Струйная очистка гранулами сухим льдом

dib tiser

Новый эффективный способ очистки поверхностей от загрязнений с помощью высокоскоростной струи гранул сухого льда (криогенный бластинг) получил коммерческое признание и широко используется в Европе и США уже в течение 10 лет благодаря своей универсальности и экономической целесообразности.

Процесс очистки сухим льдом

Хранение гранул сухого льда

Хранение гранул сухого льда

Термоконтейнер - контейнер временного хранения гранул, выполненный из материалов с низкой теплопроводностью, за счет чего гранулы могу хранить до 10 дней. Термоконтейнеры производятся с объем хранения от 50 до 1000 л.
Загрузка гранул в бластинг-машину

Загрузка гранул в бластинг-машину

Объем хранения гранул в бластинг-машинах составляет 20-40 л (10-20 кг), при расходе гранул при очистке в 30-60 кг в час запаса гранул в бластинг-машине хватает на 10-15 минут, поэтому необходимо периодически легким движением засыпать гранулы в бластинг-машину во время очистки.

Подключение воздушного компрессора

Подключение воздушного компрессора

Воздушный компрессор служит для захвата гранул из бластинг-машины, транспортировки их к соплу через гибкий шланг и разгона гранул в целях качественного очищения. В зависимости от объекта очищения, материала очищаемой поверхности, вида и степени загрязнения специально подбирается давление и производительность компрессора по воздуху. Давление воздуха может варьироваться в пределах 4.5-10 атм., а производительность в пределах 5000-10000 л/мин.
Выбор насадки для струйной очистки

Выбор насадки для струйной очистки

Одной из важных деталей при процессе очистки является выбор сопла для очищения. Сопло служит для ускорения потока воздуха до скоростей звука и выше, в таком потоке гранулы ускоряются и направляются на очищаемую поверхность.
Реализация струйной очистки сухим льдом

Реализация струйной очистки сухим льдом

Очистка сухим льдом позволяет чистить без демонтажа, без воды, без химии, без песка, без повреждения поверхности - все перечисленные преимущества позволяют снизить затраты любому производству.

Сравнительная таблица методов очистки и негативные факторы:

Технология очистки

Вторичные отходы

Электрическая проводимость

Механические повреждения поверхности

Изменение структуры поверхности

Вредность

Эффекти-вность (по 5-балльной шкале)

Струйная очистка сухим льдом [1] Нет Нет Нет Нет Нет 5
Пескоструйная обработка [1] Да Нет Да Да Да* 4
Гидро струйная обработка [1] Да Да Нет Да Да* 3
Химическая обработка [1] Да Нет данных Нет Да Да 2
Механическая обработка [1] Нет Нет данных Да Нет Нет данных 2
Ручная обработка [1] Нет Нет данных Да Нет Нет данных 2
Сода-бластинг [2] Да Да/Нет Нет Нет Нет данных -
Термо газо пескоструйная очистка [2] Да Нет Да Да Да -
Очистка растворителями [3] Да Да Нет данных Нет данных Да -
Очистка стеклянной крошкой или пластиковыми гранулами [3] Да Нет Да Да Нет -
Очистка паром под давлением [2] Да Да Нет/Да Нет Нет -

Сравнения [1], [2] и [3] проведены соответственно ColdJetLLC, ООО "Ирбис Тек", ЗАО «ДИС»

1

Сухой ледBlastingRice

Сухой лед – это твердая фаза двуокиси углерода (СО2), вещества нетоксичного, невоспламеняющегося, не имеющего цвета, вкуса и запаха, не проводящего электричество. Сухой лед имеет низкую температуру (минус 78,45 С при атмосферном давлении) и имеет свойство переходить из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу (процесс сублимации). Сырьем для производства сухого льда служит жидкая низкотемпературная двуокись углерода, производимая промышленностью, как правило, из отходящих или дымовых газов. Жидкая СО2 может длительное время храниться в изотермических резервуарах. Сухой лёд – это общепринятое обозначение двуокиси углерода в твёрдом состоянии.


Процессы подготовки поверхности являются неотьемленной частью производства. Перерывы в производстве, связанные с очисткой технологических линий, всегда являются причиной ограничения производственных возможностей предприятия. Поэтому постоянно разрабатываются новые технологии, минимизирующие время предназначенное для процесса очистки.

how dry ice cleaning works

Метод очистки двуокисью углерода основывается на обработке очищаемой поверхности гранулами сухого льда, подающимися с помощью сжатого воздуха. Гранулы, ударяясь об обрабатываемую поверхность, очень сильно ее охлаждают, а это приводит к тому, что слой загрязнения становится хрупким и ломким , и, одновременно, снижается его адгезия к поверхности. Это происходит из-за ряда причин: интенсивного теплообмена между слоем загрязнения и обрабатываемой поверхностью, различных сил напряжения в месте стыка материалов. Это приводит к тому, что слой загрязнения отделяется от материала подложки, а затем уделяется струей гранул.

Очистка сухим льдом – очень аккуратный процесс. Оператор постепенно очищает поверхность, благодаря этому возможно использование этого метода на стыке различных материалов без их повреждения, например, загрязнение на месте стыка метал – резина, где очистку металла необходимо проводить таким образом, чтобы не повредить структуру резины.

Оборудование для очистки

Для проведения очистки сухим льдом необходимо следующее оборудование:

  • установка для струйной очистки
  • воздушный компрессор
  • заранее подготовленный гранулированный сухой лед в термобоксе

grafik trockeneisreinigung en

 

Не проводит электричество

Кроме этого этот процесс является «сухим», что позволяет использовать его в местах, которые находятся под напряжениям.
Технология очистки сухим льдом находит свое применение там, где другие методы не деют желательных результатов или там, где их использование из-за разных причин просто невозможно. Особенно рекомендуется использовать этот метод в местах, где возможно повреждение или нарушение целосности очищаемой поверхности, например, в случае очистки алюминиевых изделий. Очистка с помощью этого метода не приводит к повреждению подложки и не придает ей шероховатости.

Не остается абразива в углублениях

При использовании струйно-абразивных методов чистки существует опасность, что абразивный материал останется в углублениях изделий. Это часто вызывает в производственном процессе непредвиденные проблемы. Используя технологию очистки сухим льдом мы полностью исключаем эту проблему. Сразу же после удара об обрабатываемую поверхность лёд испаряется в атмосферу и, в отличии от традиционных методов очистки, кроме удалённого загрязнения не остается никаких других материалов.

Не требуется демонтаж очищаемого оборудования

Одним из основных преимуществ этой технологии является возможность ее использования без демонтажа производственных линий, то есть очистку можно вести непосредственно на производстве. Очистка еще теплых изделий или форм ( после механической обработки) приводит к так называемому «термическому шоку», а с точки зрения экономичности сокращает время простоя оборудования.
Большим преимуществом этой технологии является ее мобильность. Оборудование для подачи гранул льда, а также изотермические емкости для хранения этих гранул устанавливаются на тележки с колесами, что позволяет получить доступ к всем елементам линии. Источником сжатого воздуха может быть как компрессор, так центральная сеть подачи сжатого воздуха. Важно, чтобы сжатый воздух был правильно подготовлен и в нем не было твердых частиц, воды и масла.

Замена пескостуйному методу очистки

Технология криогенной очистки поверхностей идентична широко известному пескоструйному способу, заключающемуся в механическом воздействии ускоренного в струе сжатого воздуха твердого вещества на очищаемую поверхность. Различие заключается в том, что гранулы сухого льда не являются абразивным материалом, то есть не повреждают саму поверхность, не оставляют вторичных отходов и несут не только кинетическую, но и скрытую тепловую энергию.

Полезное воздействие холодом

Гранулы сухого льда имеют значительно более низкую температуру, чем очищаемая поверхность. Резкое снижение температуры поверхностного слоя вызывает эффект «термического шока», при котором охлажденные до хрупкого состояния загрязнения легко отслаиваются от поверхности. Чем больше температурный градиент, тем меньше адгезия между материалом поверхности и загрязнениями ввиду различия их коэффициентов линейного расширения. При этом охлаждение основной массы объекта не происходит, и механические свойства конструкций не ухудшаются, что подтверждено экспериментально.

Неогнеопасные "микро-взрывы"

При соударении с поверхностью объекта к гранулам сухого льда подводится огромное количество тепла. В результате теплообмена твердые частицы СО2 мгновенно нагреваются и переходят в газообразное состояние, стремясь расшириться в объеме в сотни раз. Образовавшийся газ, частично проникая в пространство между загрязнениями и очищаемой поверхностью, образует так называемый «газовый клин», отламывающий под давлением частицы загрязнений от поверхности.
Для полного удаления загрязнений необходимо перманентное механическое воздействие на очищаемую поверхность. Этот процесс обеспечивается за счет кинетической энергии гранул сухого льда, вылетающих из пистолета со скоростью, близкой к скорости звука.

Очистка сухим льдом удаляет:

  • Грязь, масло, жировые отложения, бензин, смолу, гудрон
  • Асбест;
  • Токсичные остатки, сажу, нагар;
  • Клей, пропиточные составы, напыления;
  • Радиоактивные загрязнения;
  • Тяжелые металлы;
  • Сварочный шлак;
  • Смазку для литейных форм;
  • Чернила;
  • Лаки, краски;
  • Водоросли, слизь, морских моллюсков.

Преимуществами использования гранул сухого льда для струйной очистки по сравнению с песком и водой являются:

  • отсутствие вторичных отходов (песок и влага) – сухой лед испаряется, и потому не требуется дополнительная уборка, что приводит к экономии времени процесса очистки.
  • очистка объектов без монтажа, что также приводит к экономии времени.
  • отсутствие страшного заболевания у рабочих – силикоза (оседания песка в легких).
  • отсутствует повреждение очищаемой поверхности.
за счет чего достигается следующие выгоды для предприятий:
  • уменьшение времени подготовки к очистке;
  • уменьшение времени самой очистки;
  • уменьшение времени уборки после очистки;
  • уменьшение трудозатрат;
  • уменьшение времени простоя оборудования;
  • потенциальное высвобождение производственных площадей под склад;
  • экономия на расходных материалах.

Запрет главного санитарного врача РФ

Великобритания и Европейское Экономическое Сообщество запретили использование песка (содержащего до 90% диоксида кремния) в качестве материала для струйной очистки в 1949 и 1966 году. Национальный институт по охране труда США в 1974 году заявил, что кварцевый песок и другие, содержащие более одного процента свободного диоксида кремния материалы нужно запретить в использовании для обработки пескоструйным аппаратом, а для очистки должен использоваться менее токсичный материал. В России в 2003 г. принято постановление Главного санитарного врача РФ Г. Г. Онищенко от 26.05.2003 № 100 о введении в действие санитарно-эпидемиологических правил СП 2.2.2.1327-03 (зарегистрировано в Минюсте РФ 18.06.2003 № 4720) о запрете использования песка для проведения абразивоструйных работ.

Согласно пункту 4.10. СП 2.2.2.1327-03 «Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту»:

  • не допускается производство пескоструйных работ с применением сухого песка;
  • очистка изделий дробью, металлическим песком и песком с водой должна производиться в герметичном оборудовании с дистанционным управлением;
  • при этом при гидропескоструйной очистке надлежит предусматривать блокировку открывания ворот пескоструйных камер с работой насосов высокого давления.

Согласно пункту 5.8. очистка, мойка, пропарка и обезвреживание емкостей должны производиться на специально оборудованных пропарочно-промывочных станциях или пунктах. К стационарным аппаратам, периодически подвергающимся обезвреживанию, чистке и мойке, должны быть подведены пар, вода и другие средства, предусмотрены устройства закрытых стоков и аспирационные укрытия. При этом следует обеспечивать сбор сточных вод с последующей их очисткой. Чистку и ремонт аппаратов и емкостей надлежит производить способами, исключающими необходимость пребывания людей внутри аппаратуры.