Անկախ նրանից, թե ինչպես է հումքի մետաղը վերածվում խողովակի կամ խողովակի

Անկախ նրանից, թե ինչպես է հումքի մետաղը վերածվում խողովակի կամ խողովակի, արտադրական գործընթացը մակերեսի վրա թողնում է զգալի քանակությամբ մնացորդային նյութ:Գլանագործական գործարանի վրա ձևավորումն ու եռակցումը, գծագրման սեղանի վրա գծելը կամ կույտի կամ էքստրուդատորի օգտագործումը, որին հաջորդում է կտրվածքի երկարությունը, կարող է հանգեցնել խողովակի կամ խողովակի մակերեսի քսուքով պատվելուն և կարող է խցանվել բեկորներով:Ընդհանուր աղտոտիչները, որոնք պետք է հեռացվեն ներքին և արտաքին մակերևույթներից, ներառում են նավթի և ջրի վրա հիմնված քսանյութեր՝ գծագրման և կտրման ժամանակ, մետաղի բեկորները կտրման աշխատանքներից, և գործարանի փոշին և բեկորները:
Ներքին սանտեխնիկայի և օդային խողովակների մաքրման տիպիկ մեթոդները՝ լինի դա ջրային լուծույթներով կամ լուծիչներով, նման են արտաքին մակերեսների մաքրման համար օգտագործվողներին:Դրանք ներառում են լվացում, խցանում և ուլտրաձայնային կավիտացիա:Այս բոլոր մեթոդներն արդյունավետ են և կիրառվում են տասնամյակներ շարունակ:
Իհարկե, յուրաքանչյուր գործընթաց ունի սահմանափակումներ, և մաքրման այս մեթոդները բացառություն չեն:Լվացման համար սովորաբար պահանջվում է ձեռքով կոլեկտոր և կորցնում է իր արդյունավետությունը, քանի որ ողողման հեղուկի արագությունը նվազում է, քանի որ հեղուկը մոտենում է խողովակի մակերեսին (սահմանային շերտի էֆեկտ) (տես Նկար 1):Փաթեթավորումը լավ է աշխատում, բայց շատ աշխատատար և անիրագործելի է շատ փոքր տրամագծերի համար, ինչպիսիք են բժշկական կիրառություններում օգտագործվողները (ենթամաշկային կամ լուսային խողովակներ):Ուլտրաձայնային էներգիան արդյունավետ է արտաքին մակերեսները մաքրելու համար, սակայն այն չի կարող թափանցել կոշտ մակերեսներ և դժվարությամբ է հասնում խողովակի ներսը, հատկապես, երբ արտադրանքը փաթեթավորված է:Մեկ այլ թերություն այն է, որ ուլտրաձայնային էներգիան կարող է վնասել մակերեսին:Ձայնային փուչիկները մաքրվում են կավիտացիայի միջոցով՝ ազատելով մեծ քանակությամբ էներգիա մակերեսի մոտ։
Այս պրոցեսների այլընտրանքը վակուումային ցիկլային միջուկավորումն է (VCN), որն առաջացնում է գազի պղպջակների աճ և փլուզում՝ հեղուկը տեղափոխելու համար:Հիմնականում, ի տարբերություն ուլտրաձայնային պրոցեսի, այն չի վտանգում մետաղական մակերեսները վնասելը:
VCN-ն օգտագործում է օդային փուչիկները՝ խառնելու և խողովակի ներսից հեղուկը հեռացնելու համար:Սա ընկղմման գործընթաց է, որը գործում է վակուումում և կարող է օգտագործվել ինչպես ջրի, այնպես էլ լուծիչի վրա հիմնված հեղուկների հետ:
Այն աշխատում է նույն սկզբունքով, որ փուչիկները ձևավորվում են, երբ ջուրը սկսում է եռալ կաթսայում:Առաջին փուչիկները ձևավորվում են որոշակի վայրերում, հատկապես լավ օգտագործված կաթսաներում:Այս տարածքների մանրակրկիտ ստուգումը հաճախ բացահայտում է կոշտություն կամ մակերեսային այլ թերություններ այդ հատվածներում:Հենց այս հատվածներում է, որ թավայի մակերեսն ավելի շատ շփվում է տվյալ ծավալի հեղուկի հետ։Բացի այդ, քանի որ այդ տարածքները ենթակա չեն բնական կոնվեկտիվ սառեցման, օդային փուչիկները հեշտությամբ կարող են առաջանալ:
Եռման ջերմության փոխանցման ժամանակ ջերմությունը փոխանցվում է հեղուկի, որպեսզի նրա ջերմաստիճանը հասցվի եռման կետին:Երբ հասնում է եռման կետը, ջերմաստիճանը դադարում է բարձրանալ;ավելի շատ ջերմություն ավելացնելը հանգեցնում է գոլորշու, սկզբում գոլորշու փուչիկների տեսքով:Երբ արագ տաքացվում է, մակերեսի ամբողջ հեղուկը վերածվում է գոլորշու, որը հայտնի է որպես թաղանթային եռում:
Ահա թե ինչ է տեղի ունենում, երբ ջուրը եռում եք. նախ կաթսայի մակերևույթի որոշակի կետերում օդի պղպջակներ են գոյանում, իսկ հետո, երբ ջուրը խառնվում և խառնվում է, ջուրն արագ գոլորշիանում է մակերևույթից:Մակերեւույթի մոտ այն անտեսանելի գոլորշի է.երբ գոլորշին սառչում է շրջակա օդի հետ շփվելուց, այն խտանում է ջրի գոլորշու մեջ, որը հստակ տեսանելի է, երբ ձևավորվում է կաթսայի վրա:
Բոլորը գիտեն, որ դա տեղի կունենա 212 աստիճան Ֆարենհայթի (100 աստիճան Ցելսիուս) պայմաններում, բայց դա դեռ ամենը չէ:Դա տեղի է ունենում այս ջերմաստիճանի և ստանդարտ մթնոլորտային ճնշման դեպքում, որը կազմում է 14,7 ֆունտ մեկ քառակուսի դյույմ (PSI [1 բար]):Այլ կերպ ասած, մի օր, երբ օդի ճնշումը ծովի մակարդակում 14,7 psi է, ջրի եռման կետը ծովի մակարդակում 212 աստիճան Ֆարենհեյթ է;Նույն օրը այս տարածաշրջանի 5000 ֆուտ բարձրության վրա գտնվող լեռներում մթնոլորտային ճնշումը կազմում է 12,2 ֆունտ մեկ քառակուսի դյույմ, որտեղ ջուրը կունենա 203 աստիճան Ֆարենհեյթի եռման կետ:
Հեղուկի ջերմաստիճանը մինչև իր եռման կետը բարձրացնելու փոխարեն, VCN գործընթացը իջեցնում է ճնշումը խցիկում մինչև հեղուկի եռման կետը շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում:Եռման ջերմության փոխանցման նման, երբ ճնշումը հասնում է եռման կետին, ջերմաստիճանը և ճնշումը մնում են անփոփոխ:Այս ճնշումը կոչվում է գոլորշու ճնշում:Երբ խողովակի կամ խողովակի ներքին մակերեսը լցվում է գոլորշով, արտաքին մակերեսը լրացնում է գոլորշին, որն անհրաժեշտ է խցիկում գոլորշիների ճնշումը պահպանելու համար:
Թեև եռացող ջերմության փոխանցումը վկայում է VCN-ի սկզբունքի մասին, VCN գործընթացը հակադարձ է աշխատում եռման հետ:
Ընտրովի մաքրման գործընթաց.Պղպջակների ստեղծումը ընտրովի գործընթաց է, որն ուղղված է որոշակի տարածքների մաքրմանը:Ամբողջ օդի հեռացումը նվազեցնում է մթնոլորտային ճնշումը մինչև 0 psi, որը գոլորշիների ճնշում է, ինչը հանգեցնում է գոլորշու ձևավորմանը մակերեսի վրա:Աճող օդային փուչիկները հեղուկը տեղահանում են խողովակի կամ վարդակի մակերեսից:Երբ վակուումը ազատվում է, խցիկը վերադառնում է մթնոլորտային ճնշման և մաքրվում է, թարմ հեղուկը լցնում է խողովակը հաջորդ վակուումային ցիկլի համար:Վակուումի/ճնշման ցիկլերը սովորաբար սահմանվում են 1-ից 3 վայրկյան և կարող են սահմանվել ցանկացած թվով ցիկլերի՝ կախված աշխատանքային մասի չափից և աղտոտվածությունից:
Այս գործընթացի առավելությունն այն է, որ այն մաքրում է խողովակի մակերեսը՝ սկսած աղտոտված տարածքից։Երբ գոլորշին աճում է, հեղուկը մղվում է դեպի խողովակի մակերեսը և արագանում՝ ստեղծելով խողովակի պատերին ուժեղ ալիք:Ամենամեծ հուզմունքը տեղի է ունենում պատերի մոտ, որտեղ գոլորշի է աճում:Ըստ էության, այս գործընթացը քայքայում է սահմանային շերտը՝ հեղուկը մոտ պահելով բարձր քիմիական պոտենցիալ մակերեսին:Նկ.2-ը ցույց է տալիս գործընթացի երկու փուլ՝ օգտագործելով 0.1% ջրային մակերեսային ակտիվ լուծույթ:
Որպեսզի գոլորշու ձևավորվի, պղպջակներ պետք է ձևավորվեն ամուր մակերեսի վրա:Սա նշանակում է, որ մաքրման գործընթացը մակերեսից անցնում է հեղուկ:Հավասարապես կարևոր է, որ պղպջակների միջուկացումը սկսվում է մանր փուչիկներից, որոնք միանում են մակերեսին և ի վերջո ձևավորում են կայուն փուչիկներ:Հետևաբար, միջուկավորումը նպաստում է հեղուկի ծավալի համեմատ բարձր մակերեսով տարածքներին, ինչպիսիք են խողովակները և խողովակների ներքին տրամագծերը:
Խողովակի գոգավոր կորության պատճառով խողովակի ներսում գոլորշու առաջացման հավանականությունը մեծ է:Քանի որ օդային փուչիկները հեշտությամբ ձևավորվում են ներքին տրամագծով, այնտեղ գոլորշի է ձևավորվում առաջինը և բավական արագ, որպեսզի սովորաբար տեղահանի հեղուկի 70%-ից 80%-ը:Վակուումային փուլի գագաթնակետին մակերեսի հեղուկը գրեթե 100% գոլորշի է, որը նմանակում է թաղանթի եռացմանը եռացող ջերմության փոխանցման մեջ:
Միջուկավորման գործընթացը կիրառելի է գրեթե ցանկացած երկարության կամ կոնֆիգուրացիայի ուղիղ, կոր կամ ոլորված արտադրանքների համար:
Գտեք թաքնված խնայողությունները:VCN-ներ օգտագործող ջրային համակարգերը կարող են զգալիորեն նվազեցնել ծախսերը:Քանի որ պրոցեսը պահպանում է քիմիական նյութերի բարձր կոնցենտրացիաներ՝ խողովակի մակերևույթի մոտ ավելի ուժեղ խառնվելու պատճառով (տես Նկար 1), քիմիական նյութերի բարձր կոնցենտրացիաներ չեն պահանջվում քիմիական դիֆուզիան հեշտացնելու համար:Ավելի արագ մշակումը և մաքրումը նաև հանգեցնում է տվյալ մեքենայի ավելի բարձր արտադրողականության՝ այդպիսով բարձրացնելով սարքավորումների արժեքը:
Վերջապես, ինչպես ջրի վրա հիմնված, այնպես էլ լուծիչի վրա հիմնված VCN գործընթացները կարող են բարձրացնել արտադրողականությունը վակուումային չորացման միջոցով:Սա չի պահանջում որևէ լրացուցիչ սարքավորում, դա ընդամենը գործընթացի մի մասն է:
Փակ խցիկի դիզայնի և ջերմային ճկունության շնորհիվ VCN համակարգը կարող է կազմաձևվել տարբեր ձևերով:
Վակուումային ցիկլի միջուկացման գործընթացն օգտագործվում է տարբեր չափերի և կիրառությունների խողովակային բաղադրիչները մաքրելու համար, ինչպիսիք են փոքր տրամագծով բժշկական սարքերը (ձախից) և մեծ տրամագծով ռադիոալիքային ալիքները (աջ):
Լուծիչների վրա հիմնված համակարգերի համար, բացի VCN-ից, կարող են օգտագործվել մաքրման այլ մեթոդներ, ինչպիսիք են գոլորշու և ցողացիրը:Որոշ եզակի ծրագրերում կարող է ավելացվել ուլտրաձայնային համակարգ՝ VCN-ի բարելավման համար:Լուծիչներ օգտագործելիս VCN գործընթացը ապահովվում է վակուումից վակուում (կամ առանց օդի) գործընթացով, որն առաջին անգամ արտոնագրվել է 1991 թվականին: Գործընթացը սահմանափակում է արտանետումները և լուծիչների օգտագործումը մինչև 97% կամ ավելի:Գործընթացը ճանաչվել է Շրջակա միջավայրի պաշտպանության գործակալության և Հարավային ափի օդի որակի կառավարման Կալիֆորնիայի շրջանի կողմից ազդեցության և օգտագործման սահմանափակման արդյունավետության համար:
VCN-ներ օգտագործող լուծիչ համակարգերը ծախսարդյունավետ են, քանի որ յուրաքանչյուր համակարգ ունակ է վակուումային թորման՝ առավելագույնի հասցնելով լուծիչների վերականգնումը:Սա նվազեցնում է վճարունակ գնումները և թափոնների հեռացումը:Այս գործընթացը ինքնին երկարացնում է լուծիչի կյանքը.լուծիչի տարրալուծման արագությունը նվազում է, քանի որ աշխատանքային ջերմաստիճանը նվազում է:
Այս համակարգերը հարմար են հետմշակման համար, ինչպիսիք են թթվային լուծույթներով պասիվացումը կամ անհրաժեշտության դեպքում ջրածնի պերօքսիդով կամ այլ քիմիական նյութերով մանրէազերծումը:VCN գործընթացի մակերևութային ակտիվությունը դարձնում է այս բուժումը արագ և ծախսարդյունավետ, և դրանք կարող են համակցվել նույն սարքավորման ձևավորման մեջ:
Մինչ օրս VCN մեքենաները դաշտում մշակում են 0,25 մմ տրամագծով փոքր խողովակներ և 1000:1-ից մեծ տրամագծով պատի հարաբերակցությամբ խողովակներ:Լաբորատոր հետազոտություններում VCN-ն արդյունավետ է եղել մինչև 1 մետր երկարությամբ և 0,08 մմ տրամագծով ներքին աղտոտիչների կծիկները հեռացնելու համար;գործնականում այն ​​կարողացավ մաքրել մինչև 0,15 մմ տրամագծով անցքերով:
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-ը թողարկվել է 1990 թվականին՝ որպես մետաղական խողովակների արդյունաբերությանը նվիրված առաջին ամսագիրը:Այսօր այն մնում է արդյունաբերության միակ հրատարակությունը Հյուսիսային Ամերիկայում և դարձել է խողովակների մասնագետների համար տեղեկատվության ամենավստահելի աղբյուրը:
The FABRICATOR-ի ամբողջական թվային հասանելիությունն այժմ հասանելի է, ինչը հեշտ մուտք է ապահովում արդյունաբերության արժեքավոր ռեսուրսներին:
The Tube & Pipe Journal-ի ամբողջական թվային մուտքն այժմ հասանելի է, ինչը հեշտ մուտք է ապահովում արդյունաբերության արժեքավոր ռեսուրսներին:
Վայելեք ամբողջական թվային մուտք դեպի STAMPING Journal՝ մետաղական դրոշմման շուկայի ամսագիր՝ տեխնոլոգիական վերջին առաջընթացներով, լավագույն փորձով և ոլորտի նորություններով:
Այժմ հասանելի է The Fabricator en Español թվային հրատարակության ամբողջական հասանելիությունը՝ ապահովելով հեշտ մուտք դեպի արժեքավոր արդյունաբերության ռեսուրսներ:
Եռակցման հրահանգիչ և նկարիչ Շոն Ֆլոտմանը միացավ The Fabricator փոդքաստին Ատլանտայում FABTECH 2022-ին ուղիղ զրույցի համար…