Em primeiro lugar, o princípio da limpeza a laser Os dutos industriais são utilizados nas instalações tubulares de petróleo, produtos químicos e outras empresas, incluindo tubos, válvulas, acessórios para tubos e assim por diante. Tubos são amplamente utilizados no campo industrial, e atenção deve ser dada à remoção de sujeira dentro dos tubos quando se usa tubos. Após a limpeza com água a alta pressão ou o tratamento com tecnologia de suínos, também é necessário o tratamento de passivação. Após a conclusão da operação de passivação, a tubulação pode ser mantida por muito tempo. Às vezes, a limpeza industrial é necessária para manter o equipamento funcionando. A operação de passivação final é crítica e requer passivação imediatamente após a operação anterior ser concluída para retardar a corrosão do tubo.
O laser possui alto brilho, alta diretividade, alta monocromática e alta coerência, incomparável com fontes de luz comuns. Com o alto brilho do laser, depois de focalizar a lente, ele pode gerar dezenas de milhões de graus ou até dezenas de milhares de graus de temperatura perto do foco. A alta diretividade do laser permite que o laser seja eficientemente transportado por longas distâncias. A monocromática do laser é extremamente alta e o comprimento de onda é único, o que é bom para focalizar e selecionar o comprimento de onda.
A limpeza a laser pode ser dividida em duas categorias de acordo com seu mecanismo de limpeza. Ele usa um substrato limpo (também chamado de mãe) e um acessório de superfície (sujeira) para ter um coeficiente de absorção muito diferente para um determinado comprimento de onda da energia do laser. . A energia do laser irradiada para a superfície é absorvida principalmente pelos depósitos da superfície, de modo que é aquecida ou vaporizada para evaporar, ou instantaneamente se expande, e é impulsionada pela corrente de vapor formada na superfície para se separar da superfície do objeto para limpeza. finalidades. O substrato não é danificado pela absorção da luz do laser neste comprimento de onda. Para este tipo de limpeza a laser, escolher o comprimento de onda correto e controlar a energia do laser é a chave para uma limpeza segura e eficiente. O outro tipo é um método de limpeza que não é sensível à diferença no coeficiente de absorção de energia do laser entre o substrato de limpeza e a superfície, ou que o substrato é sensível ao vapor ácido formado pelo revestimento, ou a substância tóxica é gerada após o revestimento é aquecido. . Esse tipo de método geralmente usa um laser pulsado de alta potência e alta taxa de repetição para impactar a superfície que está sendo limpa e converte parte do feixe em ondas sonoras. Depois que a onda sonora atinge a superfície dura inferior, a porção próxima e a onda sonora incidente gerada pelo laser são levemente explodidas, o revestimento é pulverizado, pressionado em um pó e então removido pela bomba de vácuo, e o substrato subjacente não é estragado.
Em comparação com os métodos tradicionais de limpeza, como limpeza a laser, limpeza por atrito mecânico, limpeza por impacto sólido líquido e limpeza ultrassônica de alta frequência, a limpeza a laser apresenta vantagens óbvias. É eficiente, rápido, de baixo custo, baixa carga térmica e carga mecânica no substrato, a limpeza não é prejudicial; os resíduos podem ser reciclados, sem poluição ambiental; seguro e confiável, não prejudica a saúde dos operadores; multi-funcional, pode remover várias diferenças Espessura, composição diferente do revestimento; fácil de conseguir o controle automático do processo de limpeza, limpeza remota remota.
Em segundo lugar, o método de limpeza a laser
A partir da análise do método, o método de limpeza a laser possui quatro tipos de 1 método de limpeza a laser, ou seja, descontaminação direta por radiação pulsada utilizando laser pulsado; 2 método de película laser + líquido, isto é, primeiro depositar uma película líquida na superfície do substrato e depois descontaminar com radiação laser; 3 método de laser + gás inerte, isto é, enquanto irradia o laser, o gás inerte é soprado para a superfície do substrato, e quando a sujeira é removida da superfície, ele é imediatamente soprado para fora da superfície pelo gás. evitar que a superfície seja recontaminada e oxidada; Depois que a sujeira é solta, ela é limpa por métodos químicos não corrosivos. Atualmente, os três primeiros métodos são comumente usados. O quarto método é encontrado apenas na limpeza de artefatos de pedra.
Em terceiro lugar, a aplicação de limpeza a laser
Entalhes de pedra e esculturas de pedra, como a arte de pedra de alta qualidade, tornaram-se as primeiras aplicações da tecnologia de limpeza a laser devido à sua estrutura superficial extremamente fina e frágil. Verificou-se que o uso de lasers para remover a sujeira da superfície de artefatos de pedra tem suas vantagens exclusivas. Ele pode controlar com muita precisão o movimento do feixe em superfícies complexas, removendo a sujeira sem danificar a pedra do artefato. Por exemplo, em setembro de 1992, a Organização de Proteção ao Patrimônio Cultural Mundial, organizada pela Organização das Nações Unidas para Livros Didáticos, comemorou o 20º aniversário da organização e consertou a famosa catedral inglesa Amiens. O belo mármore da Virgem Maria no lado oeste da Catedral de Amiens A gravura é a chave para a engenharia. No projeto de manutenção de um ano da Notre Dame, o pessoal de manutenção usou o laser para remover a camada de escala preta que cobria o padrão de gravação de mármore por alguns milímetros de espessura. A cor original da superfície de mármore foi refletida, o que fez a escultura requintada reaparecer. Glorioso. Por exemplo, as esculturas em pedra de Insbrentier, uma das mais importantes coleções de escultura em pedra do Reino Unido, foram limpas a laser e têm o mesmo efeito. A Figura 1 mostra relíquias culturais austríacas que limpam as esculturas em pedra da Catedral de Santo Estêvão, em meados do século XIV, com um laser YAG com braços articulados.
A superfície da pedra após a limpeza a laser foi observada com um microscópio eletrônico. Verificou-se que a estrutura da pedra após a limpeza a laser não se alterou, e a superfície a ser limpa era lisa e lisa, sem danos. Isto é completamente diferente da superfície limpa pelo método de pulverização de micropartículas (método de jateamento).
Danos à estrutura da superfície do mármore após a limpeza com spray de micropartículas é inevitável, especialmente para superfícies de mármore com escamas de sulfato existentes. A observação por microscopia eletrônica também revelou que as propriedades do material rochoso subjacente não foram degradadas nem alteradas após a irradiação com laser. Actualmente, o trabalho de limpeza da cal com laser, a superfície de materiais de pedra de alta qualidade, como mármore tornou-se um novo projeto empresarial promissor. Além da limpeza de materiais de pedra, a limpeza a laser tem um bom efeito na limpeza de vidro, quartzo, metal, molde, dentes, cavacos, eletrodos, cabeças magnéticas, discos magnéticos e vários produtos microeletrônicos. aplicação.
Em quarto lugar, a análise de benefícios de limpeza a laser
Além disso, a indústria também usa lasers para limpar periodicamente o molde para garantir a qualidade do produto. O exemplo a seguir é um exemplo de limpeza a laser do molde do pneu para ilustrar os benefícios econômicos da limpeza a laser em comparação com a limpeza off-line e o equipamento de limpeza com gelo seco. A tecnologia de limpeza a laser possui vantagens óbvias, limpeza rápida, baixa intensidade de trabalho, sem desgaste e sem perigo para o operador. No entanto, o investimento inicial em equipamentos é relativamente alto, chegando a US $ 300.000 a US $ 600.000. Portanto, a fábrica precisa estabelecer um plano de devolução de dinheiro. Uma fábrica de sistemas a laser JET típica pode obter recuperação de investimento dentro de 18 meses. Menor tempo de inativação da vulcanização, baixos custos de mão-de-obra, menos desgaste do molde e menores custos de produção são benefícios potenciais. Por exemplo, uma máquina com uma produção diária de 20.000 pneus deve ser limpa uma vez por dia por 8 vulcanizadores (16 módulos). Assume-se que 3 vulcanizadores são limpos por turno ou 9 vulcanizadores são limpos todos os dias (algumas fábricas são limpas duas vezes). Remova os dois moldes da máquina de jogo de amizade para limpeza offline. Demora cerca de 15 horas de operação e 10 horas de inatividade. Se os dois meios moldes forem limpos a laser, são necessárias 03 horas de operação e 3 horas de inatividade. A limpeza de um vulcanizador economiza 14 horas de operação e 7 horas de inatividade. É também assumido que apenas 10 limpezas (5 conjuntos de máquinas de enxofre de amizade) e 5 vezes de limpeza offline na loja de moldes resultarão em enormes retornos com 70 horas de operação e 35 horas de inatividade por dia. Um dia útil de 320 dias por ano pode aumentar o número de operações em 22.400 horas e 11.200 horas por ano.
O custo de reparo e manutenção do equipamento de limpeza a laser também deve ser levado em consideração. Para limpar o espelho do laser e remover o resíduo depositado no filtro, o dispositivo deve ser mantido por 30 minutos por semana, e os componentes principais devem ser reparados por 60 minutos a cada 4 semanas. . A unidade é mantida rotineiramente e o sistema a laser é operado a cada 6 meses, de acordo com os requisitos do fabricante. A maioria dos componentes mecânicos tem a mesma vida útil do quadro a laser há mais de 10 anos, e alguns componentes do laser exigem substituição após aproximadamente 3.000 horas de uso. Essas peças podem ser substituídas no campo durante a manutenção preventiva de rotina. A unidade de laser mais sua garantia de um ano, incluindo a substituição de consumíveis e o fornecimento de peças sobressalentes típicas, custam, em última análise, de US $ 4 a US $ 8 por hora. Todos os dispositivos são equipados com um modem (modulador) para que o fabricante possa fornecer serviços remotos.
Com base nos fatores acima, os benefícios econômicos gerais da tecnologia de limpeza a laser são muito significativos.
V. conclusão
Os processos de processamento e corte a laser existem há muitos anos, mas a limpeza a laser da superfície é uma tecnologia relativamente nova. Embora este processo remova todos os materiais orgânicos (como a remoção de goma de mascar), seu uso na limpeza industrial só começou recentemente. Acredita-se que com o desenvolvimento de lasers e a melhoria contínua da tecnologia de limpeza a laser, mais e mais aplicações serão obtidas em vários campos de limpeza.
