Струйная обработка льдом (или струйная очистка мокрым льдом, струйная очистка замороженным льдом, струйная обработка водяным льдом) - это форма неабразивной струйной очистки, при которой частицы замороженной воды объединяются со сжатым воздухом и направляются к поверхности для очистки. Лед - одна из нескольких различных сред, обычно используемых для струйной очистки. Другой распространенный метод неабразивной струйной очистки - это струйная очистка сухим льдом , при которой в качестве струи используется твердая форма CO2. При абразивно-струйной очистке используются такие вещества, как песок , пластиковые шарики и пищевая сода .
Ледяной взрыв | |
---|---|
Промышленность | Промышленная очистка |
Заявление | Очистка и подготовка поверхностей |
Источник топлива | Вода и электричество |
История
Первый патент на струйную очистку льда был подан в 1952 году как «средство и метод очистки и полировки автомобилей» (патент США 2699403). [1]
В 1959 году Unilever подала патент на использование струйной обработки льда для удаления мяса с костей. [2]
Первой компанией, которая попыталась коммерциализировать технологию струйной обработки льда, была Universal Ice Blast Inc., основанная в начале 1990-х годов на грант ВМФ, которые были заинтересованы в использовании этой технологии для очистки внутренних машинных отделений кораблей и других подобных замкнутых пространств на морских судах. сосуды.
Машины, созданные Universal Ice Blast, производили лед непрерывно. Взрывная среда была в виде чешуек льда. При подключении к машине источника воды и электричества холодный барабан будет непрерывно вращаться в ванне с водой. На барабане образовывался тонкий слой льда, прежде чем он ударялся о лезвие, которое разбивало ледяной покров на мелкие хлопья. Затем эти хлопья всасываются в быстро движущийся воздушный поток и выбрасываются из сопла. [3]
В машинах Universal Ice Blast использовалась «двухшланговая» система. В двухшланговых системах струйной очистки используются отдельные шланги для воздуха и струи (в данном случае это лед). Воздушный шланг находится под давлением и заканчивается сходящимся-расходящимся соплом. Воздух ускоряется через сопло и достигает сверхзвуковых скоростей. Когда воздух становится сверхзвуковым, его давление резко падает, создавая эффект всасывания. Это способствует всасыванию дутья через второй шланг, который присоединяется к воздушному потоку после сходящегося-расширяющегося сопла. Дыхательная среда всасывается через шланг и сливается со сверхзвуковым потоком воздуха, который ускоряет ее. Затем смесь льда и воздуха выбрасывается из конца сопла.
Двухшланговые системы не могут разогнать частицы льда до очень высоких скоростей, поскольку лед не контактирует с быстро движущимся воздухом очень долго, а система всасывания приводит к большим потерям скорости воздуха. Для сравнения, системы «с одним шлангом», в которых дутьевая среда объединяется с воздухом перед сходящимся-расходящимся соплом, имеют тенденцию быть гораздо более мощными и надежными.
Universal Ice Blast была приобретена в 2012 году группой компаний Coulson. В 2015 году компания была переименована в Coulson Ice Blast . [4] Компания Coulson Ice Blast переработала технологию, сосредоточившись на более мощной и надежной системе с одним шлангом.
В 2017 году Coulson Ice Blast выпустила установку для струйной обработки льда IceStorm90. Это была первая установка для струйной обработки льда с одним шлангом. В его бункер загружаются кубики льда. Механизм дробления измельчает лед на более мелкие частицы, более подходящие для взрыва. Затем вращающийся воздушный шлюз переносит частицы в воздушный поток под высоким давлением. Частицы льда транспортируются во взвешенном состоянии в потоке сжатого воздуха к сходящемуся-расширяющемуся соплу. Когда воздух проходит через сопло, он разгоняется до сверхзвуковых скоростей. Частицы льда увлекаются силой сопротивления и также разгоняются до высокой скорости.
IceStorm90 значительно компактнее, чем предыдущие аппараты для струйной обработки льда. Система с одним шлангом также делает его очень надежным и более мощным. Кубики льда могут быть приготовлены заранее и доставлены на место работы, или они могут производиться непрерывно с помощью машин для кубиков льда.
Coulson Ice Blast в настоящее время является единственной компанией, производящей оборудование для струйной обработки льда.
Методика
Ледоструйная очистка - это метод промышленной очистки, в котором используется непрерывная подача сжатого воздуха для транспортировки и ускорения взвешенных частиц льда до высоких скоростей. Частицы льда выбрасываются из сопла к очищаемой поверхности. Частицы льда ударяются о загрязнитель, покрывающий поверхность, разбивая его на части и сбивая.
При струйной очистке льда используется значительно меньше воды, чем при мойке под давлением (около 10% воды). В результате одним из основных преимуществ является более простая локализация по сравнению с другими технологиями промышленной очистки. Вокруг поверхности во время струйной обработки образуется влажная струя, которая помогает улавливать взвешенные в воздухе частицы и уносить их вниз. Выброшенные загрязнители собираются в кучу слякоти под зоной взрыва. Это означает, что по сравнению с другими технологиями очистки можно использовать более минимальную установку защитной оболочки. Кроме того, образуется гораздо меньше отходов, поскольку минимальный остаток слякоти плавится и испаряется, оставляя после себя только взорванный загрязнитель для утилизации.
Поскольку ледяная струйная очистка приводит к меньшему количеству загрязняющих веществ, переносимых по воздуху, чем другие взрывчатые вещества, и требует более простых средств локализации, ее часто используют для удаления опасных веществ, таких как свинцовая краска или асбест, или для взрывных работ в закрытых / внутренних помещениях. Его также часто используют в районах с нехваткой воды, поскольку для этого требуется гораздо меньше воды, чем для мытья под давлением.
Очистка струей льда состоит из трех основных этапов:
- Массовое удаление: этап, на котором сначала удаляется крупное загрязнение. Частицы льда ударяются о поверхность, разрушая слой загрязнения и сбивая его. Поскольку лед является твердым телом, он может создавать гораздо более высокую импульсную силу при ударе, чем жидкая вода.
- Очистка деталей: этап, на котором лед скользит по поверхности детали. Это обеспечивает механическое перемешивание, которое очищает и полирует поверхность, удаляя незначительные количества оставшихся загрязнений с поверхности. По определению, очистка означает движение двух твердых частиц друг относительно друга под действием приложенного давления. Следовательно, вода как средство струйной очистки не может обладать этим свойством.
- Заключительное ополаскивание : Удаленные загрязнения смываются. Часть льда при ударе тает, образуя воду, которая омывает поверхность. Вода считается универсальным растворителем и поэтому растворяет и смывает оставшиеся загрязнения.
Эти механизмы очистки часто делают металлические поверхности более блестящими, чем другие методы очистки.
Оборудование
Coulson Ice Blast - единственный производитель оборудования для струйной обработки льда. Они продают IceStorm90 и IceStorm90 +. IceStorm90 + может работать как со льдом, так и с сухим льдом.
В IceStorm90 можно загружать кубики льда, изготовленные на любой стандартной машине для кубиков льда или купленные в мешках. Внутри машины находится дробильный механизм, который измельчает эти кубики льда на более мелкие частицы льда, пригодные для взрыва (частицы размером примерно с рисовое зерно). Частицы льда падают во вращающийся воздушный шлюз, который переводит их в воздушный поток под высоким давлением. Частицы льда взвешиваются в воздушном потоке и перемещаются по продувочному шлангу к соплу. Воздух ускоряется через сопло, а взвешенные частицы льда ускоряются вместе с ним. Затем частицы льда выбрасываются из конца сопла к очищаемой поверхности.
Оператор держится за сопло и с помощью спускового крючка контролирует, ведет ли машина взрывные работы.
Как и все струйное оборудование, IceStorm90 требует непрерывной подачи сжатого воздуха от компрессора.
Диапазон рабочего давления IceStorm90 составляет 80-200 фунтов на квадратный дюйм. Он может взорвать со скоростью 0-5 фунтов льда в минуту.
Приложения
Ледоструйную очистку можно использовать для эффективной очистки многих различных поверхностей и находить применение в различных отраслях промышленности. Он привлекает минимальным расходом воды и отсутствием химических ингредиентов, обеспечивающих экологически чистый чистящий раствор. Кроме того, струйная обработка льдом не повреждает очищаемые поверхности.
Свинцовая краска / Удаление абестоса
При снятии краски используется струйная обработка льдом, чтобы преодолеть когезионную связь покрытия. В зависимости от краски или состава связующего некоторые покрытия невозможно очистить. Ледоструйная очистка особенно полезна для удаления свинцовой краски, поскольку она представляет наименьшую опасность. Ледоструйная очистка имеет самый низкий уровень переносимых по воздуху загрязняющих веществ для струйной техники при удалении свинцовой краски. Частицы льда образуют взрывной туман, который помогает подавить пыль или взвешенные в воздухе частицы, чтобы свести к минимуму непреднамеренное рассеивание. Эта характеристика ледяной струи представляет особый интерес с точки зрения здоровья и безопасности рабочих в процессе удаления асбеста и краски на основе свинца.
Формы
Технология струйной обработки льда обеспечивает тщательную и эффективную очистку форм в различных отраслях промышленности, включая производство шин, автомобилестроение и упаковочные предприятия. Поскольку метод неабразивный, чистка не повредит формовочные поверхности. Обработка льдом может использоваться как для горячих, так и для холодных форм, что сокращает время простоя производственных помещений. Лед сублимируется при ударе, поэтому улавливание взрывчатых веществ не вызывает беспокойства. Улавливание песка является причиной того, что абразивные среды, такие как песок, нельзя использовать для онлайн-очистки.
Удаление заусенцев
В некоторых случаях удаление материала достигается без истирания. Это особенно распространено при удалении мелких заусенцев, возникающих из обработанного алюминия, такого как компоненты автоматической трансмиссии, и небольших заусенцев от отливок. В этих ситуациях металл слабо прикреплен к основному металлу и, следовательно, может быть легко перемещен импульсом взрывчатого вещества. Абразивной эрозии не происходит, так как оставшийся металл не имеет гладкой или закругленной кромки.
Масло / Смазка
Давление очистки от частиц льда может достигать 300 бар. Во многих случаях удаления масла и жира с помощью струйной обработки льда можно получить практически обезжиренные поверхности. Было показано, что в некоторых операциях чистовой обработки металла струйная обработка льда превосходит обычное кислотное травление.
Ржавчина
Ледяная струя не абразивна. Он не удаляет прочно прилипающие твердые покрытия, как абразивные материалы. Однако ледяная струя может удалить покрытия с ослабленной адгезией в результате дефектов покрытия или коррозии. Когда частица льда ударяется о покрытие, она вызывает сжимающее напряжение на покрытие и целевую систему. При ударе ледяная частица тает. Покрытие и целевая система при сжимающем напряжении будут реагировать в противоположном направлении, создавая растягивающее напряжение. Когда растягивающее напряжение превышает силу сцепления покрытия, происходит подъем покрытия. Поднятое покрытие представляет собой стружку и переносится остаточной водой.
Другое использование
Ледоструйная очистка применяется во многих других отраслях промышленности и является решением для компаний, которые ценят эффективное использование воды, низкое воздействие на окружающую среду и низкую стоимость. Технология использовалась для аэрокосмической, химической очистки, ядерной дезактивации и муниципальной очистки.
Безопасность
Как и в случае со всей струйной техникой, рекомендуется использовать соответствующие очки и средства защиты ушей, поскольку струйные машины достигают уровня 115 дБ. В зависимости от очищаемых загрязнений уровень защиты варьируется. Ледоструйная очистка - это самый безопасный метод струйной техники из-за отсутствия загрязняющих веществ в воздухе, что соответствует другим технологиям струйной очистки. Как правило, легкая защита от дождя является достаточной защитой. Если для очистки опасных материалов используется струйная очистка льда, рекомендуется более плотная защитная одежда.
Смотрите также
Рекомендации
- Ing, Habil и Karpuschewski, Bernhard. «Цирогенная струйная очистка мокрым льдом - условия и возможности процесса» Институт производственных технологий и менеджмента качества (IFQ), Магдебургский университет Отто-фон-Герике, Германия. 2013. [5]
- «Что такое Ice Blasting?». Цирогенная струйная обработка - прецизионная струйная обработка льда. 2009. [6]
- "Coulson Ice Blast - как это работает". Coulson Ice Blast. 2015. [7]
Заметки
- ^ Средства и методы для чистки и полировки автомобилей , 1952-05-24 , извлечено 2018-09-24
- ^ Метод отделения мяса от кости , 21.01.1960 , получено 24.09.2018
- ^ Способ обработки льда , 07.06.1996 , извлечено 24.09.2018
- ^ «Добро пожаловать» . Coulson Ice Blast . Проверено 24 сентября 2018 .
- ^ http://integrita.zcu.cz/download/skola2/magdeburg_prez.pdf
- ^ http://www.cryogenicblasting.com/page2/page2.html
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 04 марта 2016 года . Проверено 5 октября 2015 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )