Indipendentemente da cumu u metallu crudu hè fattu in un tubu o pipa, u prucessu di fabricazione abbanduneghja una quantità significativa di materiale residuale nantu à a superficia.A furmazione è a saldatura nantu à un mulinu di laminazione, disegnu nantu à una tavola di scrittura, o aduprendu un piler o extruder seguitu da un prucessu di cut-to-lunghezza pò causà a superficia di a pipa o di a pipa per esse ricoperta di grassu è pò esse intasatu cù detriti.I contaminanti cumuni chì anu da esse eliminati da e superfici internu è esterni includenu lubricanti basati in oliu è acqua da u disegnu è u tagliu, i detriti di metalli da l'operazioni di taglio, è a polvera è i detriti di fabbrica.
I metudi tipici per a pulizia di i tubi interni è di i canali di l'aria, sia cù suluzioni acquose o solventi, sò simili à quelli usati per a pulizia di e superfici esterne.Questi includenu lavare, pluging è cavitation ultrasonica.Tutti sti metudi sò efficaci è sò stati usati per decennii.
Di sicuru, ogni prucessu hà limitazioni, è questi metudi di pulizia ùn sò micca eccezzioni.U flussu richiede tipicamente un manifold manuale è perde a so efficacità cum'è a velocità di u flussu di u fluidu diminuisce quandu u fluidu si avvicina à a superficia di a pipa (effettu di a capa limite) (vede a Figura 1).L'imballaggio funziona bè, ma hè assai laboriosu è impracticable per diametri assai chjuchi, cum'è quelli chì sò usati in l'applicazioni mediche (tubi subcutaneous o luminali).L'energia ultrasonica hè efficace à a pulizia di e superfici esterne, ma ùn pò micca penetrà in superfici dure è hà difficultà à ghjunghje à l'internu di a pipa, soprattuttu quandu u pruduttu hè bundle.Un altru svantaghju hè chì l'energia ultrasonica pò causà danni à a superficia.I bolle di sonu sò sbulicati da a cavitazione, liberando una grande quantità di energia vicinu à a superficia.
Una alternativa à questi prucessi hè a nucleazione ciclica di vacuum (VCN), chì face chì e bolle di gas crescenu è colapsanu per spustà u liquidu.In fondu, à u cuntrariu di u prucessu ultrasonicu, ùn risicate micca di danni à e superfici metalliche.
VCN usa bolle d'aria per agità è caccià u liquidu da l'internu di a pipa.Questu hè un prucessu d'immersione chì opera in un vacuum è pò esse usatu cù fluidi à l'acqua è di solventi.
Funziona nantu à u listessu principiu chì e bolle si formanu quandu l'acqua cumencia à fogghiu in una pignatta.I primi bubbles formanu in certi lochi, soprattuttu in vasi bè utilizati.L'ispezione attenta di questi spazii spessu palesa rugosità o altre imperfezioni di a superficia in queste zone.Hè in questi spazii chì a superficia di a padedda hè in più cuntattu cù un voluminu di liquidu.Inoltre, postu chì questi spazii ùn sò micca sottumessi à u rinfrescante cunvectivu naturali, e bolle d'aria ponu facilmente formate.
In u trasferimentu di calore di ebullizione, u calore hè trasferitu à un liquidu per elevà a so temperatura à u so puntu di ebullizione.Quandu u puntu di ebbulenza hè righjuntu, a temperatura si ferma;agghiuncennu più calori risultati in steam, inizialmente in forma di bolle di vapore.Quandu si riscalda rapidamente, tuttu u liquidu nantu à a superficia si trasforma in vapore, chì hè cunnisciutu com'è film di ebollizione.
Eccu ciò chì succede quandu portate una pignatta d'acqua à ebollizione: prima, i bubbles d'aria si formanu in certi punti nantu à a superficia di a pignatta, è dopu chì l'acqua hè agitata è agitata, l'acqua s'evapora rapidamente da a superficia.Vicinu à a superficia hè un vapore invisibile;quandu u vapore rinfriscà da u cuntattu cù l'aria circundante, si cundensa in u vapore d'acqua, chì hè chjaramente visibile cumu si forma nantu à a pignatta.
Tuttu u mondu sapi chì questu succederà à 212 gradi Fahrenheit (100 gradi Celsius), ma ùn hè micca tuttu.Questu succede à questa temperatura è a pressione atmosferica standard, chì hè 14,7 liri per inch square (PSI [1 bar]).In altri palori, in un ghjornu chì a pressione di l'aria à u livellu di u mari hè 14,7 psi, u puntu di ebollizione di l'acqua à u livellu di u mari hè 212 gradi Fahrenheit;in u stessu ghjornu in a muntagna à 5000 piedi in questa regione, a prissioni atmosferica hè di 12,2 liri per inch square, induve l'acqua avaristi un puntu di ebullizione di 203 gradi Fahrenheit.
Invece di elevà a temperatura di u liquidu à u so puntu di ebullizione, u prucessu VCN abbassa a prissioni in a camera à u puntu di ebollizione di u liquidu à a temperatura ambiente.Simile à u trasferimentu di calore bollente, quandu a prissioni righjunghji u puntu di ebollizione, a temperatura è a pressione restanu custanti.Sta pressione hè chjamata pressione di vapore.Quandu a superficia interna di u tubu o pipa hè piena di vapuri, a superficia esterna rimette u vapore necessariu per mantene a pressione di vapore in a camera.
Ancu s'è u trasferimentu di calore di ebollizione exemplifichi u principiu di VCN, u prucessu di VCN travaglia inversamente cù l'ebullizione.
Prucessu di pulizia selettiva.A generazione di bolle hè un prucessu selettivu destinatu à sguassà certi spazii.L'eliminazione di tutta l'aria reduce a pressione atmosferica à 0 psi, chì hè a pressione di vapore, chì causanu a furmazione di vapore nantu à a superficia.E bolle d'aria in crescita displace u liquidu da a superficia di u tubu o di a bocca.Quandu u vacuum hè liberatu, a camera torna à a pressione atmosferica è hè purgata, liquidu frescu chì riempie u tubu per u prossimu ciclu di vacuum.I cicli di vacuum / pressure sò tipicamente stabiliti da 1 à 3 seconde è ponu esse stabiliti à qualsiasi nùmeru di cicli secondu a dimensione è a contaminazione di a pezza.
U vantaghju di stu prucessu hè chì pulisce a superficia di a pipa partendu da a zona contaminata.Quandu u vapore cresce, u liquidu hè imbuttatu à a superficia di u tubu è accelerà, creendu un forte ripple nantu à i mura di u tubu.A più grande eccitazione si trova à i mura, induve u vapore cresce.Essenzialmente, stu prucessu rompe a capa di cunfini, mantenendu u liquidu vicinu à a superficia di potenziale chimicu altu.Nantu à fig.2 mostra duie fasi di prucessu chì utilizanu una suluzione di surfactant aqueous 0.1%.
Per a furmazione di vapore, e bolle devenu esse formate nantu à una superficia solida.Questu significa chì u prucessu di pulizia passa da a superficia à u liquidu.Ugualmente impurtante, a nucleazione di bolle principia cù bolle minuscule chì si uniscenu à a superficia, eventualmente furmendu bolle stabili.Per quessa, a nucleazione favurizeghja e regioni cù una superficia alta sopra u voluminu di liquidu, cum'è i tubi è i diametri interni.
A causa di a curvatura concave di a pipa, u vapore hè più prubabile di furmà in u pipa.Perchè e bolle d'aria si formanu facilmente à u diametru internu, u vapore hè furmatu quì prima è abbastanza rapidamente per sparisce tipicamente da 70% à 80% di u liquidu.U liquidu à a superficia à u piccu di a fase di vacuum hè quasi 100% vapore, chì imita a film di ebollizione in u trasferimentu di calore di ebollizione.
U prucessu di nucleazione hè applicabile à i prudutti dritti, curvi o torciati di quasi ogni lunghezza o cunfigurazione.
Truvate risparmi nascosti.I sistemi d'acqua chì utilizanu VCN ponu riduce significativamente i costi.Perchè u prucessu mantene una alta concentrazione di sustanzi chimichi per via di un mischju più forte vicinu à a superficia di u tubu (vede a figura 1), una alta concentrazione di sustanzi chimichi ùn hè micca necessariu per facilità a diffusione chimica.U processu è a pulizia più veloce si traduce ancu in una produtividade più alta per una determinata macchina, aumentandu cusì u costu di l'equipaggiu.
Infine, i prucessi VCN basati in acqua è solventi ponu aumentà a produtividade attraversu l'asciugatura à vacuum.Questu ùn hà micca bisognu di equipaggiu supplementu, hè solu una parte di u prucessu.
A causa di u disignu di a camera chjusa è a flessibilità termica, u sistema VCN pò esse cunfiguratu in una varietà di modi.
U prucessu di nucleazione di u ciclu di vacuum hè utilizatu per pulizziari cumpunenti tubulari di diverse dimensioni è applicazioni, cum'è i dispositi medichi di picculu diametru (a manca) è e guide d'onda radio di grande diametru (a diritta).
Per i sistemi basati in solventi, altri metudi di pulizia cum'è steam è spray pò esse usatu in più di VCN.In certi applicazioni unichi, un sistema di ultrasound pò esse aghjuntu per migliurà u VCN.Quandu si usa solventi, u prucessu VCN hè sustinutu da un prucessu di vacuum-to-vacuum (o airless), prima patentatu in 1991. U prucessu limita l'emissioni è l'usu di solvente à 97% o più altu.U prucessu hè statu ricunnisciutu da l'Agenzia di Proteczione Ambientale è u Distrittu di California di a Gestione di a Qualità di l'Aria di a Costa Sud per a so efficacità à limità l'esposizione è l'usu.
I sistemi di solventi chì utilizanu VCN sò efficaci in u costu perchè ogni sistema hè capace di distillazione in vacuum, maximizendu a ricuperazione di solventi.Questu reduce l'acquisti di solventi è l'eliminazione di i rifiuti.Stu prucessu stessu prolonga a vita di u solvente;u ritmu di descomposizione di solventi diminuisce cum'è a temperatura di u funziunamentu diminuite.
Questi sistemi sò adattati per u post-trattamentu, cum'è passivazione cù suluzioni d'acidu o sterilizazione cù perossu di l'idrogenu o altri chimichi se necessariu.L'attività di a superficia di u prucessu VCN rende questi trattamenti veloci è costuali, è ponu esse cumminati in u stessu disignu di l'equipaggiu.
Finu a data, i machini VCN sò stati trasfurmendu tubi di 0,25 mm di diametru è tubi cù proporzioni di diamitru à spessore di u muru più grande di 1000: 1 in u campu.In i studii di u laboratoriu, VCN hè stata efficace à caccià bobine di contaminanti internu finu à 1 metru longu è 0,08 mm di diametru;in pratica, hà sappiutu pulizziari attraversu buchi fin'à 0,15 mm di diametru.
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.
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Tube & Pipe Journal hè stata lanciata in u 1990 cum'è a prima rivista dedicata à l'industria di i tubi di metallo.Oghje, ferma l'unica publicazione di l'industria in l'America di u Nordu è hè diventata a fonte d'infurmazione più affidata per i prufessiunali di tubi.
L'accessu digitale cumpletu à u FABRICATORE hè avà dispunibule, furnisce un accessu faciule à risorse preziose di l'industria.
L'accessu digitale cumpletu à The Tube & Pipe Journal hè avà dispunibule, furnisce un accessu faciule à risorse preziose di l'industria.
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L'istruttore di saldatura è l'artista Sean Flottmann hà unitu à u podcast di The Fabricator à FABTECH 2022 in Atlanta per una chat in diretta ...
Tempu di post: 13-Jan-2023