Tirpalų tarnavimo laiko pratęsimas

Valymo efektyvumą ir vonių tarnavimo laiką galima pagerinti tokiomis priemonėmis:
Tirpalo pernešimo sumažinimas

Detalės ar gaminiai turi būti kabinami taip, kad plovimo skystis galėtų kuo greičiau nutekėti.
Gaminiai konstrukciniu požiūriu turi turėti kuo mažiau skystį „išsemiančių“ vietų. Pavyzdžiui vietoj įdubos daroma kiaurymė.

Teršalų įnešimo sumažinimas

Ant detalių turi būti kuo mažiau teršalų iš ankstesnių gamybos ir sandėliavimo etapų. Naudojant specialias pagalbines medžiagas (tempimo, pjovimo emulsijas), sausą mechaninį apdirbimą ar minimalų tepimą galima pastebimai sumažinti tepalų ir riebalų kiekį ant detalių.
Paprasčiausias mechaninis nuvalymas gali supaprastinti ir žymiai pagerinti valymo efektą. Skysti teršalai (pvz. tepimo-aušinimo emulsijos) gali būti pašalinti leidžiant jiems nusilašėti. Gausius teršalus galima nuvalyti gremžtukais ar šepečiais. Kitos pirminio valymo galimybės yra nukratymas, nupūtimas, nuplovimas apipurškiant, galtavimas arba šlifavimas.

Geresnis darbinių vonių panaudojimas

Kai gamybos apimtys didelės, ypač serijinėje gamyboje, rekomenduojamas daugkartinis tirpalo panaudojimas, tam įrengiant kaskadines valymo ir plovimo vonias.
Kaskadinėje sistemoje taip pat reikia prisiminti nulašėjimo laiką, kad teršalai iš ankstesnės vonios nepatektų į sekančią vonią. Detales galima papildomai nukratyti arba nupūsti oru.

Vonių priežiūra, skirta tarnavimo laiko pratęsimui

Kai naudojami neemulguojantys tirpalai, reikia šalinti išplaukusius tepalus (pvz. tepalo graibyklėmis)
Kietas daleles iš tirpalo galima pašalinti filtravimu
Emulguotus tepalus galima pašalinti ultrafiltracijos būdu. Tačiau šiuo atveju būtina tiksliai parinkti membraninį įrenginį pagal naudojamą chemikalą ir teršalus.

Kaip tausoti aplinką

Metalo paviršius turi būtų valomas taip, kad būtų kuo mažiau teršiama aplinka. Tam pirmiausiai reikia atsakyti į tokius klausimus:
* Ar iš viso reikia valyti? Tarp mechaninio apdirbimo operacijų dažnai galima numatyti tepalo šalinimo operaciją. Sutrumpintas sandėliavimo laikas tarp operacijų arba sandėliavimas švarioje vietoje gali sumažinti teršalų kiekį ant detalių.
* Koks turėtų būti detalių švarumas? Reikalaujamą švarumo laipsnį apsprendžia reikalavimai sekančiose operacijose. Jei toliau seka mechaninis apdirbimas, švarumo laipsnis gali būti mažesnis, nei prieš dažymą. Remiantis skirtingais švarumo reikalavimais galima detales paskirstyti pagal švarumo klases ir jas atskirai apdoroti.
* Ar galima sudaryti operacijų seką be valymo? Suderinus tinkamą operacijų seką, valymo operacijos gali būti nereikalingos. Klijuojant detales valymas yra absoliučiai būtinas, o pvz. Kniedijant ar tvirtinant varžtais valymo dažnai nereikia. Prieš lituojant galima naudoti specialius fliusus, po kurių nereikia valyti.
* Bet kuriuo atveju reikia pasitikrinti, ar valymą galima atlikti vandeniniais tirpalais.

Detalių valymas ir tepalo šalinimas

Metalinės detalės ir gaminiai apdirbimo metu dažniausiai užteršiamos riebalais, tepalais, drožlėmis bei korozijos produktais. Be to, pusgaminiai apsaugai nuo korozijos transportaviumo metu sutepami antikorozinėmis priemonėmis.

Prieš bet kokį padengimo procesą, dažymą, galvaninį padengimą ar karštą cinkavimą ant detalių neturi būti rūdžių, purvo, riebalų ir tepalų. Be valymo dažymo ir galvaniniuose procesuose dar reikalingos kitos procedūros tokios kaip, ėsdinimas, fosfatavimas, pasyvavimas ir pan.

Tepalo šalinimui nuo metalo paviršių pramonėje dažniausiai naudojami trijų tipų valymo priemonės:
• Vandeniniai tirpalai
• Nehalogeninti organiniai tirpikliai
• Chlorinti angliavandeniliai

Kai kuriose srityse gali būti naudojamas Plazminis valymas.

Valymas chlorintais angliavandeniliais šiuo metu dėl priežasčių, susijusių su aplinkosauga ir darbų sauga, naudojamas tik labai specifiniais atvejais (pvz. kai labai didelis užterštumas, (pvz. sukietėjusiais riebalais) arba keliami labai dideli reikalavimai paviršiaus švarumui.

Dėl mažos atmosferos taršos ir saugumo darbe vis plačiau plinta valymas vandeniniais tirpalais.

Tačiau valymas vandeniniais tirpalais turi ir savų trūkumų, lyginant su valymu nehalogenintais organiniais tirpikliais. Iš tokių trūkumų galima paminėti didelį energijos poreikį detalių džiovinimui ir aukštus nuotekų valymui keliamus reikalavimus.


Valymo sistemų pasirinkimo kriterijai
Pasirenkant valymo sistemą be ekonominių aspektų reikia įvertinti šiuos faktorius:
• Nešvarumų pobūdį
• Valytinų detalių ir gaminių medžiagą ir formą
• Tolimesnio technologinio proceso reikalavimus kokybei
• Valymo techniką, kitaip sakant turimus valymui naudojamus įrenginius.

Kokių nors bendrųjų nuorodų, kaip pasirinkti valymo sistemą nėra. Techninis sprendimas priklauso nuo darbo užduočių. Kai kokybei keliami dideli reikalavimai, pvz. galvaniniuose procesuose, kad būtų išvengta broko, būtinas pirminis valymas.

Skirtingų valymo sistemų apjungimas
Organiniai tirpikliai dėl savo prigimties riebalus ir tepalus tirpina geriau nei vandeniniai tirpalai, tuo tarpu vanduo geriau tirpina druskas. Tačiau tai nereiškia, kad vandeninės valymo sistemos negali būti naudojamos organiniams teršalams šalinti. Tinkamai parinkus chemikalus, mechaninį poveikį (pvz. suslėgtą orą, ultragarsą) ir aukštesnę darbinio tirpalo temperatūrą galima šiuos trūkumus pašalinti.

Rankinis fosfatavimas

Amorfinis fosfatavimas plaunant rankomis yra pats paprasčiausias fosfatavimo būdas. Galimybė dirbti paprastomis priemonėmis ir naudojant žemos temperatūros tirpalus daro šį būdą labai lanksčiu ir universaliu.
Metalinės detalės ar gaminiai šluostomi ar valomi šepečiais, kempinėmis ar skudurais. Metodas gali būti pritaikytas dideliems gaminiams, kurie netelpa į fosfatavimo vonią ar plovimo liniją, o taip pat, kai įmonėje nėra vietos įrengti stacionarią fosfatavimo merkimu ar purškimu liniją.
Geležies fosfato danga plaunant rankomis susidaro naudojant tirpalą, kurio temperatūra nuo 18 iki 50 laipsnių. Žinoma, geriau dirbti su aukštesnės temperatūros tirpalais. Fosfatavimo tirpalo darbinė koncentracija turėtų būti 8 - 10%. Tepalo dalelės ištirpsta tokiame koncentruotame tirpale, kai paviršius trinamas tirpalu sudrėkinta kempine ar tinkamai parinktu šepečiu.
Dirbant tokiu metodu rekomenduojama užterštą ir chemiškai išeikvotą tirpalą pakeisti nauju, o ne kelti tirpalo koncentraciją naujomis chemikalo porcijomis.

Fosfatavimo nuosėdų susidarymas

Dirbant laboratorinėmis sąlygomis, kai naudojamas švarios metalinės plokštelės ir pastoviai palaikomos optimalios reakcijos sąlygos, amorfinis fosfatavimas vyksta praktiškai be nuosėdų.
Gamyboje matome kiek kitokią situaciją. Kodėl gi miltelinio dažymo dažyklų paruošimo linijų fosfatavimo voniose susidaro nuosėdos?
Gamybos sąlygomis yra ganėtinai sunku išlaikyti optimalų tirpalo darbo režimą. Gamybos apimtys ne visada būna priderintos prie turimų įrenginių pajėgumų ar galimybių, ne visur yra procesą prižiūrintis technologas, per retai atliekamas tirpalų koregavimas.
Reikia atskirti dviejų tipų paruošimo linijas: su pradiniu tepalo pašalinimu šarminiuose tirpaluose ir po to sekančiu fosfatavimu, ir linijas, kuriose tepalo šalinimas nuo paviršiaus ir fosfatavimas vyksta viename tirpale praktiškai vienu metu.
Pirmuoju atveju fosfatavimo vonioje nuosėdos atsiranda dėl keleto gana skirtingų priežasčių:
1. Tirpalų ruošimui ir plovimui naudojamas kietas vanduo. Į fosfatavimo vonią patekę kalcio ir magnio jonai sudarys mažai tirpius ir netirpius kalcio ir magnio fosfatus ir padidins nuosėdų kiekį.
2. Per žema fosfatavimo tirpalo pH reikšmė. Šiuo atveju geležis nuo gaminio tirpsta, pereidama į tirpių fosfatų pavidalą. Vėliau šie fosfatai virsta netirpiais, tačiau iškrenta į nuosėdas.
3. Su netinkamai nuplautais gaminiais į tirpalą patenkantis šarminis tepalo šalinimo tirpalas užteršia darbinį fosfatavimo tirpalą didindamas jo pH. Kai pH reikšmė pasiekia 5,8 arba didesnė, daugeliu atvejų danga ant paviršiaus nebesusiformuoja, susidaro tik įvairios sudėties geležies fosfatai, geležies hidroksidas ir geležies oksidas.
4. Tirpalų maišymui naudojamas suslėgtas oras. Oro deguonis oksiduoja tirpale ištirpusią geležį ir taip didina nuosėdų kiekį.
5. Per žemos tirpalo arba gaminių temperatūros. Kai tirpalo arba gaminio temperatūra yra žemesnė kaip 42ºC fosfatinė danga ant plieno paviršiaus nesusidaro. Plienas reaguoja su fosforo rūgštimi, o susidarantys fosfatai iškrenta nuosėdų pavidalu ant vonios sienelių ir dugno. Tokia situacija matoma tada, kai skubant vykdyti gamybines užduotis gaminiai merkiami į nespėjusį pakankamai įšilti tirpalą. Panašiai vyksta ir tada, kai gaminys po šarminės vonios plaunamas šaltu vandeniu ir įmerkus į darbinę vonią jis pirmiausiai turi įšilti. Jei darbinis tirpalo režimas (priklausomai nuo naudojamo produkto) yra 45 – 60ºC, o taupumo sumetimais vonioje palaikoma minimali temperatūra, tai akivaizdu, kad į tirpalą pamerkus, tarkime, 20ºC temperatūros gaminius tirpalas atvės ir vyks ne fosfatavimo, o tik nuosėdų susidarymo procesas.
Susidariusios nuosėdos, jei reguliariai nešalinamos, pradeda trukdyti darbui – persineša į plovimo vonias jas užteršdamos. Negana to, jos gan sunkiai nusiplauna panardinimo linijose ir lieka ant gaminių, ypač sudėtingesnio profilio vietose, iš kurių sunkiau nuteka vanduo.
Kaip jau esu minėjęs aukščiau, laikoma amorfinio fosfatavimo tirpaluose nuosėdos nesusidaro, todėl įrenginių gamintojai juose nesumontuoja papildomos tirpalų valymo įrangos. Tokia tirpalo tarnavimo laikui pratęsti skirta įranga gali būti įvairūs filtrai, hidrociklonai, dekantatoriai, kurie atskiria nuosėdas iš naudojamo tirpalo.