İçeriğe geç
Bio-Circle
Temizleme teknolojileri

Ultrasonik temizleme ne zaman doğru seçim

Aynı 100 litrelik banyo, 25 kHz'de dökme demiri açar, 80 kHz'de hassas valf sürgüsünü temizler. Frekans, güç yoğunluğu, sepet tasarımı ve sık yapılan hatalar.

Bio-Circle Teknik Ekip8 dk okuma
Ultrasonik temizleme ne zaman doğru seçim

Bir hidrolik valf gövdesinin içindeki 2 mm çapında kör kanalı püskürtmeli yıkayıcıyla temizlemek mümkün değildir: su jeti kanalın ağzına çarpar, içeri giremez. Aynı parça 80 kHz'lik bir ultrasonik banyoda 6 dakikada temizlenir, çünkü kavitasyon kabarcıkları sıvının gittiği her yere gider. Ultrasonik temizlemenin cazibesi de sınırı da buradadır: sıvının ulaşamadığı yüzeyi ultrason da temizlemez.

Bu yazı, frekans ile kir tipi arasındaki ilişkiyi, banyonun çalışma parametrelerini ve sepet tasarımının sonucu neden belirlediğini ele alıyor. Ayrıca ultrasonik banyonun yanlış bir yatırım olduğu durumları da işaretliyor.

Kavitasyon: işi yapan kabarcık

Tanka yapıştırılmış piezoelektrik dönüştürücüler, sıvıda saniyede on binlerce kez tekrarlanan basınç ve gerilme dalgaları üretir. Gerilme yarım periyodunda sıvı kendini çekemez ve mikron mertebesinde kabarcıklar oluşur; basınç yarım periyodunda bu kabarcıklar içeri doğru çöker. Çökme yerel olarak birkaç yüz bar basınç ve yüzeye doğru yönelen bir mikro jet üretir. Yağ filmini yüzeyden sıyıran, yapışmış partikülü yerinden oynatan bu mikro jetlerdir.

Frekans, kabarcığın boyutunu belirler. Düşük frekansta gerilme yarım periyodu uzundur, kabarcık büyür, çökme şiddetli olur. Yüksek frekansta kabarcıklar daha küçük, daha çok sayıda ve daha homojen dağılır; şiddet azalır, nüfuz etme ve ince partikül kaldırma yeteneği artar. Frekans seçimi bu nedenle bir tercih değil, parçaya bağlı bir hesaptır.

Frekans ve kir tipi eşleşmesi

FrekansUygun işDikkat
20-25 kHzAğır döküm, karbon kalıntısı, kabuk, kaba pasEn agresif; alüminyum ve ince saçta erozyon riski, duyulabilir gürültü
40 kHzGenel atölye işi: yağ, gres, parlatma pastası, talaş tozuFiyat ve performans dengesi; çoğu makine atölyesinin standardı
68-80 kHzHidrolik sürgü, enjektör, ince cidarlı ve hassas parçaDaha homojen alan, düşük erozyon; ağır kirde yavaş
120-200 kHzOptik, tıbbi ve hassas parçada 1 µm altı partikülYağ almada zayıf; ön yıkama şart
Çoklu frekans / taramaKarışık parça ailesiDuran dalga düğümlerini dağıtır, ölü bölgeleri azaltır

Güç yoğunluğu, sıcaklık ve gaz alma

  • Güç yoğunluğu: 40 kHz'de tipik değer 10-20 W/L, ağır kir için 25-30 W/L. 100 litrelik bir tankta bu 1.000-2.000 W jeneratör gücü demektir.
  • Sıcaklık: sulu çözeltilerde kavitasyon şiddeti 60-70 °C civarında tepe yapar. 80 °C üstünde buhar kabarcığı yastık görevi görür ve çökme enerjisi düşer. Pratikte 50-65 °C çalışılır.
  • Gaz alma: taze doldurulan veya üstüne su eklenen banyo, parçasız olarak 10-30 dakika ultrasonla çalıştırılmalıdır. Çözünmüş hava kabarcık çökmesini yumuşatır ve ilk sepetin sonucunu bozar.
  • Kimya: saf suda ultrason zayıftır; yüzey gerilimi yüksektir. %2-6 konsantrasyonda, ultrasona uygun formüle edilmiş hafif alkali bir temizleyici hem ıslatmayı hem kavitasyonu dengede tutar.
  • Süre: tipik çevrim 3-10 dakikadır. 10 dakikada çıkmayan kir, genellikle daha uzun süreyle değil, farklı frekans veya farklı kimyayla çıkar.
  • Doluluk: sıvı seviyesi üreticinin işaretlediği çizgide tutulmalıdır; seviye değişince duran dalga yapısı ve dolayısıyla tanktaki ölü bölgeler değişir.
GÜÇ YOĞUNLUĞU
  Tank hacmi 100 L, orta-ağır kir
  Hedef 15 W/L  ->  100 × 15 = 1.500 W ultrasonik jeneratör
  Isıtıcı ayrıca hesaplanır (tipik 3-6 kW, 20 -> 60 °C için)

ALÜMİNYUM FOLYO TESTİ (periyodik kontrol)
  Malzeme : 10-20 µm folyo, 3 şerit (sol - orta - sağ)
  Koşul   : çalışma sıcaklığı, gaz alma tamamlanmış, parça yok
  Süre    : 30-60 saniye
  Beklenen: her şeritte benzer yoğunlukta delinme deseni
  Sonuç   : bir şerit belirgin temizse o bölgedeki dönüştürücü
            veya tanktaki yükleme düzeni sorgulanır

Sepet ve aparat tasarımı

  1. Göz açıklığı: 1-2 mm ince telli sepetler ses enerjisinin önemli kısmını keser. En az 8 mm, tercihen 10-20 mm açıklıklı sepet veya tel askı kullanın.
  2. Taban mesafesi: parça asla tank tabanına oturmamalı; dönüştürücü diyaframının 25-50 mm üstünde kalmalıdır. Doğrudan temas hem parçayı hem tankı aşındırır.
  3. Gölgeleme: parçalar tek katman hâlinde ve birbirini gölgelemeyecek şekilde yerleştirilir. Üst üste dizilen ikinci sıra pratikte yıkanmaz.
  4. Hava cebi: kör delik ve kapalı hacimler, hava kaçabilecek şekilde eğimli yerleştirilir. Çevrim ortasında sepeti 90° döndürmek çoğu vakada süreden daha etkilidir.
  5. Yükleme oranı: sepet, tank kesit alanının %60-70'ini geçmemelidir. Aşırı yükleme, ses alanını parçaların arkasında tamamen söndürür.
  6. Malzeme: paslanmaz tel sepet tercih edilir; kalın plastik kaplama ve yoğun polimer taşıyıcılar sesi yutar.
Ultrasonik banyoda çıkmayan işlerin yarısı sepeti değiştirince çıkıyor. İnce gözlü sepetten tel askıya geçmek, jeneratör gücünü artırmaktan daha ucuz.
Saha uygulama notu

Ultrasonik ne zaman yanlış seçim

Kalın gres tabakası ve bol talaşla gelen parçalar ultrasonik banyoya doğrudan girmemelidir: kaba kir, birkaç sepette banyoyu bitirir ve kavitasyon zaten kirli sıvıda sönümlenir. Bu tür işlerde önce kaba bir yıkama veya biyolojik masa, sonra ultrasonik ince temizlik mantıklıdır. Büyük gövdeli parçalarda ise tank hacmi ve dolayısıyla jeneratör gücü hızla ekonomik sınırı aşar; 500 litrenin üstünde çoğu zaman püskürtmeli daldırma daha uygun olur.

Geometrisi basit, yüzeyi açık ve adedi yüksek parçalarda da ultrasonik gereksizdir: bir püskürtmeli kabin, parça başına maliyeti belirgin biçimde düşürür. Yumuşak veya parlatılmış yüzeyler, ince membranlar, gevşek boya ve kaplama taşıyan parçalar ise ayrı bir risk grubudur; 25-40 kHz'de uzun çevrimler matlaşma ve noktasal aşınma üretebilir. Bu gruplarda önce numune ile denenmeli, sonuç yüzey pürüzlülüğü ölçümüyle doğrulanmalıdır.

Frekansı sonradan değiştirebilir miyim?
Tek frekanslı bir tankta hayır; dönüştürücü ve jeneratör o frekansa göre ayarlanmıştır. Parça ailesi geniş ve değişkense, başlangıçta çift frekanslı veya tarama modlu bir sistem seçmek sonradan ikinci bir tank almaktan ucuza gelir.
Ultrasonik banyo tankı ne kadar dayanır?
Kavitasyon zamanla tank tabanında erozyon yapar. 1-2 mm kalınlığında paslanmaz tabanlı tanklarda ömür yoğun kullanımda 5-10 yıl mertebesindedir. Parçaların tabana oturtulması ve boş çalıştırma bu süreyi belirgin şekilde kısaltır.
Sıvı ne sıklıkla değişmeli?
Kirlilik yüküne bağlı olarak haftada birden ayda bire kadar. Yüzeydeki yağ filmi kavitasyonu doğrudan azalttığı için, yüzey sıyırıcısı ve kartuş filtre ile çalışan banyolarda değişim aralığı belirgin biçimde uzar.
Folyo testini ne sıklıkla yapmalıyım?
Yeni sistemi devreye alırken bir kez referans olarak, sonrasında üç ayda bir yeterlidir. Temizlik sonuçlarında açıklanamayan bir bozulma varsa, dönüştürücü sağlığını kontrol etmenin en hızlı yolu budur.
Paylaş

Bio-Circle Teknik Ekip

Uygulama mühendisliği

Saha denemeleri, banyo analizleri ve devreye alma çalışmalarını yürüten uygulama ekibi. Yazılar atölyede tutulan ölçüm kayıtlarına ve müşteri denemelerine dayanır.

Bio-Circle Teknik Ekip imzalı yazılar

İlgili yazılar