В литейном производстве встречаются технологические процессы, предусматривающие мягкую, щадящую очистку металлических поверхностей исключающую ее повреждение. К примеру, очистка пресс-форм машин литья под высоким давлением, кокилей машин гравитационного литья, стержневых ящиков, моделей и т.д.
В последнее время для этих целей все чаще используют эффективный и рентабельный способ — струйную обработку сухим льдом (другие названия процесса: очистка сухим льдом, струйная обработка СО2), при которой частицы замороженного сухого льда (гранулы углекислого газа — CO2) ускоряются до высоких скоростей под действием потока сжатого воздуха (подаваемого под давлением 5,5 бар, при расходе 1,42 м3/мин) соударяясь с поверхностью для ее очистки или подготовки.
Ведущим в мире разработчиком технологии и оборудования для струйной обработки сухим льдом является компания Cold Jet (США), которая в своих системах струйной обработки сухим льдом предусматривает отдельные установки для изготовления гранул сухого льда из пищевого углекислого газа методом экструзии. Углекислый газ – неядовитый сжиженный газ, недорогой по цене и не требующий специальных условий для хранения на производственных объектах.
Для достижения максимального ударного воздействия на обрабатываемую поверхность, которая зависит от скорости движения гранул СО2 и их веса, технологический процесс компании Cold Jet предусматривает использование высокоскоростных (сверхзвуковых) сопел разгоняющих эти гранулы до максимально достижимых скоростей. Однако, из-за низкой плотности и твердости гранул, кинетическая энергия, передаваемая сухим льдом, значительно ниже передаваемой другими носителями (дробью или песком).
Мгновенный фазовый переход гранул СО2 из твердого состояния в газообразное (сублимация) после их столкновения с поверхностью изделия абсорбирует (за счет латентной теплоты сублимации) максимум теплоты от очень тонкого верхнего уровня покрытия поверхности или загрязнения, что создает предельно высокую разницу температур между идущими друг за другом микрослоями внутри покрытия. Такой резкий градиент тепла вызывает высокое локализованное напряжение сдвига между микрослоями. Мощный сдвиг, образующийся в течение очень краткого промежутка времени, приводит к быстрому расширению микротрещин между слоями и окончательному распаду связи между загрязнением (или покрытием) и поверхностью субстрата.
Сочетание рассеяния энергии от удара c очень быстрой передачей тепла от гранулы к поверхности, вызывает моментальную сублимацию твердого СО2 в газ. Газ, расширяющийся в объеме примерно в 800 раз (по сравнению с объемом гранулы) за несколько миллисекунд, создает в точке удара эффект «микровзрыва». По мере того как гранула превращается в газ, «микровзрыв» разрастается и поднимает сколотые тепловой волной частицы покрытия с субстрата. Это происходит вследствие недостаточной энергии отскока в грануле, в результате чего ее масса распределяется по поверхности во время удара. Газ СО2 расширяется наружу по поверхности и возникающий в результате этого «взрывной ударный фронт» образует зону высокого давления, сконцентрированного между поверхностью и сколотыми тепловой волной частицами покрытия. Результатом становится очень эффективная подъемная сила, относящая частицы от поверхности.
Следует отметить, что cтруйная обработка сухим льдом – это экологически безопасный метод, при котором не выделяются вторичные загрязняющие вещества (к примеру, растворители или абразивные частицы), подходящий для большинства случаев, где требуется очистка с достаточно аккуратным воздействием (удаление шлака, отходов, смазок, загрязнителей, краски, масла, биопленки) без разборки конструкции, что позволяет сократить время обработки.
Для знакомства с технологией Cold Jet предлагает фильм, демонстрирующий очистку литьевой пресс-формы:
СПРАВКА
Компания Cold Jet является лидером в области разработки технологий струйной обработки сухим льдом и производства сухого льда и задает стандарты качества, производительности и надежности, насчитывает тысячи клиентов по всему миру благодаря превосходным технологиям, специализированному обслуживанию покупателей и глобальной инфраструктуре технологической поддержки своей продукции. За более, чем 25 лет специализации в технологии струйной обработки сухим льдом, компания Cold Jet приобрела непревзойденный опыт в разработке и применении решений на основе сухого льда, отвечающих любым потребностям, предлагая на рынке широчайший выбор самых безопасных и надежных систем струйной обработки сухим льдом, оборудования для производства сухого льда, сопел и специализированных систем.
