ไม่ว่าโลหะดิบจะถูกทำเป็นท่อหรือท่อด้วยวิธีใดก็ตาม

ไม่ว่าโลหะดิบจะถูกผลิตเป็นท่อหรือท่ออย่างไร กระบวนการผลิตจะทิ้งวัสดุตกค้างจำนวนมากไว้บนพื้นผิวการขึ้นรูปและเชื่อมบนโรงรีด การวาดรูปบนโต๊ะเขียนแบบ หรือใช้เครื่องไพลเลอร์หรือเครื่องอัดรีดตามด้วยกระบวนการตัดตามความยาวอาจทำให้ท่อหรือพื้นผิวท่อเคลือบด้วยจาระบีและอาจเกิดการอุดตันด้วยเศษซากสิ่งปนเปื้อนทั่วไปที่ต้องกำจัดออกจากพื้นผิวภายในและภายนอก ได้แก่ สารหล่อลื่นที่มีน้ำมันและน้ำจากการวาดและการตัด เศษโลหะจากการตัด และฝุ่นและเศษจากโรงงาน
วิธีการทั่วไปในการทำความสะอาดท่อประปาและท่ออากาศภายในอาคาร ไม่ว่าจะด้วยสารละลายที่เป็นน้ำหรือตัวทำละลาย ก็คล้ายคลึงกับวิธีการทำความสะอาดพื้นผิวภายนอกอาคารซึ่งรวมถึงการฟลัชชิง การเสียบ และการเกิดโพรงอากาศแบบอัลตราโซนิกวิธีการทั้งหมดนี้ได้ผลดีและใช้กันมานานหลายทศวรรษ
แน่นอนว่าทุกกระบวนการมีข้อจำกัด และวิธีการล้างข้อมูลเหล่านี้ก็ไม่มีข้อยกเว้นโดยทั่วไปการฟลัชชิ่งต้องใช้ท่อร่วมแบบแมนนวลและสูญเสียประสิทธิภาพเนื่องจากความเร็วของฟลัชชิงลดลงเมื่อของไหลเข้าใกล้พื้นผิวท่อ (เอฟเฟกต์ชั้นขอบเขต) (ดูรูปที่ 1)การบรรจุทำงานได้ดี แต่ต้องใช้ความลำบากมากและทำไม่ได้สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กมาก เช่น ที่ใช้ในทางการแพทย์ (ท่อใต้ผิวหนังหรือท่อลูมินัล)พลังงานอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพในการทำความสะอาดพื้นผิวภายนอก แต่ไม่สามารถเจาะพื้นผิวแข็งได้ และเข้าถึงภายในท่อได้ยาก โดยเฉพาะเมื่อรวมผลิตภัณฑ์ไว้ด้วยกันข้อเสียอีกประการหนึ่งคือพลังงานล้ำเสียงอาจทำให้พื้นผิวเสียหายได้ฟองเสียงจะถูกกำจัดโดยการเกิดโพรงอากาศ โดยจะปล่อยพลังงานจำนวนมากออกมาใกล้พื้นผิว
อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับกระบวนการเหล่านี้คือสุญญากาศไซคลิกนิวเคลียส (VCN) ซึ่งทำให้ฟองก๊าซเติบโตและยุบตัวเพื่อเคลื่อนย้ายของเหลวโดยพื้นฐานแล้ว ไม่เหมือนกับกระบวนการอัลตราโซนิกตรงที่ไม่เสี่ยงต่อการทำลายพื้นผิวโลหะ
VCN ใช้ฟองอากาศเพื่อกวนและขจัดของเหลวออกจากด้านในของท่อนี่เป็นกระบวนการแช่ที่ทำงานในสุญญากาศและสามารถใช้ได้กับของเหลวทั้งที่เป็นน้ำและตัวทำละลาย
มันทำงานบนหลักการเดียวกันกับฟองสบู่ที่เกิดขึ้นเมื่อน้ำเริ่มเดือดในหม้อฟองสบู่ฟองแรกจะเกิดขึ้นในบางจุด โดยเฉพาะในกระถางที่ใช้งานอย่างดีการตรวจสอบพื้นที่เหล่านี้อย่างระมัดระวังมักจะเผยให้เห็นความหยาบหรือข้อบกพร่องของพื้นผิวอื่นๆ ในพื้นที่เหล่านี้ในบริเวณเหล่านี้พื้นผิวของกระทะสัมผัสกับของเหลวในปริมาณที่กำหนดมากขึ้นนอกจากนี้ เนื่องจากพื้นที่เหล่านี้ไม่ได้อยู่ภายใต้การระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนตามธรรมชาติ ฟองอากาศจึงสามารถก่อตัวได้ง่าย
ในการถ่ายเทความร้อนแบบเดือด ความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังของเหลวเพื่อเพิ่มอุณหภูมิให้ถึงจุดเดือดเมื่อถึงจุดเดือด อุณหภูมิจะหยุดสูงขึ้นการเพิ่มความร้อนมากขึ้นจะส่งผลให้เกิดไอน้ำ โดยเริ่มแรกจะอยู่ในรูปของฟองไอน้ำเมื่อได้รับความร้อนอย่างรวดเร็ว ของเหลวทั้งหมดบนพื้นผิวจะกลายเป็นไอ ซึ่งเรียกว่าการเดือดของฟิล์ม
ต่อไปนี้คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณต้มน้ำในหม้อน้ำ ขั้นแรก ฟองอากาศจะเกิดขึ้นที่จุดใดจุดหนึ่งบนพื้นผิวของหม้อ และจากนั้นในขณะที่น้ำถูกกวนและกวน น้ำจะระเหยออกจากพื้นผิวอย่างรวดเร็วใกล้พื้นผิวเป็นไอที่มองไม่เห็นเมื่อไอระเหยเย็นลงจากการสัมผัสกับอากาศโดยรอบ จะควบแน่นเป็นไอน้ำซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนเมื่อก่อตัวเหนือหม้อ
ทุกคนรู้ดีว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 212 องศาฟาเรนไฮต์ (100 องศาเซลเซียส) แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมดสิ่งนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิและความดันบรรยากาศมาตรฐานซึ่งก็คือ 14.7 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (PSI [1 บาร์])กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในวันที่ความกดอากาศที่ระดับน้ำทะเลคือ 14.7 psi จุดเดือดของน้ำที่ระดับน้ำทะเลคือ 212 องศาฟาเรนไฮต์ในวันเดียวกันบนภูเขาที่ความสูง 5,000 ฟุตในภูมิภาคนี้ ความดันบรรยากาศอยู่ที่ 12.2 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ซึ่งน้ำจะมีจุดเดือด 203 องศาฟาเรนไฮต์
แทนที่จะเพิ่มอุณหภูมิของของเหลวจนถึงจุดเดือด กระบวนการ VCN จะลดความดันในห้องเพาะเลี้ยงลงจนถึงจุดเดือดของของเหลวที่อุณหภูมิโดยรอบเช่นเดียวกับการถ่ายเทความร้อนแบบเดือด เมื่อความดันถึงจุดเดือด อุณหภูมิและความดันจะคงที่ความดันนี้เรียกว่าความดันไอเมื่อพื้นผิวด้านในของท่อหรือท่อเต็มไปด้วยไอน้ำ พื้นผิวด้านนอกจะเติมไอน้ำที่จำเป็นเพื่อรักษาความดันไอในห้อง
แม้ว่าการถ่ายเทความร้อนแบบเดือดเป็นตัวอย่างหลักการของ VCN แต่กระบวนการ VCN จะทำงานตรงกันข้ามกับการเดือด
กระบวนการทำความสะอาดแบบเลือกสรรการสร้างบับเบิ้ลเป็นกระบวนการคัดเลือกที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อเคลียร์บางพื้นที่การนำอากาศออกทั้งหมดจะช่วยลดความดันบรรยากาศเหลือ 0 psi ซึ่งเป็นความดันไอ ทำให้เกิดไอน้ำขึ้นบนพื้นผิวฟองอากาศที่กำลังเติบโตจะไล่ของเหลวออกจากพื้นผิวของท่อหรือหัวฉีดเมื่อปล่อยสุญญากาศ ห้องจะกลับสู่ความดันบรรยากาศและถูกไล่ออก ของเหลวใหม่จะเติมลงในท่อสำหรับรอบสุญญากาศถัดไปโดยทั่วไปรอบสุญญากาศ/แรงดันจะตั้งค่าไว้ที่ 1 ถึง 3 วินาที และสามารถตั้งค่าเป็นจำนวนรอบเท่าใดก็ได้ ขึ้นอยู่กับขนาดและการปนเปื้อนของชิ้นงาน
ข้อดีของกระบวนการนี้คือทำความสะอาดพื้นผิวท่อโดยเริ่มจากบริเวณที่มีการปนเปื้อนเมื่อไอระเหยขยายตัว ของเหลวจะถูกผลักไปที่พื้นผิวของท่อและเร่งความเร็ว ทำให้เกิดแรงกระเพื่อมที่แข็งแกร่งบนผนังของท่อความตื่นเต้นที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นที่กำแพงซึ่งมีไอน้ำเติบโตโดยพื้นฐานแล้ว กระบวนการนี้จะทำลายชั้นขอบเขต ทำให้ของเหลวอยู่ใกล้กับพื้นผิวที่มีศักยภาพทางเคมีสูงบนรูป2 แสดงสองขั้นตอนกระบวนการโดยใช้สารละลายลดแรงตึงผิวที่เป็นน้ำ 0.1%
เพื่อให้ไอน้ำก่อตัวได้ ฟองอากาศจะต้องก่อตัวบนพื้นผิวแข็งซึ่งหมายความว่ากระบวนการทำความสะอาดจะเปลี่ยนจากพื้นผิวไปสู่ของเหลวที่สำคัญไม่แพ้กัน การเกิดนิวเคลียสของฟองเริ่มต้นด้วยฟองเล็กๆ ที่รวมตัวกันที่พื้นผิว และก่อตัวเป็นฟองที่มั่นคงในที่สุดดังนั้นการเกิดนิวเคลียสจึงสนับสนุนบริเวณที่มีพื้นที่ผิวสูงกว่าปริมาตรของเหลว เช่น ท่อและเส้นผ่านศูนย์กลางภายในท่อ
เนื่องจากความโค้งเว้าของท่อ ไอน้ำจึงมีแนวโน้มที่จะก่อตัวภายในท่อมากขึ้นเนื่องจากฟองอากาศก่อตัวได้ง่ายที่เส้นผ่านศูนย์กลางด้านใน ไอจึงเกิดขึ้นที่นั่นก่อนและเร็วพอที่จะไล่ของเหลว 70% ถึง 80% ออกไปของเหลวที่พื้นผิวที่จุดสูงสุดของเฟสสุญญากาศคือไอเกือบ 100% ซึ่งเลียนแบบการเดือดของฟิล์มในการถ่ายเทความร้อนแบบเดือด
กระบวนการนิวเคลียสใช้ได้กับผลิตภัณฑ์ที่เป็นเส้นตรง โค้ง หรือบิด ที่มีความยาวหรือรูปร่างเกือบทุกแบบ
ค้นหาเงินออมที่ซ่อนอยู่ระบบน้ำที่ใช้ VCN สามารถลดต้นทุนได้อย่างมากเนื่องจากกระบวนการนี้รักษาความเข้มข้นของสารเคมีไว้ในระดับสูงเนื่องจากการผสมที่เข้มข้นขึ้นใกล้กับพื้นผิวของท่อ (ดูรูปที่ 1) จึงไม่จำเป็นต้องมีสารเคมีที่มีความเข้มข้นสูงเพื่อช่วยให้สารเคมีแพร่กระจายได้ง่ายขึ้นการประมวลผลและทำความสะอาดที่เร็วขึ้นยังส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตสูงขึ้นสำหรับเครื่องจักรที่กำหนด ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนของอุปกรณ์เพิ่มขึ้น
สุดท้ายนี้ กระบวนการ VCN ทั้งแบบใช้น้ำและแบบตัวทำละลายสามารถเพิ่มผลผลิตได้ผ่านการทำแห้งแบบสุญญากาศไม่ต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติมใดๆ นี่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของกระบวนการเท่านั้น
เนื่องจากการออกแบบห้องปิดและความยืดหยุ่นทางความร้อน ระบบ VCN จึงสามารถกำหนดค่าได้หลายวิธี
กระบวนการนิวเคลียสของวัฏจักรสุญญากาศใช้ในการทำความสะอาดส่วนประกอบที่เป็นท่อขนาดและการใช้งานต่างๆ เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก (ซ้าย) และท่อนำคลื่นวิทยุเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ (ขวา)
สำหรับระบบที่ใช้ตัวทำละลาย สามารถใช้วิธีการทำความสะอาดอื่นๆ เช่น ไอน้ำและสเปรย์ นอกเหนือจาก VCNในแอปพลิเคชันเฉพาะบางตัว สามารถเพิ่มระบบอัลตราซาวนด์เพื่อปรับปรุง VCN ได้เมื่อใช้ตัวทำละลาย กระบวนการ VCN ได้รับการสนับสนุนจากกระบวนการสุญญากาศสู่สุญญากาศ (หรือไร้อากาศ) ซึ่งได้รับการจดสิทธิบัตรครั้งแรกในปี 1991 กระบวนการนี้จำกัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและการใช้ตัวทำละลายไว้ที่ 97% หรือสูงกว่ากระบวนการนี้ได้รับการยอมรับจากหน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและการจัดการคุณภาพอากาศชายฝั่งตอนใต้ของเขตแคลิฟอร์เนียว่ามีประสิทธิผลในการจำกัดการสัมผัสและการใช้งาน
ระบบตัวทำละลายที่ใช้ VCN มีความคุ้มค่าเนื่องจากแต่ละระบบมีความสามารถในการกลั่นแบบสุญญากาศ ซึ่งช่วยเพิ่มการนำตัวทำละลายกลับคืนมาได้สูงสุดซึ่งจะช่วยลดการซื้อตัวทำละลายและการกำจัดของเสียกระบวนการนี้ช่วยยืดอายุของตัวทำละลายอัตราการสลายตัวของตัวทำละลายจะลดลงเมื่ออุณหภูมิในการทำงานลดลง
ระบบเหล่านี้เหมาะสำหรับการบำบัดหลัง เช่น การทำฟิล์มด้วยสารละลายกรด หรือการฆ่าเชื้อด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์หรือสารเคมีอื่นๆ หากจำเป็นกิจกรรมพื้นผิวของกระบวนการ VCN ทำให้การรักษาเหล่านี้รวดเร็วและคุ้มค่า และสามารถนำมารวมกันในการออกแบบอุปกรณ์เดียวกันได้
จนถึงปัจจุบัน เครื่องจักร VCN ดำเนินการกับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กเพียง 0.25 มม. และท่อที่มีอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อความหนาของผนังมากกว่า 1000:1 ในภาคสนามในการศึกษาในห้องปฏิบัติการ VCN มีประสิทธิภาพในการกำจัดคอยล์ปนเปื้อนภายในที่มีความยาวสูงสุด 1 เมตร และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.08 มม.ในทางปฏิบัติสามารถทำความสะอาดผ่านรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางได้ถึง 0.15 มม.
Dr. Donald Gray is President of Vacuum Processing Systems and JP Schuttert oversees sales, PO Box 822, East Greenwich, RI 02818, 401-397-8578, contact@vacuumprocessingsystems.com.
Dr. Donald Gray is President of Vacuum Processing Systems and JP Schuttert oversees sales, PO Box 822, East Greenwich, RI 02818, 401-397-8578, contact@vacuumprocessingsystems.com.
Tube & Pipe Journal เปิดตัวในปี 1990 โดยเป็นนิตยสารฉบับแรกที่อุทิศให้กับอุตสาหกรรมท่อโลหะปัจจุบันยังคงเป็นสิ่งพิมพ์อุตสาหกรรมเพียงฉบับเดียวในอเมริกาเหนือ และกลายเป็นแหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือที่สุดสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านท่อ
การเข้าถึง FABRICATOR แบบดิจิทัลเต็มรูปแบบพร้อมใช้งานแล้ว ช่วยให้เข้าถึงทรัพยากรอุตสาหกรรมอันมีค่าได้อย่างง่ายดาย
ขณะนี้มีการเข้าถึง The Tube & Pipe Journal แบบดิจิทัลเต็มรูปแบบแล้ว ทำให้เข้าถึงทรัพยากรอุตสาหกรรมอันมีค่าได้อย่างง่ายดาย
เพลิดเพลินกับการเข้าถึง STAMPING Journal แบบดิจิทัล ซึ่งเป็นวารสารตลาดการปั๊มโลหะที่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด แนวปฏิบัติที่ดีที่สุด และข่าวสารอุตสาหกรรม
สิทธิ์การเข้าถึงฉบับดิจิทัลของ Fabricator en Español แบบเต็มรูปแบบพร้อมให้ใช้งานแล้ว ช่วยให้เข้าถึงทรัพยากรอันมีค่าในอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
อาจารย์สอนการเชื่อมและศิลปิน Sean Flottmann เข้าร่วมพอดแคสต์ The Fabricator ที่ FABTECH 2022 ในแอตแลนตาเพื่อแชทสด...