干冰喷射清洗的基本原理

时间:2019-12-02 浏览:
如今,干冰清洗技术正在有效地应用于从重渣去除到精密半导体和电路板清洁的各种应用中。 想象一个可以在线使用而不会损坏设备或需要机器“拆卸”的过程。 与传统的有毒化学品,高压水喷射和磨料喷砂处理不同,干冰喷射使用高速气流中的干冰颗粒去除表面上的污染物,而不会增加二次废物处理和处置的成本和不便。

干冰是二氧化碳(CO2)的固体形式,它是我们大气中天然存在的无色,无味,无味的气体。 干冰固体具有-78.5°(-190°F)的低温,具有可以轻拍的固有热能。 在大气压下,固体CO2直接升华为没有液相的蒸汽。 这种独特的性质意味着喷射介质简单地消失,只留下原始污染物被处理掉。 此外,现在可以在水敏感区域进行清洁。 二氧化碳是一种无毒的液化气体,既便宜又易于储存在工作现场。 同样重要的是,它不导电且不易燃。

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干冰怎么制造?

在干冰喷射中,有几种方法用于制造干冰喷射介质。一种技术是在喷砂机上从固体干冰块中刮干冰颗粒。这通常产生糖大小的干冰颗粒,由于其快速升华(由于它们的高表面积与体积比)而必须快速使用。另一种技术是在造粒机中制造干冰的硬颗粒,然后立即用颗粒将颗粒储存在隔热容器中,直到需要颗粒。这些粒料通常约为2-3毫米。直径,2,5-10毫米。长度。在该方法中,通过将加压的液态CO2闪蒸到雪中,然后将雪压缩成固体形式来制造干冰。雪或者直接成型为颗粒(机械压缩),或者在液压下通过模具挤出成固体颗粒形式。后一种方法允许更有效地从液相转化为固相。通常,希望具有良好压实的粒料,以最小化可能影响产品质量的气态CO 2和/或空气的截留。从表1中可以看出,当液态二氧化碳闪蒸到雪中时所达到的产率随着液态二氧化碳的温度降低而增加,因此通过热交换器预先输入的液态二氧化碳与排出的二氧化碳蒸汽是很重要的。

干冰颗粒

制造商生产干冰造粒机,这对于具有高颗粒需求的客户来说可能是有益的。 这种安排所需的设施通常如下:冷冻液体CO2罐,造粒机和液体CO2管线到达设备。 一生产组合干冰造粒机/干冰清洗机,它们在一次操作中制造干冰和清洗。 这种安排所需的设施是:空气压缩机(7 bar时5 mc / min),液体CO2罐,造粒机/清洗机,压缩空气软管和液体CO2管线到达设备,从机器到喷射软管清洗操作,以及适用于该应用的喷嘴。 该设备最适合于大批量,连续爆破应用,其中现场制造颗粒的成本节省证明了系统的资本支出。

干冰清洗如何工作?

基本过程

干冰颗粒喷射类似于喷砂,塑料珠喷砂或苏打喷射,其中介质在加压空气流(或其他惰性气体)中加速以冲击待清洁或制备的表面。 通过干冰喷射,影响表面的介质是固体二氧化碳(CO2)颗粒。 使用干冰颗粒作为喷射介质的一个独特方面是颗粒在与表面撞击时升华(蒸发)。 颗粒与表面之间的综合冲击能量耗散和极快的热传递导致固体CO2瞬间升华为气体。 气体在几毫秒内膨胀到颗粒体积的近八百倍,这实际上是在撞击点处的“微爆”。 由于二氧化碳蒸发,干冰喷射过程不会产生任何二次废物。 剩下要收集的是被除去的污染物。

干冰爆破

与其他喷砂介质一样,与干冰喷射相关的动能是颗粒质量密度和冲击速度的函数。 由于CO2颗粒具有相对低的硬度,因此该过程依赖于高粒子速度来实现所需的冲击能量。 高粒子速度是超音速推进剂或气流速度的结果。

与其他喷砂介质不同,二氧化碳颗粒的温度非常低,为-78.5°C。这种固有的低温使干冰喷射过程具有独特的热力学诱导表面机制,可以或多或少地影响涂层或污染,具体取决于 涂层类型。 由于干冰颗粒与被处理表面之间的温差,可能发生称为“压裂”或热冲击的现象。 当材料的温度降低时,它会变脆,使颗粒撞击破坏涂层。

而且,具有不同热膨胀系数的两种不同材料之间的热梯度或差异可用于破坏两种材料之间的结合。 当喷涂非金属涂层或粘合到金属基材上的污染物时,这种热冲击最明显。 很多时候,研究这一过程的公司都关注热冲击对母材的影响。 研究表明,温度降低仅发生在表面上,基板金属中不会发生热应力。 为了说明这一原理,进行了一项实验,其中将热电偶嵌入不同深度的钢基材中(与表面齐平至2mm深)。