Ультразвуковая очистка деталей: Ультразвуковая очистка деталей — 20 популярных вопросов

Содержание

Ультразвуковая очистка деталей — 20 популярных вопросов

20 наиболее популярных вопросов об ультразвуковой очистке и ответы на них.

Очистка ультразвуком: вопросы и ответы

1. Что такое ультразвуковая очистка?

Ультразвуковая чистка является быстрым и эффективным экологически безопасным способом очистки, который использует ультразвуковую энергию, которая проходит сквозь соответствующий моющий раствор. Это обеспечивает высокоскоростное тщательное удаление нежелательных загрязнений с очищаемых элементов, расположенных внутри контейнера для жидкости, подвергающегося проникновению ультразвуковых волн. Этот метод очистки является одним из самых современных и эффективных способов удаления грязи с различных объектов, особенно в кратчайшие сроки и без возможного повреждения элементов. Способ ультразвуковой очистки основан на кавитации.

2. Что такое кавитация?

Кавитация – процесс быстрого формирования и рассеивания микро пузырьков в жидкости. Явление кавитации происходит, когда ультразвуковые волны проходят через жидкость. Ультразвук (звук высокой частоты, как правило, от 20 до 400 кГц) порождает чередующиеся волны высокого и низкого давления, которые производят крошечные полости (пузырьки). Они начинают расти от микроскопических размеров в фазе низкого давления, пока они не сжимаются, а затем лопаются на этапе высокого давления. Молекулы жидкости сталкиваются, высвобождая огромное количество энергии. Энергия мгновенно увеличивает локальную температуру и формирует поток высокой энергии, направленный на поверхность очищаемого объекта. Эти пузырьки имеют огромную энергию, которая, направлена на очистку — ее выброс отделяет загрязнения от очищаемой поверхности.

3. Как получить ультразвук?

Ультразвуковая энергия звуковых волн высокой частоты преобразуется из высокочастотной электрической энергии с помощью преобразователя. Очистительная мощность устройства зависит от типа и мощности используемого преобразователя.

4. Как сконструирована ультразвуковая ванна?

Модуль ультразвуковой ванны включает в себя ультразвуковой генератор и специальные преобразователи, установленные на нижней части резервуара из нержавеющей стали. Резервуар должен быть заполнен жидкостью для образования среды очистки. Генератор вместе с преобразователем формируют переменные волны сжатия и расширения в жидкости на очень высоких частотах, как правило, от 25 до 130 кГц.

Ультразвуковая очистка. Теория и практика

Что такое ультразвук?

Ультразвук (УЗ) — упругие колебания и волны, частота которых выше 15…20 кГц. Нижняя граница области ультразвуковых частот, отделяющая ее от области слышимого звука, определяется субъективными свойствами человеческого слуха и является условной. Верхняя граница обусловлена физической природой упругих волн, которые могут распространяться лишь в материальной среде, то есть при условии, что длина волны значительно больше длины свободного пробега молекул в газах или межатомных расстояний в жидкостях и твердых телах. Поэтому в газах верхнюю границу частот УЗ определяют из условия приблизительного равенства длины звуковой волны и длины свободного пробега молекул. При нормальном давлении она составляет 10

9 Гц. В жидкостях и твердых телах определяющим является равенство длины волны межатомным расстояниям, и граничная частота достигает 10¹²—10¹³ Гц. В зависимости от длины волны и частоты УЗ обладает специфическими особенностями излучения, приема, распространения и применения, поэтому область ультразвуковых частот удобно подразделить на три подобласти:

низкие — 1,5–10…10⁵ Гц;
средние — 10⁵…10⁷ Гц;
высокие — 10⁷…10⁹ Гц.

Упругие волны с частотами 1·10⁸…1·10¹³ Гц принято называть гиперзвуком.

Теория звуковых волн

Ультразвук как упругие волны

Ультразвуковые волны по своей природе не отличаются от упругих волн слышимого диапазона, а также от инфразвуковых волн.

Распространение ультразвука подчиняется основным законам, общим для акустических волн любого диапазона частот, обычно называемых звуковыми волнами. К основным законам их распространения относятся законы отражения и преломления звука на границах различных сред, дифракция и рассеяние звука при наличии препятствий и неоднородностей в среде и неровностей на границах, законы волноводного распространения в ограниченных участках среды.

Специфические особенности ультразвука

Хотя физическая природа УЗ и управляющие его распространением основные законы те же, что и для звуковых волн любого диапазона частот, он обладает рядом специфических особенностей, определяющих его значимость в науке и технике. Они обусловлены его относительно высокими частотами и, соответственно, малой длиной волны.

Так, для высоких ультразвуковых частот длины волн составляют:

в воздухе — 3,4⋅10^-3…3,4⋅10^-5 см;
в воде — 1,5⋅10^-2…1,5⋅10^-4 см;
в стали — 1⋅10^-2 … 1⋅10^-4 см.

Такая разница значений ультразвуковых волн (УЗВ) обусловлена различными скоростями их распространения в различных средах. Для низкочастотной области УЗ длины волн не превышают в большинстве случаев нескольких сантиметров и лишь вблизи нижней границы диапазона достигают в твердых телах нескольких десятков сантиметров.

УЗВ затухают значительно быстрее, чем волны низкочастотного диапазона, так как коэффициент поглощения звука (на единицу расстояния) пропорционален квадрату частоты.

Еще одна весьма важная особенность УЗ — возможность получения высоких значений интенсивности при относительно небольших амплитудах колебательного смещения, так как при данной амплитуде интенсивность прямо пропорциональна квадрату частоты. Амплитуда колебательного смещения на практике ограничена прочностью акустических излучателей.

Важнейшим нелинейным эффектом в ультразвуковом поле является кавитация — возникновение в жидкости массы пульсирующих пузырьков, заполненных паром, газом или их смесью. Сложное движение пузырьков, их захлопывание, слияние друг с другом и т. д. порождают в жидкости импульсы сжатия (микроударные волны) и микропотоки, вызывают локальное нагревание среды, ионизацию. Эти эффекты оказывают влияние на вещество: происходит разрушение на ходящихся в жидкости твердых тел (кавитационная эрозия), инициируются или ускоряются различные физические и химические процессы (рис. 1).

Рис. 1

Изменяя условия протекания кавитации, можно усиливать или ослаблять различные кавитационные эффекты. Например, с ростом частоты УЗ увеличивается роль микропотоков и уменьшается кавитационная эрозия, с увеличением гидростатического давления в жидкости возрастает роль микроударных воздействий. Увеличение частоты обычно приводит к повышению порогового значения интенсивности, соответствующего началу кавитации, которое зависит от рода жидкости, ее газосодержания, температуры и пр. Для воды в низкочастотном ультразвуковом диапазоне при атмосферном давлении оно обычно составляет 0,3—1 Вт/см

Источники ультразвука

В природе УЗ встречается в составе многих естественных шумов (в шуме ветра, водопада, дождя, в шуме гальки, перекатываемой морским прибоем, в звуках, сопровождающих грозовые разряды, и т. д.), а также в мире животных, использующих его для эхолокации и общения.

Технические излучатели ультразвука, используемые при изучении УЗВ и их технических применениях, можно подразделить на две группы. К первой относятся излучатели-генераторы (свистки). Колебания в них возбуждаются из-за наличия препятствий на пути постоянного потока — струи газа или жидкости. Вторая группа излучателей — электроакустические преобразователи: они преобразуют уже заданные электрические колебания в механические колебания какого-либо твердого тела, которое и излучает в окружающую среду акустические волны.

Применение ультразвука

Многообразные применения УЗ, при которых используются различные его особенности, можно условно разбить на три направления. Первое связано с получением информации посредством УЗВ, второе — с активным воздействием на вещество и третье — с обработкой и передачей сигналов (направления перечислены в порядке их исторического становления).

Принципы ультразвуковой очистки

Основную роль при воздействии УЗ на вещества и процессы в жидкостях играет кавитация. На кавитации основан получивший наибольшее распространение ультразвуковой технологический процесс — очистка поверхностей твердых тел. В зависимости от характера загрязнений большее или меньшее значение могут иметь различные проявления кавитации, такие как микроударные воздействия, микропотоки, нагревание. Подбирая параметры звукового поля, физико-химические свойства моющей жидкости, ее газосодержание, внешние факторы (давление, температуру), можно в широких пределах управлять процессом очистки, оптимизируя его применительно к типу загрязнений и виду очищаемых деталей. Разновидностью очистки является травление в ультразвуковом поле, где действие УЗ совмещается с действием сильных химических реагентов. Ультразвуковая металлизация и пайка основываются фактически на ультразвукововой очистке (в т. ч. от окисной пленки) соединяемых или металлизируемых поверхностей. Очистка при пайке (рис. 2) обусловлена кавитацией в расплавленном металле. Степень очистки при этом так высока, что образуются соединения неспаиваемых в обычных условиях материалов, например, алюминия с другими металлами, различных металлов со стеклом, керамикой, пластмассами.

Рис. 2

В процессах очистки и металлизации существенное значение имеет также звукокапиллярный эффект, обеспечивающий проникновение моющего раствора или расплава в мельчайшие трещины и поры.

Механизмы очистки и отмывки

Очистка в большинстве случаев требует, чтобы загрязнения были растворены (в случае растворения солей), счищены (в случае нерастворимых солей) или и растворены, и счищены (как в случае нерастворимых частиц, закрепленных в слое жировых пленок). Механические эффекты ультразвуковой энергии могут быть полезны как для ускорения растворения, так и для отделения частиц от очищаемой поверхности. Ультразвук также можно эффективно использовать в процессе ополаскивания. Остаточные химикалии моющих сред могут быть быстро удалены ультразвуковым ополаскиванием.

При удалении загрязнений растворением, растворителю необходимо войти в контакт с загрязняющей пленкой и разрушить ее (рис. 3, а). По мере того как растворитель растворяет загрязнение, на границе растворитель–загрязнение возникает насыщенный раствор загрязнения в растворителе, и растворение останавливается, поскольку нет доставки свежего раствора к поверхности загрязнения (рис. 3, б).

Рис. 3

Воздействие ультразвука разрушает слой насыщенного растворителя и обеспечивает доставку свежего раствора к поверхности загрязнения (рис. 3, в). Это особенно эффективно, в тех случаях, когда очистке подвергаются “неправильные” поверхности с лабиринтом пазух и рельефа поверхностей, к каким относятся печатные платы и электронные модули.

Некоторые загрязнения представляют собой слой нерастворимых частиц, прочно сцепленный с поверхностью силами ионной связи и адгезии. Эти частицы достаточно только отделить от поверхности, чтобы разорвать силы притяжения и перевести их в объем моющей среды для последующего удаления. Кавитация и акустические течения срывают с поверхности загрязнения типа пыли, смывают и удаляют их (рис. 4).

Рис. 4

Загрязнения, как правило, многокомпонентны и могут в комплексе содержать растворимые и нерастворимые компоненты. Эффект УЗ в том и состоит, что он эмульгирует любые компоненты, то есть переводит их в моющую среду и вместе с ней удаляет их с поверхности изделий.

Чтобы ввести ультразвуковую энергию в систему очистки необходим УЗ-генератор, преобразователь электрической энергии генератора в УЗ-излучение и измеритель акустической мощности.

Электрический ультразвуковой генератор конвертирует электрическую энергию сети в электрическую энергию на ультразвуковой частоте. Это выполняется известными способами и не имеет какой-либо специфики. Однако, предпочтительнее использовать цифровую технику генерации, когда на выходе получаются прямоугольные импульсы чередующейся полярности (рис. 5). КПД таких генераторов близок к 100%, что позволяет решить проблему энергоемкости процесса. Использование сигнала прямоугольной формы приводит к акустическому излучению, богатому гармониками. Преимущества многочастотной системы очистки состоят в том, что в объеме моющей среды не образуется “мертвых” зон в узлах интерференции. Поэтому многочастотное УЗ-облучение позволяет располагать объект очистки практически в любой зоне УЗ-ванны.

Рис. 5

Другим приемом избавления от “мертвых” зон является использование генератора с качающейся частотой (рис. 6). В этом случае узлы и пучности интерференционного поля перемещаются на различные точки очищающей системы, не оставляя без облучения какие-либо участки для очистки. Но КПД таких генераторов относительно низкий.

Рис. 6

Имеются два общих типа ультразвуковых преобразователей: магнитострикционный и пьезоэлектрический. Они оба выполняют одинаковую задачу преобразования электрической энергии в механическую.

В магнитострикционных преобразователях (рис. 7) используют эффект магнитострикции, при котором некоторые материалы изменяют линейные размеры в переменном магнитном поле.

Рис. 7

Электрическая энергия от ультразвукового генератора сначала преобразуется обмоткой магнитостриктора в переменное магнитное поле. Переменное магнитное поле, в свою очередь, порождает механические колебания ультразвуковой частоты за счет деформации магнитопровода в такт с частотой магнитного поля. Поскольку магнитострикционные материалы ведут себя подобно электромагнитам, частота их деформационных колебаний в два раза выше частоты магнитного, а, значит, и электрического поля.

Электромагнитным преобразователям свойственен рост потерь энергии на вихревые токи и перемагничивание с ростом частоты. Поэтому мощные магнитострикционные преобразователи редко используют на частотах выше 20 кГц. Пьезопреобразователи, напротив, могут хорошо излучать в мегагерцовом диапазоне. Магнитострикционные преобразователи вообще менее эффективны, чем их пьезоэлектрические аналоги. Это обусловлено, прежде всего, тем, что магнитострикционный преобразователь требует двойного энергетического преобразования: из электрического в магнитное и затем из магнитного в механическое. Потери энергии происходят на каждом преобразовании. Это уменьшает КПД магнитострикторов.

Пьезопреобразователи (рис. 8) конвертируют электрическую энергию прямо в механическую засчет использования пьезоэлектрического эффекта, при котором некоторые материалы (пьезоэлектрики) изменяют линейные размеры при приложении электрического поля. Раньше для пьезоизлучателей использовали такие пьезоэлектрические материалы как природные кристаллы кварца и синтезируемый титанат бария, которые были хрупкими и нестабильными, а потому и ненадежными. В современных преобразователях используют более прочные и высокостабильные керамические пьезоэлектрические материалы. Подавляющее большинство систем УЗ-очистки используют сегодня пьезоэлектрический эффект.

Рис. 8

Оборудование ультразвуковой очистки

Диапазон используемого оборудования ультразвуковой очистки очень широк: от малых настольных модулей в стоматологии, ювелирных магазинах, электронной индустрии до огромных систем с объемами в несколько тысяч литров в ряде промышленных применений.

Правильный выбор необходимого оборудования имеет первостепенное значение в успехе применения ультразвуковой очистки. Самое простое применение УЗ-очистки может требовать всего лишь нагретой моющей жидкости. Более сложные системы очистки требуют большого количества ванн, последние из которых должны быть наполнены дистиллированной или деионизированной водой. Самые большие системы используют погружаемые ультразвуковые преобразователи, комбинация которых может облучить ванны почти любого размера. Они обеспечивают максимальную гибкость и легкость в использовании и обслуживания. Ультразвуковые ванны с подогревом моющего раствора наиболее часто применяются в лабораториях, медицине, ювелирном деле.

Линии УЗ-очистки (рис. 9), используемые в крупном производстве, объединяют в одном корпусе электрические УЗ-генераторы, УЗ-преобразователи, транспортную систему перемещения объектов очистки по ваннам и систему управления.

Рис. 9

УЗ-ванны могут быть включены в линию химико-гальванической металлизации с использованием модульных погружаемых ультразвуковых преобразователей.

Системы УЗ-очистки

При выборе системы очистки особенно важно обращать внимание на те характеристики, которые позволяют наиболее эффективно использовать ее. В первую очередь важно определить факторы интенсивности ультразвуковой кавитации в моющей жидкости. Температура жидкости – наиболее важный фактор, обеспечивающий интенсивность кавитации. Изменения температуры приводят к изменениям вязкости, растворимости газа в жидкости, скорости диффузии растворенных газов в жидкости и давлении пара. Все они влияют на интенсивность кавитации (рис. 10, 11).

Рис. 10

Вязкие жидкости инерционны и не могут реагировать достаточно быстро, чтобы формировать кавитационные пузырьки и сильные акустические течения. Для наиболее эффективной кавитации очищающая жидкость должна содержать как можно меньше растворенного газа. Газ, растворенный в жидкости, выходит во время пузырьковой фазы роста кавитации и ослабляет ее взрывной эффект, который необходим для ожидаемого эффекта ультразвукового воздействия. Количество растворенного газа в жидкости уменьшается с увеличением температуры. Скорость диффузии растворенных газов в жидкости также увеличивается при более высоких температурах. Поэтому предпочтение отдают очистке в подогретых моющих растворах. Парообразная кавитация, в которой кавитационные пузырьки заполнены паром жидкости, является наиболее эффективной.

Рис. 11

Интенсивность кавитации прямо связана с мощностью ультразвукового облучения. Обычно ее устанавливают выше кавитационного порога. Интенсивность кавитации обратно пропорциональна ультразвуковой частоте: с увеличением ультразвуковой частоты уменьшаются размеры кавитационных пузырьков и их результирующее воздействие на очищаемую поверхность. Компенсировать уменьшение интенсивности ультразвукового воздействия с увеличением частоты можно только увеличением мощности облучения.

Обеспечение максимального эффекта очистки

Удачный выбор моющих сред – залог успеха в процессе ультразвуковой очистки. В первую очередь выбранный состав должен быть совместим с материалами очищаемых поверхностей. Наиболее подходят для этого водные растворы технических моющих средств. Как правило, это обычные поверхностно активные вещества
(ПАВ).

Дегазация моющих растворов чрезвычайно важна в достижении удовлетворительных результатов очистки. Свежие растворы или растворы, которые накануне были охлаждены, должны быть дегазированы перед процессом очистки. Дегазация выполняется нагревом жидкости и предварительным облучением ванны ультразвуком. Время, заданное для дегазации жидкости, составляет от нескольких минут для ванн малого размера до часа или больше для большого резервуара. Ненагретый резервуар может дегазироваться несколько часов. Признаком закончившейся дегазации являются отсутствие видимых пузырьков газа, перемещающихся к поверхности жидкости, и отсутствие видимой пульсаций пузырьков.

Мощность ультразвукового облучения должна сопоставляться с объемом ванны (рис. 12). Очистка массивных объектов или имеющих большое отношение поверхности к массе, может требовать дополнительной ультразвуковой мощности. Чрезмерная мощность может вызывать кавитационную эрозию или “сжигающий” эффект на мягких поверхностях. Если очищаются объекты с разнородными поверхностями, мощность облучения рекомендуется установить по менее прочному компоненту.

Рис. 12

Важно правильно размещать очищаемые объекты в ванне. Погружаемые устройства не должны экранировать объекты от воздействия ультразвука. Твердые материалы обычно обладают хорошей звукопроводностью и не экранируют объект очистки. Вместе с тем, объекты очистки нужно постоянно ориентировать или вращать их во время очистки так, чтобы полностью очистить внутренние пазухи и глухие отверстия.

Должным образом используемая ультразвуковая технология обеспечивает большую скорость и высокое качество очистки поверхностей. Отказ от использования растворителей за счет применения водных сред удешевляет процесс и наиболее эффективно решает экологические проблемы. Ультразвук — это не технология будущего, это технология сегодняшнего дня.

Аркадий Медведев,
[email protected]
[email protected]

Ультразвуковое очистка деталей и обезжиривание

Уникальный опыт разработки и внедрения

технологии очистки деталей на крупнейших предприятиях

Ультразвуковая очистка представляет собой очистку поверхности твердых тел практически любой сложности и материала изготовления посредством возбуждения в моющем растворе колебаний ультразвуковой частоты. Для осуществления данного процесса применяется специализированная ванна. Такая очистка имеет множество преимуществ по сравнению с прочими способами очистки.
Самым главным плюсом является то, что ультразвуковая очистка не требует применения ручного труда. Ультразвуковая ванна рассчитана на то, чтобы детали подвергались очищению посредством кавитационных пузырьков, которые проникают под пленку загрязнений, тем самым разрушая ее и отслаивая загрязнения от поверхности очищаемой детали или предмета.

Кроме этого, в таких ваннах осуществима очистка труднодоступных участков изделий без применения органических растворителей, что невозможно при других способах очистки.

Какие еще есть преимущества очистки деталей в ультразвуке?

Кроме указанных преимуществ, ультразвуковая очистка обладает и таким, как экологичность и безопасность осуществляемого процесса. Ванны не производят никаких вредных или неблагоприятных воздействий ни на окружающую среду, ни на здоровье человека; такая очистка не является токсичным или вредным процессом.

Наряду с этим, специфика ультразвуковой очистки позволяет максимально сократить время очищения деталей или любых приспособлений. Это обуславливается возможностью регулировать интенсивность воздействия ультразвуковых волн, приводящих в движение мельчайшие пузырьки. Так, для слабых загрязнений можно использовать воздействие ультразвукового излучения такой силы, при которой приводятся в действие незахлопывающиеся кавитационнаые пузырьки, воздействующие на загрязнения пульсирующими движениями. А вот для более стойких загрязнений требуется более высокая интенсивность ультразвукового поля, в котором присутствуют захлопывающиеся кавитационные пузырьки, создающие микроударное воздействие на загрязнения. Кроме этого, такие ванны используются для обезжиривания разного рода деталей и предметов.

Известно, что обезжирить мелкие детали должным образом, применяя при этом другие методы очистки довольно сложно, а также очень долго. А применив для обезжиривания ультразвуковую ванну, можно добиться отличного результата с минимизацией потраченного времени и сил.

Какие детали можно очистить ультразвуком?

Такой способ промывки позволяет очистить детали и предметы любых размеров с любыми загрязнениями. Сюда входят такие загрязнения, как твердые или жидкие пленки, масла и жиры, предохраняющие и защитные покрытия, ржавчина и другие коррозийные покрытия, загрязнения биологического, органического и неорганического происхождения, механические загрязнения (стружка, пыль, частички абразивных средств и прочие), а также многие другие.

Ультразвуковая ванна позволяет очищать и обезжиривать детали машиностроения, детали двигателей, газовых турбин и прочие детали разнообразного назначения. Кроме этого, при помощи такого способа очистки можно очищать такие мельчайшие детали, как элементы авторучек, ювелирные изделия, кристаллы кремния и прочие. Также ультразвуковая очистка позволяет справиться с достаточно сложными загрязнениями, практически неподвластными другим способам очистки – это засохшие головки принтеров, детали точных приборов, плат, шестеренок и подшипников и прочих.

Одним словом, ультразвуковая очистка – это, безусловно, универсальный способ очистки любых деталей любой степени и вида загрязнения. Это выдвигает ее на передний план по сравнению с другими методами очистки деталей. Ведь она позволяет добиться отличного результата в максимально сжатые сроки и без применения ручного труда, а это является огромным преимуществом перед другими способами чистки.

Очистка поверхности деталей с использованием ультразвуковых установок

В связи с повышением требований к внешнему виду изделий на металлообрабатывающих предприятиях увеличивается доля продукции с нанесенными защитными покрытиями, требующими тщательной подготовки поверхности.

Подготовка поверхности включает в себя очистку, т.е. удаление с поверхности изделия жировых загрязнений или обезжиривание.

Наиболее эффективное обезжиривание поверхности от загрязнений достигается при использовании комбинированных способов с применением технических моющих средств, которые обеспечивают пожарную и экологическую безопасность процессов обезжиривания.

Очистка вообще – это совокупность ряда сложных физических и химических процессов. Чаще всего очистка поверхности проводится в моющих средах. Моющие среды должны обладать высокой химической активностью, эффективно разрыхлять, разрушать или растворять пленки загрязнений, которые представляют собой нежелательное вещество на поверхности очищаемого объекта. В то же время жидкость должна обладать антикоррозионными свойствами, так как подготовленные к нанесению покрытий изделия хранятся в течение некоторого времени в условиях, далеких от идеальных.

Технические моющие средства являются многокомпонентными смесями химических веществ, каждое из которых выполняет определенные функции в сложном процессе обезжиривания поверхностей деталей. Их преимуществом является дешевизна рабочих моющих растворов, высокая моющеобезжиривающая способность.

Большая часть из них биологически нейтрализуется. Одновременно с обезжириванием моющие растворы способны пассивировать, т.е. обрабатывать металлические поверхности растворами окислителей (пассиваторов) для образования на их поверхности тончайших оксидных пленок, защищающих металл от коррозии, обеспечивая тем самым как межоперационное хранение подготовленных под покраску деталей, так и предотвращение возникновения коррозионных очагов под покрытиями, в случае нарушения их целостности, и увеличивая срок их службы. Сила сцепления жиров с поверхностью металла довольна большая, поэтому в щелочные обезжиривающие растворы добавляют специальные смачивающие поверхностно-активные добавки, которые понижают поверхностное натяжение на границе двух фаз.

Для повышения качества промывки необходимо движение моющего раствора относительно поверхности деталей, что во много раз ускоряет моющее действие.

Поэтому перемешивание раствора, струйная его подача на детали, ультразвуковое колебание раствора следует применять как для ускорения процесса, так и для улучшения очистки.

Ультразвуковая очистка представляет собой очистку поверхности твердых тел любого материала изготовления от загрязнений практически любой сложности посредством возбуждения в моющем растворе колебаний ультразвуковой частоты. Успешное проведение процесса ультразвуковой очистки возможно лишь при использовании основных эффектов, возникающих в ультразвуковых полях: звукового давления, кавитации, акустического течения, звукокапиллярного эффекта. Из выше перечисленных наибольшее влияние на процесс ультразвуковой очистки оказывает ультразвуковая кавитация. Микроударное воздействие захлопывающихся пузырьков способствует разрушению окалины и загрязнений, обладающих высокой адгезией к поверхности, а пульсирующие пузырьки проникают под пленку загрязнений (окалины), отслаивая ее и ускоряя процесс очистки.

К основным параметрам ультразвуковой очистки относятся выбор растворов и температурный режим обработки. Для водных растворов технических моющих средств (ТМС) оптимальной является температура 40-70°C. При более низкой температуре снижается химическая активность раствора, а при более высокой — повышается упругость пара внутри кавитационной полости, что приводит к снижению интенсивности кавитационного воздействия.

Ультразвуковая очистка — сложный физико-химический процесс, включающий развитие кавитации и акустических потоков в очищаемой жидкости, действие которых приводит к разрушению загрязнений и способствует эмульгированию жировых примесей. Если загрязненную деталь поместить в жидкость и воздействовать ультразвуком, то под действием ударной волны, возникающей при захлопывании кавитационных пузырьков, поверхность детали очистится от грязи. Кроме того, в жидкости возникает много пузырьков, не связанных с кавитационными явлениями. Эти пузырьки проникают в поры, щели и зазоры между загрязнениями и поверхностью детали. Под действием ультразвуковых колебаний пузырьки интенсивно колеблются, также вызывая разрушение верхнего загрязняющего слоя. Решающее значение имеют ультразвуковая кавитация и акустические потоки.

Условно определено пять разновидностей разрушений загрязнений с помощью ультразвука: отслоение, эмульгирование, эрозия, гидроабразивное разрушение и растворение. Разрушение, отделение и растворение пленки загрязнений при ультразвуковой очистке происходят в результате совместного действия химически активной среды и факторов, возникающих в жидкости под влиянием приложенного акустического поля. Одни факторы действуют на процесс очистки непосредственно, другие — через специфические ультразвуковые эффекты (см. рис.1).

Из практики известно, что наиболее эффективными для очистки поверхностей являются ультразвуковые колебания частотой 18-25 кГц.

Этот диапазон частот обеспечивает нужную кавитацию при наибольшей удельной мощности, экономичен и находится за пределами слышимости человеческого уха.

ООО «Александра-Плюс» является разработчиком и изготовителем ультразвуковых излучателей на основе пьезокерамических преобразователей с собственной резонансной частотой 22±1 кГц. Форма излучателя и его размеры полностью согласуются с теоретическим расчетом. Потребляемая мощность одного излучателя не более 100 Вт, что вместе с высоким коэффициентом полезного действия (90-95%) ультразвукового генератора, собранного на электронных микросхемах, позволяют достичь удельной акустической мощности 2,0÷2,5 Вт/см2. Такой мощности достаточно для наступления в растворе интенсивных кавитационных явлений. Увеличение мощности при той же частоте в основном не приводит к изменению параметров очистки.

Излучатели, как правило, изготовлены из нержавеющей стали, и вынесены непосредственно в рабочий объем жидкости, а для того, чтобы в рабочей зоне не было т.н. «мертвых зон», расстояние между излучателями выбрано, на основе величины длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости.

Также установлено, что для качественной очистки поверхности в каждый литр моющей жидкости следует вводить не менее 10 Вт ультразвуковой энергии. Вышеперечисленные факторы делают оборудование, производимое ООО «Александра-Плюс», одним из самых эффективных в плане очистки поверхности среди подобного производимого оборудования, как в России, так и за рубежом.

На ОАО «НЛМК» специалистами ООО «Александра-Плюс» введена в эксплуатацию установка ультразвуковой очистки, встроенная в агрегат непрерывного обезжиривания на линии горячего цинкования холоднокатаной полосы. Технологический процесс с использованием ультразвуковой очистки позволил снизить остаточное содержание механических и жировых загрязнений до 98% от исходного уровня (с 500-1000 мг/м2 до 10-15 мг/м2).

Одновременно с уменьшением остаточной загрязненности уменьшилось количество остановок линии на чистку печных роликов в 1,5-1,7 раза. Дефектов по нанесению цинкового покрытия со времени введения установок ультразвуковой очистки не обнаруживается.

До внедрения ультразвуковых установок для очистки поверхности при повышенном содержании на стальной полосе загрязнений в узле химической очистки происходило недостаточное снижение остаточных загрязнений, что приводило к отсортировке оцинкованного листа по дефектам.

С 2004 г. на предприятии «БеаРУС» (Московская область) успешно эксплуатируются две многонитьевые (125 ниток) установки очистки проволоки. Предприятие производит крепеж для мебельной промышленности. Внедрение ультразвуковой очистки позволило снизить расход клея и повысить качество изделий.

На ОАО «Тверской вагоностроительный завод» с апреля 2004 года эксплуатируется установка для ультразвуковой очистки стальной ленты марки 08кп от пылевидных аморфных механических и масляных загрязнений. При изготовлении изделий с применением из данной ленты при сварочных работах происходит обильное дымообразование. После ультразвуковой очистки в течение 3—5 сек. происходит полное обезжиривание поверхности ленты, что исключает дымообразование при дальнейших сварочных работах.

Имеется опыт ультразвуковой очистки медного кабеля: установка встроена в линию эмалирования прямоугольной медной проволоки на выходе из печи отжига для охлаждения проволоки и удаления с ее поверхности загрязнений типа оксидов меди, медной пыли от волочения и остатков волочильной эмульсии перед нанесением лакового покрытия. Выбор этой проволоки для очистки не случаен, ибо прямоугольные провода из-за сложного профиля имеют наиболее нестабильные характеристики по электрической и механической части. В качестве моющего раствора используется техническая вода с температурой 20°С. Проведенные испытания проводов, изготовленных с использованием ультразвуковой промывки, показали стабильные значения электрической прочности и отличную адгезию лака к проволоке: при испытаниях на истирание провода иглой при норме 50 двойных холод на отдельных образцах они доходили до 500.

Для очистки поверхности сварочной титановой и молибденовой проволоки обществом разработана «Установка промывки сварочной проволоки», состоящая из ванны ультразвуковой промывки, ванны ультразвукового ополаскивания, устройства протяжки проволоки и шкафа управления. Удаление масляно-графитовой смазки с поверхности проволоки позволило полностью исключить пористость сварных соединений.

На ОАО «Запорожский сталепрокатный завод» поставлена установка ультразвукового обезжиривания проволоки (26 нитей), которая встроена в действующую линию цинкования взамен действующих ванн обезжиривания. В состав установки входят ванна ультразвуковая, бак подготовки раствора, ванна горячей промывки, ванна холодной проточной промывки и шкаф.

На ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов» успешно эксплуатируется установка для ультразвуковой очистки и сушки проволоки из пермаллоя, предназначенной для изготовления герконов (см. рис. 2). Установка рассчитана на одновременную очистку 5 нитей проволоки, имеющих индивидуальную скорость перемещения через ванну. Установка состоит из ультразвуковой ванны очистки моющим раствором, бака приготовления раствора, ультразвуковой ванны ополаскивания, камеры сушки и электрошкафа.

Установка эксплуатируется отдельно от линии волочения.

Использование в качестве моющих растворов водо-растворимых соединений в сочетании с ультразвуковой обработкой позволяет получить хорошее качество поверхности и исключить токсичные и легковоспламеняющиеся растворители (бензин, дизельное топливо, фреоны), что немаловажно для экологической чистоты производства.

Вышеперечисленные примеры доказывают эффективность применения ультразвуковых колебаний для интенсификации процессов промывки и обезжиривания при подготовке поверхности металла.

При проектировании оборудования предпочтение следует отдавать ультразвуковым установкам проходного типа, которые легко встраиваются в действующее технологическое оборудование.

Применение такого оборудования при малых капитальных затратах позволяет существенно повысить производительность процесса при одновременном повышении качества выпускаемой продукции.

Литература

Ультразвуковая технология / Под ред. В.А.Аграната/ М., Машиностроение, 1974

Бергман Л. Ультразвук. М.: Машиностроение, 1957

Агранат Б.А., Дубровин М.Н., Хавский Н.Н., Эскин Г.И. Основы физики и техники ультразвука. М.: 1987

Спринг С. Очистка поверхности металлов. М.: 1966

Попилов Л.Я. Ультразвуковая интенсификация очистки и гальванических процессов. М.: 1962

Ультразвуковая очистка деталей или IBS: что лучше?

Очистку деталей и различных поверхностей от загрязнителей необходимо проводить регулярно, причем делать это следует с использованием специальных моющих средств и/или оборудования.

Масло, мазут, накипь, пыль и застарелую грязь невозможно убрать обычной горячей и, тем более холодной водой.

Чистка узлов и агрегатов конвейеров, насосов, автомобилей, требуется во многих случаях, в том числе для сохранения производительности механизмов и двигателей, для осмотра поверхностей с целью определения степени их износа и ремонтопригодности, для выявления иных изъянов. Но, несмотря на то, что сегодня существует достаточное количество простых, эффективных и экономичных технологий, многие владельцы предприятий и транспортных компаний отдают предпочтение ультразвуковой очистке деталей. Насколько это оправдано и зачем платить больше?

Особенности ультразвуковой очистки

Прежде всего, разберемся, что такое – ультразвуковая очистка деталей. Данная технология заключается в использовании ультразвуковых колебаний для повышения эффективности моющих средств. Ультразвук значительно ускоряет процесс, при этом повышается и качество работы. Более того, данная методика дает возможность отказаться от токсичных традиционных веществ, таких как керосин и бензин. При этом существенно снижается вероятность возникновения пожаров и взрывоопасных ситуаций на производстве, а также снижается степень воздействия на здоровье людей.

Ультразвук действует путем образования нелинейных эффектов, которые появляются в жидкостях при прохождении сквозь них мощных импульсов. Основным таким эффектом является кавитация, которая подразумевает появление пузырьков воздуха, схлопывающихся возле загрязнителя и разрушающих их. Это – кавитационная эрозия, или искусственно вызванное воздействие на поверхности узлов и агрегатов.

То есть, высокие технологии дают возможность без особых проблем использовать специальные ванны и составы с целью аккуратной ультразвуковой очистки деталей. В то же время существует достаточное количество негативных факторов, которые заставляют задуматься, действительно ли оправдано применение ультразвука в современных автомастерских и прочих сервисных центрах.

Среди основных недостатков кавитационной эрозии следует особо отметить, что:

При наличии сильных загрязнений потребуется поэтапная ультразвуковая очистка деталей. В этом случае работник будет вынужден постоянно отвлекаться на перенос очищаемых предметов в корзинах из одной ванны в другую. Конечно, существует возможность оборудования системы специальными механизированными линиями, но это приведет к удорожанию процесса и появлению дополнительных расходов на техническое обслуживание.
Несмотря на то, что очистка ультразвуком не требует применения высокотоксичных моющих средств, в ней все равно используют агрессивные вещества, которые под воздействием ультразвука начинают интенсивно испаряться в атмосферу. То есть, оказывается негативное воздействие на окружающую среду и здоровье всех работников в помещении. Чтобы избежать воздействия данного фактора на людей, необходимо оснащать цеха и мастерские специальными вентиляционными системами. А это – еще одна статья расходов на приобретение, содержание и обслуживание.
Чтобы ультразвуковое воздействие было эффективным, для каждого типа загрязнителей необходимо подбирать состав в индивидуальном порядке. При неправильном подборе такого состава существует серьезная опасность повреждения поверхностей деталей, так как ультразвук максимально повышает физико-химические процессы в агрессивных моющих средствах.
Консультация специалистов необходима и для того, чтобы определить степень эффективности очистки тех или иных узлов и агрегатов. Если в загрязнителях уровень кавитационной стойкости выше, чем у самих поверхностей, то применение ультразвука однозначно испортит эти поверхности. В качестве примера можно привести пригарные пленки на алюминиевых сплавах – если удалять их при помощи ультразвуковой ванны, вероятность разрушения сплава выше, чем вероятность разрушения загрязнителя. Кроме того, специалист должен не только определить стойкость детали, выбрать моющее средство, но и указать, какой необходимо использовать режим работы.
Так же не следует забывать про сравнительную сложность устройств для ультразвуковой очистки. Как известно, чем сложнее устройство – тем больше средств и времени необходимо затрачивать на техническое обслуживание и ремонт, а вероятность поломок вырастает многократно по сравнению с простыми и действенными технологиями.

В данный перечень необходимо внести еще один негативный фактор. Очитку конкретной детали или узла ультразвуком нельзя производить прямо на двигателе, поскольку технология подразумевает применение ванны. В то же время существуют современные немецкие технологии компании IBS Scherer GmbH, которые работают намного проще, эффективнее, экономичнее и безопаснее.

Конечно, ультразвуковую чистку нельзя полностью сбрасывать со счетов. Но применять ее лучше в узкоспециализированном смысле – например, в ювелирном деле и медицине.

Эффективная очистка: просто, недорого и эффективно

Немецкий производитель IBS Scherer уже полвека работает на рынке и за это время создал уникальную технологию чистки двигателей и деталей узлов и агрегатов. Суть технологии заключается в использовании тандема из простейшего оборудования и безопасных для здоровья и окружающей среды моющих веществ. Суть технологии заключается в том, что моющий состав после нажатия на ножной переключатель и начала работы портативного насоса подается на щетку через шланг.

Совмещение механического воздействия и воздействия химических препаратов ускоряет работу, причем данные препараты настолько эффективны, что не требуют предварительного нагрева. Отработанная жидкость возвращается в резервуар, где тяжелые частицы загрязнителя оседают на дно. Таким образом, один и тот же состав можно использовать до года! Причем одна из моделей моющей машины дает возможность очищать детали, не снимая их с двигателя, что значительно повышает скорость очистки.

Более подробно о технологии, оборудовании и специальных моющих средствах IBS можно прочитать в соответствующих разделах. Так же можно узнать о наличии актуальных предложений для недорогой и эффективной чистки у наших консультантов.

Ультразвуковая ванна. Часть 2 / Хабр

В предыдущей части мы узнали из чего состоит устройство и как его настроить. Научились правильно рассчитывать резонансный дроссель и многие другие тонкости в этом ремесле.

Первая часть

Теперь подаем питание и видим что таймер сразу рисует нули, и тем самым переходит в режим боевой готовности. Поворот ручки энкодера запускает ванну на заданный интервал времени. Мелкий левый переменный резистор осуществляет грубую настройку частоты резонанса о котором можно судить по потреблению тока на амперметре. В моем случае шкала равна трем амперам. Большой правый резистор дает более точную подстройку частоты. Важно следить чтобы ток не превышал больше трех ампер, иначе блок питания пойдет в разнос, по крайней мере мой.

Настало время водных процедур. Нальем воды примерно на одну четверть от всего объема. Регулируем частоту до момента пока не начнут образовываться забавные структуры из кавитационных пузырьков, называемые в народе паутинками. Эти подвижные молочные сгустки из которых вьются «щупальца», напоминают стримеры электрических разрядов в плотных средах. Хотя природа их конечно другая.

Попробуем опустить кусок фольги. Такой способ используют для объективной оценки силы кавитации образованной в ультразвуковых средах. Она разрушает оксидную пленку на поверхности фольги.

Доливаем в гастроемкость остатки воды и у нас получается ровно литр. Крутим ручку и находим резонанс. Видно что области кавитации распределены неоднородно, они гуляют в такт с бултыханием поверхности воды. Жизнь маленьких пузырьков сложна и удивительна. Они колеблются, растут, достигают критического размера и затем схлопываются.

При схлопывании пузырька внутри него образуется сходящаяся ударная волна. В результате в жидкости образуются локальные участки с очень высоким давлением и температурами (до 10 тысяч градусов). Именно из-за таких кавитационных пузырьков даже обыкновенная вода становится химически активной. Вот такая разрушительная сила таится вокруг нас.

Вернёмся к резонансу. С малым количеством воды максимум что происходит так это фигуры Хладни, которые зависят от частоты. Дольем немного жидкости и резонанс уйдет, зато если найти резонанс снова эффект работы уже будет похож на увлажнитель воздуха. Если налить много воды, то получим курган на поверхности. В общем уровень жидкости нужно подбирать экспериментально. Даже наблюдал режимы, когда жидкость сама испарялась из корпуса гастроемкости, который казался скользким как лед если трогать его пальцами. Кусок фольги прекрасно демонстрирует эффект вибрационного скольжения по дну ванны. Чем-то напомнило аэрохокей в местном развлекательном парке.

Насыпим немного волшебного порошка для получения фигур Хладни образуемые скоплением мелких частиц вблизи пучностей или на узловых линиях на поверхности упругой колеблющейся пластинки. Названы рисунки в честь немецкого физика Эрнста Хладни, обнаружившего этот Эффект.

С принципом работы разобрались, теперь можно переходить к следующей части. Хомякам была поставлена задача наскрести по сусекам всякого барахла с чем они неплохо справились. Но прежде чем начать облучать ультразвуком раритетные вещи проверю эффективность чистки на своих пальцах. По ощущению похоже на акупунктуру, как будто куча иголочек одновременно колет тебя в палец. А что за белая хрень отделилась от кожи, даже знать не хочу. Делать так точно не стоит!

Посмотрим что произойдет со ржавыми железками. Из интересных экземпляров нашлась пряжка времен древней руси, и здоровенный болт который руками фиг открутишь. Обратимся за помощью к обычному столовому уксусу, который как известно отлично справляется со всякими следами ржавчины. Наливаем его в небольшом количестве, чтобы уровень возвышался над деталями примерно на сантиметр. Короче не жалеем кислоты. Кладем на дно кусок железки, ждем пару минут, после запускаем гравицапу

Теперь о результатах. Так выглядели железки до чистки, а так после. Удивил старый гвоздь, на нем стали видны все результаты многолетнего разрушения металла.

Пряжка на удивление оказалась бодрой в плане разрушений, видимо кузнец знал толк в своем деле. Гайка без усилий начала откручиваться правда под ней еще остались следы ржавчины, но это ничего учитывая что чистка идет даже в таких труднодоступных местах.

На плашке стали читаемы все надписи, а режущая часть внутри вернула свою первоначальную молодость. Весь процесс занял ни много ни мало — два часа. Много скажете вы?! Ой да ладно!

Такой шмат железа является хорошей нагрузкой для ультразвуковой системы. Потому для нормального результата нужно время. Теперь место ржавой плашки стала ржавая вода. Так же порадовал вид пряжки, впервые за многие века она зашевелилась. Приспособлю ее к своим наручным часам.

Еще один интересный эффект обнаружился когда уксуса в ванне стало маловато. Весь объем жидкости с средины пытался куда-то испариться. Полагаю там просто область повышенного давления, которая выталкивается в область пониженного давления.

Вот еще пример, Копейка и Деньга до чистки.

А так выглядит после чистки. Мне вот интересно, реставраторы монет пользуются таким методом? В любом случае в такой вариации ультразвуковой ванны можно подобрать время и мощность чистки, для оптимального результата.

Проведем еще один эксперимент, это два медных солида Яна Казимира из средневековья.

Один экземпляр окунем в гастроемкость, а другой попробуем почистить в динатриевой соли, второе название которой Трилон Б.

Так как пошла такая жара, возьмем целую горсть монет и докинем их к первому солиду, который уже принимает лечебные ванны. Это уберет с монет всю грязь и визуально будет понятно как же действует Трилон Б. Берем чайную ложку этого замечательного порошка и разводим его в стакане с водой. Чем больше динатриевой соли тем сильней будет эффект, но не стоит сильно увлекаться, так как данная пропорция у меня оказалась ну уж слишком активной.

Закидываем горсть ранее чищенных монет на которых еще остались окислы, грязь и прочее. Через пару минут можно наблюдать как на дне пошла реакция и раствор начал приобретать зеленый цвет. Вообще более правильней будет выставить все монеты ребром, так реакция будет проходить равномерней.

На следующее утро раствор аннигилировался и превратился в голубой цвет, прям как в том коктейле который подают на пляжах Малибу. Перемещаем образец в корыто с обычной водой. Трилон Б преобразовал все окислы в коричневое болото. Теперь монета оголит свое тело в лучах кавитационных лучей.

Конечный результат. Металл на котором нет ни грязи ни солей под патиной ни самой патины, ничего нет. Монета убита. Вот пример до чистки, после чистки в воде и после чистки в трилоне. Грусть тоска печаль.

Можно попробовать вернуть вид монете старым добрым способом. Железной щеткой полируем монету до блеска.

Искусственную патину сделаем с помощью 33 процентной серной мази, купленной в аптеке через дорогу. В первые секунды после втирания видно как тело монеты темнеет. Медь вступает в реакцию.

На следующий день мягкой тканью трем монету до появления рельефа и всех букв. В любом случае такая монета более читабельна чем была. Но эти раковины на рельефе…
Короче никогда так не делайте!

В следующем опыте набрызгаем немного мыльного «Ушастого няня» в гастроемкость и нальем немного воды. Такой щелочной раствор хорошо чистит серебро и золото от всякой налипшей органической грязи. Особенно это актуально если украшения имеют сложную форму. С труднодоступными местами ванна легко справляется. Именно по этой причине миллионы людей покупают у китайцев подобные агрегаты.

Если вместо мыла налить в емкость спирто-бензиновый раствор, то можно чистить печатные платы от канифоли. Используя уайт-спирит, можно чистить кисти Айвазовского. Фирмы по ремонту принтеров подобным способом чистят забитые дюзы и сопла в картриджах, используя специальную промывочную жидкость.

Время подвести итоги. Кто-то наверняка скажет зачем мне заниматься подобной ерундой, если можно купить подобную ванну на алиэкспресс всего за 30 баксов?! Там написано 50 Вт и все такое. Пожалуйста. На китайских колонках и лазерных указках тоже написано 50 Вт, но это вовсе не означает что все именно так. В дешевых мойках дохлые пьезики и мощности достаточной для развития кавитации на них просто не получить, даже заменив родной генератор на более мощный.

В 2020 году мы планируем завершить промышленный вариант ультразвуковой ванны, аналогов которой на рынке мы не встречали. Она рассчитана на 100 Вт с возможностью регулировки мощности. Подогрев, сенсорное управление, дегазация и многие другие функции которые вам несомненно понравятся. За всеми актуальными новостями вы можете следить в нашем Instagram

Первая часть

Архив с полезностями
Полное видео проекта на YouTube
Наш Instagram

Оборудование для ультразвуковой очистки деталей

Оборудование для ультразвуковой очистки сложных деталей.

Оборудование для ультразвуковой очистки сложных деталей, узлов и изделий от технологических и тяжелых эксплуатационных загрязнений. Экономия электроэнергии и расходных материалов. Качество очистки не зависит от уровня и объема моющего раствора. Автоматическая настройка системы при изменении уровня и температуры моющего раствора и конфигурации деталей.

Описание

Преимущества технологии

Преимущества оборудования

Применение

Технические характеристики оборудования

Примеры очистки деталей

Описание:

Оборудование для ультразвуковой очистки сложных деталей, узлов и изделий от технологических и тяжелых эксплуатационных загрязнений, включая нагары, солевые и асфальто–смолисто–парафиновые отложения, представлено:

– универсальными ультразвуковыми установками,

– специализированными ультразвуковыми установками любой мощности и объема,

– ультразвуковыми комплексами из любого количества установок с различными характеристиками и функциями,

– оборудованием для ультразвуковой пропитки.

Возможно изготовление ультразвукового оборудования для включения в существующие технологические процессы.

С помощью данного оборудования осуществляется сверхвысокая очистка:

– сложных изделий, приборов и материалов,

– прецизионных изделий перед нанесением специальных покрытий,

– изделий, работающих в условиях особой чистоты.

Также данным оборудованием осуществляется ультразвуковая пропитка:

– изоляции электротехнических изделий,

– для герметизации литых пористых материалов.

Преимущества технологии:

– повышение качества продукции и безопасности производства,

– эффективная очистка деталей любой конфигурации, массы и материала,

– экономия электроэнергии и расходных материалов,

– качество очистки не зависит от уровня и объема моющего раствора,

– адаптивная система динамического управления ультразвуковым полем,

– повторное использование деталей, изделий и сырья,

– исключение из очистки пожароопасных и вредных химических веществ,

– удаление загрязнений в микроскопических каналах и полостях,

– замена термической, механической, химической очистки,

– сокращение трудозатрат.

Преимущества оборудования:

– изготовление ультразвуковых систем из оптимального количества абсолютно устойчивых универсальных модулей, исходя из необходимой мощности,

– питание каждого автономного излучателя от собственного генератора,

– излучатели связаны между собой только акустически, через моющий раствор,

– генераторы размещены в отдельной стойке и могут работать в длительном режиме без перегрева,

– автоматическая настройка системы при изменении уровня и температуры моющего раствора и конфигурации деталей,

– экономия воды и моющих средств за счет возможности изменения уровня моющего раствора даже во время работы в зависимости от объема очищаемых деталей,

– обеспечение движения моющего раствора (без механического воздействия) относительно неподвижных обрабатываемых деталей и изделий по различным алгоритмам,

– конструкция установок исключают воздействие ультразвука на обслуживающий персонал,

– низкое энергопотребление,

– простота обслуживания.

Применение:

– нефтегазовый комплекс,

– авиация, космос,

– энергетика, в т.ч. атомная и солнечная,

– морской и речной флот,

– автомобильный, ж.д. и специальный транспорт,

– высокотехнологичные производства.

Технические характеристики оборудования:

Характеристики:	Значение:
Потребляемая мощность, кВт	от 0,2 до 12
Напряжение питания, В	~230 В для генераторов, 3~400 В для нагревателя
Рабочая частота ультразвука, кГц	33±7,5%, для пропитки – 22
Рабочий объем, литров	от 10 до 2500
Материал корпуса и элементов	Корпус и все элементы установок изготовлены из нержавеющей стали

Примеры очистки деталей:

Найти что-нибудь еще?

ТОП-10 лучших ультразвуковых очистителей в 2020 году от 14 до 122 долларов

Какой ультразвуковой очиститель самый лучший? Есть два типа этих устройств: промышленная машина и портативный ультразвуковой очиститель. Агрегаты промышленного уровня очень эффективны, рассчитаны на большие нагрузки и оснащены генератором большой мощности. Для справки: генератор является наиболее важной частью ультразвукового очистителя, поскольку он обеспечивает питание машины. Они также оснащены прочными баками из сварной нержавеющей стали.Портативные ультразвуковые очистители меньше по размеру, компактны и легко транспортируются. Однако они поставляются с менее мощными генераторами и используются для чистки только мелких предметов, таких как игрушки, украшения и еда.

1. Промышленная коммерческая ультразвуковая машина для очистки
Это промышленное устройство имеет два ультразвуковых преобразователя мощностью 60 Вт и резервуар из нержавеющей стали толщиной 1 мм и объемом 3 л. Регулируемое время и температура.

2.Ультразвуковой очиститель Branson Model B200
Это портативное и экономичное устройство имеет длину всего 5 дюймов и используется для очистки мелких предметов. Он имеет 5-минутный таймер и 15 унций. бак. Работает на частоте 50-60 Гц.

Важно, чтобы устройство было достаточно большим, чтобы в нем поместился предмет, который нужно очистить. В основном достаточно частоты около 45 кГц, однако для некоторых элементов может потребоваться и 130 кГц.

Разработка ультразвуковых машин и средств очистки началась 70 лет назад, когда лаборатория Radio Corporation of America открыла очищающее действие энергии ультразвука.Техники использовали фреон для охлаждения радиодеталей, когда они наблюдали волновое воздействие вокруг кристалла, работающего на частоте 300 кГц. Эта концепция активно не применялась в качестве механизма очистки до 1950-х годов, когда были разработаны машины для ультразвуковой очистки. Пионеры начали с разработки машин с частотой 18-40 кГц, а позже, в 1980-х годах, были изобретены коммерческие системы, работающие на частоте 25-40 кГц. Современные технологии породили изобретение портативных систем с более высокими частотами (до 45 кГц), предназначенных как для домашнего, так и для промышленного использования.Здесь вы найдете пять различных моделей лучших ультразвуковых очистителей по цене от 17 до 130 долларов.

Содержание

[показать / скрыть]

Как это работает

В ультразвуковых очистителях для очистки предметов используется процесс, известный как кавитация. Этот процесс происходит, когда ультразвуковая энергия приводит к быстрому образованию и схлопыванию кавитационных пузырьков. Электрическая энергия преобразуется в ультразвуковую энергию через преобразователь, что приводит к созданию высокочастотных звуковых волн.Пузырьки, вызванные высокочастотными звуковыми волнами, проходят через жидкость, вызывая выход грязи, масла, ржавчины, пигментов, пыли и других загрязнений, приставших к предметам из стекла, керамики, резины, металлов и пластмасс. Идея состоит в том, чтобы устранить все следы загрязнения на украшениях или других предметах. В ультразвуковой очиститель можно добавлять обычные чистящие средства, такие как мыло для посудомоечной машины, но некоторые пользователи предпочитают добавлять аммиак или обезжириватель. Эффективность преобразователя определяет количество времени, затрачиваемого на очистку предметов, и скорость очистки поверхности.Датчики низкого качества увеличивают цикл очистки и потребляемую мощность.

На что обращать внимание при покупке

Проверить вместимость бака; он должен соответствовать вашим потребностям в уборке. Ультразвуковые очистители с резервуарами емкостью 600-750 мл идеально подходят для основных целей очистки. Промышленная очистка может потребовать резервуаров большего размера.

Ультразвуковые очистители разработаны с подходящей частотой и мощностью для различных операций. Поэтому при покупке устройства проконсультируйтесь с квалифицированным дилером по ультразвуковой диагностике, который поможет вам выбрать подходящую машину для вашего применения.Для большинства видов очистки требуется частота 40-45 кГц, но для особых требований по очистке, например, для деликатных ювелирных изделий, требуется более высокая частота (68-130 кГц).

Большинство ультразвуковых приложений основаны на воде, но пользователи могут добавлять растворители или чистящие средства для ускорения процесса очистки. Спросите у производителя, какой чистящий раствор лучше всего использовать в машине, чтобы не повредить внутреннюю стенку.

Машина для ультразвуковой очистки имеет установленное время выдержки и температуру, обычно указанные в руководстве производителя.Обязательно следуйте этому руководству. Также посмотрите на время цикла; Если вы можете включить нагреватель во время процесса очистки, ищите машину с малым временем цикла. Однако, если вы ищете машину, которая требует минимального контроля, выберите ту, у которой время цикла больше (15-30 минут).

Мнение эксперта: Тимоти Лейтон, профессор ультразвука и подводной акустики, Саутгемптонский университет

Тимоти Лейтон, профессор ультразвука и подводной акустики, Саутгемптонский университет

Тимоти Лейтон, профессор ультразвука и подводной акустики Саутгемптонского университета .Он изобрел ряд устройств, предназначенных для использования в здравоохранении, и является автором более 400 научных публикаций.

То, что мы действительно придумали, — это устройство, которое использует небольшую струю гладкой струи воды и внутри этой воды издает звук, генерируемый белым шаром. У нас есть микроскопические пузырьки, которые падают на эту струю воды. Это работает с холодной водой прямо из-под крана, без мыла и добавок. Вы можете заметить одну вещь: эти пузыри не смываются очень быстро, они прилипают к поверхности.Они активно ищут расщелины и места, которые трудно чистить, потому что звук эхом разносится вокруг этих щелей и щелей, как звук, который распространяется вокруг собора. Таким образом, он затягивает пузырьки внутрь.

Лучшие ультразвуковые очистители

1. Профессиональный ультразвуковой очиститель CO-Z 2L

Этот ультразвуковой очиститель промышленного класса отлично подходит для очистки больших и мелких предметов. Он оснащен двумя мощными преобразователями по 60 Вт каждый. Профессиональный очиститель CO-Z 3L использует новейшие технологии ультразвуковой очистки, что увеличивает его универсальность; вы можете использовать его для очистки, кавитации, окисления и обслуживания, а также для других целей.Более того, его камера из нержавеющей стали объемом 3 л толстая и прочная, поэтому ваши вещи будут в безопасности во время процесса очистки. Для оптимальной очистки пользователи могут установить диапазон температуры очистки от 68 до 140 градусов по Фаренгейту и выбрать время очистки от 1 до 30 минут. Система с двумя предохранителями защищает его от перегорания, вызванного частым включением и выключением.

Плюсы:

Минусы:

Универсальность
Прочная конструкция для промышленного использования
Система с двумя предохранителями предотвращает частую замену предохранителя
Имеет цифровой дисплей
Усиленный резервуаром для очистки на внутренней стенке

Кратковременная гарантия — один год