanto, a nucleación favorece rexións con gran superficie sobre o volume líquido, como tubos e diámetros interiores de tubos.
Debido á curvatura cóncava do tubo, é máis probable que se forme vapor no interior do tubo.Debido a que as burbullas de aire fórmanse facilmente no diámetro interior, o vapor fórmase alí primeiro e o suficientemente rápido como para desprazar normalmente entre o 70% e o 80% do líquido.O líquido na superficie no pico da fase de baleiro é case 100% vapor, o que imita a película en ebulición na transferencia de calor en ebulición.
O proceso de nucleación é aplicable a produtos rectos, curvos ou torcidos de case calquera lonxitude ou configuración.
Atopar aforros ocultos.Os sistemas de auga que utilizan VCN poden reducir significativamente os custos.Debido a que o proceso mantén altas concentracións de produtos químicos debido a unha mestura máis forte preto da superficie do tubo (ver Figura 1), non son necesarias altas concentracións de produtos químicos para facilitar a difusión química.O procesamento e a limpeza máis rápidos tamén dan como resultado unha maior produtividade para unha determinada máquina, aumentando así o custo do equipo.
Finalmente, tanto os procesos VCN baseados en auga como en disolventes poden aumentar a produtividade mediante o secado ao baleiro.Isto non require ningún equipo adicional, é só parte do proceso.
Debido ao deseño de cámara pechada e á flexibilidade térmica, o sistema VCN pódese configurar de varias maneiras.
O proceso de nucleación do ciclo de baleiro úsase para limpar compoñentes tubulares de varios tamaños e aplicacións, como dispositivos médicos de pequeno diámetro (esquerda) e guías de ondas de radio de gran diámetro (dereita).
Para sistemas baseados en disolventes, pódense usar outros métodos de limpeza como vapor e pulverización ademais de VCN.Nalgunhas aplicacións únicas, pódese engadir un sistema de ultrasóns para mellorar o VCN.Cando se usan disolventes, o proceso VCN está apoiado por un proceso de baleiro a baleiro (ou sen aire), patentado por primeira vez en 1991. O proceso limita as emisións e o uso de disolventes a un 97 % ou máis.O proceso foi recoñecido pola Axencia de Protección Ambiental e o Distrito de California da Xestión da Calidade do Aire da Costa Sur pola súa eficacia para limitar a exposición e o uso.
Os sistemas de disolventes que utilizan VCN son rendibles porque cada sistema é capaz de destilación ao baleiro, maximizando a recuperación do disolvente.Isto reduce as compras de disolventes e a eliminación de residuos.Este proceso en si prolonga a vida útil do disolvente;a velocidade de descomposición do disolvente diminúe a medida que diminúe a temperatura de funcionamento.
Estes sistemas son axeitados para o post-tratamento como a pasivación con solucións ácidas ou a esterilización con peróxido de hidróxeno ou outros produtos químicos se é necesario.A actividade superficial do proceso VCN fai que estes tratamentos sexan rápidos e rendibles, e pódense combinar no mesmo deseño de equipos.
Ata a data, as máquinas VCN procesaron tubos de tan só 0,25 mm de diámetro e tubos con relacións de diámetro a espesor de parede superiores a 1000:1 no campo.En estudos de laboratorio, VCN foi eficaz para eliminar bobinas contaminantes internas de ata 1 metro de longo e 0,08 mm de diámetro;na práctica, era capaz de limpar orificios de ata 0,15 mm de diámetro.
Dr. Donald Gray is President of Vacuum Processing Systems and JP Schuttert oversees sales, PO Box 822, East Greenwich, RI 02818, 401-397-8578, contact@vacuumprocessingsystems.com.
Dr. Donald Gray is President of Vacuum Processing Systems and JP Schuttert oversees sales, PO Box 822, East Greenwich, RI 02818, 401-397-8578, contact@vacuumprocessingsystems.com.
Tube & Pipe Journal foi lanzado en 1990 como a primeira revista dedicada á industria de tubos metálicos.Hoxe, segue sendo a única publicación da industria en América do Norte e converteuse na fonte de información máis fiable para os profesionais de tubos.
Xa está dispoñible o acceso dixital completo a The FABRICATOR, que ofrece un acceso sinxelo a valiosos recursos do sector.
Xa está dispoñible o acceso dixital completo a The Tube & Pipe Journal, que ofrece un fácil acceso a valiosos recursos da industria.
Goza de acceso dixital completo a STAMPING Journal, a revista do mercado de estampación de metal cos últimos avances tecnolóxicos, mellores prácticas e noticias do sector.
Xa está dispoñible o acceso completo á edición dixital de The Fabricator en Español, que proporciona un fácil acceso a valiosos recursos da industria.
O artista e instrutor de soldadura Sean Flottmann uniuse ao podcast de The Fabricator en FABTECH 2022 en Atlanta para un chat en directo...