Myjnie przemysłowe – rodzaje i zasady użytkowania

Myjnie przemysłowe – rodzaje myjni przemysłowych

Myjnie przemysłowe można podzielić według typów medium myjącego, do których zalicza się urządzenia wodne (myjące w wodorozcieńczalnych preparatach chemicznych) oraz te pracujące na rozpuszczalnikach. W zależności od potrzeb różnych gałęzi przemysłu i technologii czyszczenia można wymienić m.in. myjnie przemysłowe zanurzeniowe (z możliwością zastosowania ultradźwięków, napowietrzania, mieszania kąpieli zwężkami Venturiego itp.), w tym myjnie przemysłowe manualne oraz automatyczne. W obu rodzajach występują te z pojedynczą wanną lub zestawem wanien, z ręcznym lub automatycznym przenoszeniem detali.

Z kolei myjnie przemysłowe natryskowe można podzielić na komorowe lub przelotowe. Technologia natryskowa pozwala przygotować powierzchnie elementów dzięki myciu, odtłuszczaniu, konserwacji czy fosforowaniu, umożliwiając ich dalszą obróbkę, malowanie, spawanie, montaż itd. Natrysk płynu myjącego może być również połączony z następującym po nim zalewaniem komory roboczej.

Technologia mycia w myjkach zawsze jest dostosowana do potrzeb i wymagań klienta. Maszyny mogą być wyposażone w wiele zbiorników na media: na płyn myjący, płuczący i/lub środek konserwujący. W zbiorniku mycia znajduje się układ separacji tłuszczu. Każdy ze zbiorników ma osobny układ filtracji, co zapewnia osiągnięcie najwyższego poziomu czystości.

Podczas procesu, który odbywa się w próżni stosuje się mycie w węglowodorze, płukanie w węglowodorze oraz suszenie. Po zrealizowaniu procesu następuje zapowietrzenie komory. Co ważne, opary w trakcie mycia i po nim są kondensowane.

Ze względu na sposób pracy można dokonać podziału na myjnie przemysłowe ciśnieniowe i zanurzeniowe.

Myjnie przemysłowe ultradźwiękowe, czyli mycie dzięki wibracji

Dzięki nowoczesnej technologii ultradźwięków i wykorzystaniu zjawiska kawitacji, polegającego na wytworzeniu ogromnej liczby implodujących pęcherzyków w roztworze myjącym, myjnie przemysłowe ultradźwiękowe zapewniają szybki i skuteczny proces mycia. Implodujące pęcherzyki powietrza odrywają zanieczyszczenia od detali zanurzonych w cieczy. Zjawisko powstaje wówczas, gdy prąd wysokiej częstotliwości z generatora mocy jest dostarczany do przetwornika ultradźwięków, którego elementem roboczym są dwie płytki piezoceramiczne. Przetwornik jest przymocowany do dna lub ściany wanny i powoduje drgania, które są przenoszone do cieczy myjącej. Gwałtowne zagęszczenie i rozrzedzenie cieczy powoduje kawitację, która intensywne i w sposób kontrolowany odrywa cząsteczki zanieczyszczeń z detalu w całej objętości płynu myjącego.

Ultradźwięki efektywnie usuwają m.in. takie zanieczyszczenia, jak pasty szlifierskie i polerskie, ścierniwo, wióry i opiłki, smary i emulsje chłodzące. Mycie ultradźwiękowe zapobiega powstawaniu uszkodzeń mechanicznych wyrobów, zapewniając wysoką dokładność mycia, które z kolei wymaga minimalnego nadzoru i może być wykonywane przez niewykwalifikowany personel.

Do detali o bardziej skomplikowanej budowie, z otworami przelotowymi lub bez, a także do cięższych zabrudzeń procesowych stosuje się zanurzeniowe myjki ultradźwiękowe. Detale włożone do kosza procesowego umieszczane są ręcznie lub automatycznie (w zależności od urządzenia) w komorze mycia – zanurzane w medium myjącym. Po starcie procesu następuje włączenie generatorów ultradźwięków, które, działając przy odpowiedniej częstotliwości, wywołują proces kawitacji – przyspieszający odrywanie się zanieczyszczeń z powierzchni detali. Korzystnie na czas procesu (jego skrócenie) wpływa wyposażenie urządzenia w pompę wymuszającą ruch cieczy wewnątrz wanny.

Najbardziej wyśrubowane efekty mycia uzyskuje się przez połączenie technologii natryskowej z ultradźwiękową. Urządzenia wyposażone w komorę mycia z możliwością natrysku cieczy, system zalewania wanny oraz generatory ultradźwiękowe to technologia najbardziej precyzyjnego mycia chemicznego.

Detale wstępnie natryskiwane są cieczą w celu zgrubnego usunięcia zanieczyszczeń, po czym następują zalanie komory i przejście do mycia w technologii ultradźwiękowej. Kosze z detalami umieszczane są w obrotowej ramie, dzięki czemu można „wypłukać” najbardziej niedostępne miejsca w bardzo skomplikowanych detalach. Tego typu urządzenia znajdują zastosowanie w precyzyjnym myciu głównie w branżach automotive oraz aerospace.

Rodzaje preparatów myjących

W procesie mycia przemysłowego ważną rolę odgrywają środki czyszczące, które można podzielić na kwasowe, zasadowe i neutralne. Środki czyszczące kwasowe skutecznie usuwają rdzę z elementów żelaznych. Powszechnie używa się ich do usuwania m.in. zgorzeliny walcowniczej (zendry z walcowania na gorąco), osadu powstałego w trakcie spawania czy obróbki cieplnej, tlenków powierzchniowych, które utrudniają malowanie, szkliwienie porcelany, cynowanie, cynkowanie lub cynkowanie ogniowe i powlekanie galwaniczne.

Środki czyszczące kwasowe dobrze radzą sobie także z usuwaniem produktów rdzewienia i korozji, kamienia w twardej wodzie i produktów reakcji twardej wody z zanieczyszczeniami, zwłaszcza białkami (kamienia mlekowego, kamienia piwnego). W przypadku roztworów wodnych zasadowych możliwy jest dodatek emulgatorów w celu utrzymania rozproszenia olejów i smarów w roztworze. Procesy wodne mogą wymagać etapów płukania i suszenia. Środków czyszczących zasadowych używa się m.in. do usuwania: olejów chłodząco-smarujących i chłodziw, wazeliny cosmoline, smaru, odcisków palców czy zabrudzeń warsztatowych.

Środki czyszczące zasadowe mogą być przeznaczone do umożliwiania dobrego oddzielania wody od zanieczyszczeń, takich jak oleje. Z kolei roztwory neutralne doskonale nadają się do urządzeń rozpylających lub ultradźwiękowych. Środki neutralne nie są najlepsze w przypadku procesów zanurzeniowych, które bardziej zależą od działań chemicznych. Roztwory neutralne znakomicie nadają się do usuwania chlorków lub innych soli. Środki te są również dobre do usuwania soli organicznych i cząstek stałych.

Należy podkreślić, że w przypadku myjek ultradźwiękowych do właściwego ich działania potrzebna jest woda z dodatkiem odpowiedniego preparatu myjącego. Myte detale zostają w niej zanurzone, po czym następuje mycie mechaniczne, za które odpowiada zjawisko kawitacji. Jest ono wywołane przez fale dźwiękowe bardzo wysokiej częstotliwości (częstotliwość zależy od rodzaju materiału, z jakiego wykonane są detale, rodzaju zanieczyszczeń), które prowadzą do wytworzenia się milionów mikroskopijnych pęcherzyków gazu, które implodują na powierzchni detalu i doprowadzają do oderwania się zanieczyszczenia od jego powierzchni i, co za tym idzie, oczyszczenia detalu. Przy trudnych zanieczyszczeniach stosowane są jak najniższe częstotliwości ultradźwiękowe. W metalach masywnych (np. stal nierdzewna itd.) im mniejsza jest częstotliwość, tym agresywność ultradźwięków jest wyższa.

Zasady doboru środków myjących

Jakość, koszt oraz czas procesu mycia przemysłowego zależą w dużej mierze od zdolności rozpuszczania zanieczyszczeń przez wybrane medium myjące. Najczęściej wybierane są środki wodne oraz rozpuszczalniki organiczne (węglowodory lub alkohole modyfikowane). Przy wyborze odpowiedniego środka zastosowanie ma zasada „podobne rozpuszcza się w podobnym”. Dlatego do usuwania zanieczyszczeń polarnych, czyli rozpuszczalnych w wodzie, np. emulsji czy soli, w pierwszej kolejności rozpatruje się wybór środków wodnych.

Aby utrzymać powtarzalną jakość mycia, konieczny jest regularny monitoring procesu, polegający na kontroli parametrów, takich jak stężenie detergentu, temperatura, jakość wody oraz stan filtrów. Rozpuszczalniki natomiast stanowią preferowany wybór przy usuwaniu zanieczyszczeń niepolarnych, bazujących na olejach mineralnych, np.: olejów maszynowych, tłuszczów, wosków. Po zmyciu oleju wióry i inne drobiny stracą swoją przyczepność i będą mogły zostać odseparowane od powierzchni mechanicznie przez ultradźwięki lub natrysk i przepływ rozpuszczalnika.

Do tradycyjnych zastosowań rozpuszczalników w odtłuszczaniu przemysłowym można zaliczyć m.in.:

• odtłuszczanie silnie zaolejonych części – zastosowanie środków wodnych skutkowałoby dużym zużyciem i wysokimi kosztami środków chemicznych, wody oraz energii, a także znacznymi wydatkami na zagospodarowanie odpadów przemysłowych; ponadto częste wymiany kąpieli skracałyby czas operacyjnej dostępności myjki,
• odtłuszczanie części trudnych do wysuszenia z powodu ślepych otworów, kolanek i innych skomplikowanych kształtów – w tych przypadkach mycie wodne i suszenie gorącym powietrzem zużywałyby olbrzymie ilości energii i czas cyklu mycia musiałby ulec wydłużeniu,
• procesy przygotowania powierzchni w przemyśle lotniczym, w którym dopuszczone są jedynie określone rozpuszczalniki w celu zapewnienia bezawaryjnego odtłuszczania,
• odtłuszczanie drobnych elementów, np. elektronicznych, w przypadku których wymagane są zapewnienie kompatybilności materiałowej oraz niekorozyjne medium myjące. Same ultradźwięki przyspieszają proces czyszczenia, powodują dotarcie medium myjącego do wszystkich zakamarków, jednak czynnikiem powodującym czyszczenie jest odpowiedni preparat, a jego dobór jest bardzo istotny.

Sam dobór detergentu jest uzależniony od metody mycia, rodzaju materiału, z którego wykonane są detale, oraz rodzaju zanieczyszczeń.

Myjnie przemysłowe to również bezpieczeństwo i ekologia

Nowoczesne myjnie przemysłowe poza poza dokładnością i wydajnością, muszą również zapewniać bezpieczeństwo i ekologię. Jeśli w myjce znajdują się substancje szkodliwe dla człowieka lub środowiska, powinna ona być tak zaprojektowana, żeby wyeliminować możliwość kontaktu z tymi substancjami. Co istotne, nowoczesne myjki są wyposażone w systemy destylacji i filtracji płynu myjącego, dzięki którym jego żywotność znaczenie się wydłuża, co z kolei zmniejsza ilość odpadów oraz ogranicza koszty użytkowania. Ponadto myjki powinny mieć systemy odzyskiwania ciepła oraz specjalną izolację, dzięki którym znacząco zmniejszają się straty ciepła i koszty zużytej energii.

Myjnie przemysłowe a jakość procesów mycia?

Wybór urządzenia, jego instalacja i uruchomienie to dopiero pierwsze kroki do tego, aby myjnie przemysłowe funkcjonowały prawidłowo. Największym wyzwaniem, przed którym staje klient, jest utrzymanie stałej jakości mytych komponentów. Dlatego coraz częściej przy rosnących wymaganiach czystości, wpływających bezpośrednio na jakość produktu finalnego, np. silnika, klienci szukają rozwiązań kompleksowych, i to nie tylko w zakresie dbania o produkt w całym cyklu jego życia.

Każda zmiana, np. w procesie poprzedzającym mycie (jak zmiana chłodziwa w centrum obróbczym), warunkuje docelową jakość. Należy zawsze zdawać sobie z tego sprawę. Dodatkowo kwestie ekonomiki użytkowania urządzeń, tj. żywotność kąpieli myjącej, jej wpływ na środowisko, właściwości degradacji i klasyfikacji środków myjących, mają na to coraz większy wpływ.

Najbardziej wyspecjalizowane myjnie przemysłowe są w stanie zarządzać żywotnością kąpieli nawet do trzech miesięcy – oczywiście to zależy od wielu czynników, stopnia zabrudzenia detali i wymagań czystości. Bilans energetyczny urządzeń przez izolację termiczną w zasadzie jest już standardem.

Kompleksowość i spójność rozwiązań

Klienci szukają rozwiązań kompleksowych, co potwierdzają przedstawiciele branży myjni przemysłowych. Coraz częściej realizowane są projekty łączące automatyzację produkcji z myciem. Śledzenie detalu staje się powoli standardem w produkcji automotive i takich rozwiązań będzie pojawiało się coraz więcej. Przykładowe linie wykorzystujące mycie to m.in. zautomatyzowane i zrobotyzowane linie zaczynające się np. od systemu pick & place i pomiarów, później nastąpią automatyczny transport do kilku–kilkunastu centrów obróbczych, po nim automatyczne przetransportowanie elementów przez myjkę przelotową do kolejnych pomiarów, a następnie dostarczenie ich do operatora (lub robota), który musi jedynie poukładać te elementy, np. na palecie.

Coraz więcej klientów szuka firm, którym może zaufać, jeśli chodzi o spójność wykonania wielu procesów pod jedną marką. Podsumowując, każdy proces czyszczenia to indywidualne dostosowanie urządzenia i całej technologii do konkretnego problemu. Dobór urządzenia do mycia rozpoczyna się od ustalenia kilku najważniejszych kwestii: co myjemy (jaka jest charakterystyka detalu do mycia), jaki jest typ zanieczyszczenia, w jakim czasie potrzebujemy je umyć oraz jaki stopień czystości chcemy osiągnąć (czy to będzie norma, badanie zwilżalności powierzchni, czy też ocena wizualna).