Ультрагукавая ачыстка

Ультрагукавая ачыстка — спосаб ачысткі паверхні цвёрдых цел у мыйных вадкасцях, пры якім у вадкасць тым ці іншым спосабам ўводзяцца ультрагукавыя ваганні. Ужыванне ультрагуку звычайна значна паскарае працэс ачысткі і павышае яго якасць. Акрамя таго, у многіх выпадках атрымоўваецца замяніць вогненебяспечныя і таксічныя растваральнікі на больш бяспечныя мыйныя рэчывы без страты якасці ачысткі.

Ультрагукавая ачыстка знаходзіць прымяненне ў многіх галінах прамысловасці, пры рамонце машын і механізмаў, у ювелірнай і рэстаўрацыйнай справе, у медыцыне і г. д.

Ачыстка адбываецца за кошт сумеснага дзеяння розных нелінейных эфектаў, якія ўзнікаюць у вадкасці пад дзеяннем магутных ультрагукавых ваганняў. Гэтыя эфекты: кавітацыя, акустычныя плыні, гукавы ціск, гукакапілярны эфект, з якіх кавітацыя гуляе вырашальную ролю. Кавітацыйныя бурбалкі, пульсуючы паблізу забруджванняў, руйнуюць іх. Гэты эфект вядомы як кавітацыйная эрозія.

Для ультрагукавой ачысткі важны правільны падбор мыйнага раствору, з тым каб ён эфектыўна раствараў або эмульгаваў забруджвальныя рэчывы, пры гэтым па магчымасці не ўплываў на саму ачышчаную паверхню. Апошняя акалічнасць асабліва важна, паколькі ультрагук звычайна значна паскарае фізіка-хімічныя працэсы ў вадкасцях, і агрэсіўныя мыйны рэчыва можа хутка пашкодзіць паверхню.

Ўльтрагукавую ачыстку не варта ўжываць, калі кавітацыйная стойкасць ачышчанай паверхні менш, чым стойкасць забруджвання. Напрыклад, пры выдаленні прыгарэлых плёнак з алюмініевых дэталяў вялікая верагоднасць разбурэння саміх дэталяў.

Забруджванні і ўздзеянні на іх

З пункту гледжання ультрагукавой ачысткі забруджвання адрозніваюцца па трох прыкметах:

• Кавітацыйная стойкасць, гэта значыць здольнасць вытрымліваць мікраударныя нагрузкі.
• Трываласць сувязі з ачышчанай паверхняй, супраціўляльнасць да адслойвання.
• Ступень узаемадзеяння з мыйнай вадкасцю, гэта значыць ці здольная і наколькі здольная гэтая вадкасць раствараць або эмульгаваць забруджванне.

Кавітацыйныя ўстойлівыя забруджванні добра паддаюцца ультрагукавой ачыстцы, толькі калі яны слаба звязаныя з паверхняй або ўзаемадзейнічаюць з мыйным растворам. Такія тлушчавыя забруджвання, якія добра адмываюцца ў слабашчолачных растворах. Пакрыцця з лаку або фарбы, акаліны, аксідныя плёнкі звычайна кавітацыйна стойкія і добра звязаны з паверхняй. Для ультрагукавой ачысткі ад такіх забруджванняў патрэбныя дастаткова агрэсіўныя растворы, таму што тут магчыма дзеянне толькі па трэцяй з пералічаных прыкмет.

Кавітацыйна няўстойлівыя забруджванні (пыл, сітаватая арганіка, прадукты карозіі) адносна лёгка выдаляюцца нават без прымянення спецыяльных раствораў.

Мыйныя вадкасці

Пры ультрагукавой ачыстцы ў якасці мыйнай вадкасці ўжываюць як простую ваду, так і водныя растворы мыйных сродкаў і арганічныя растваральнікі. Выбар сродку вызначаецца выглядам забруджванняў і ўласцівасцямі ачышчанай паверхні (гл. вышэй).

Прылады для ультрагукавой ачысткі

Для ультрагукавой ачысткі патрэбныя ёмістасць з мыйным растворам і крыніца механічных ваганняў ультрагукавой частаты, якая завецца ультрагукавым выпраменьвальнікам. У якасці выпраменьвальніка можа выступаць паверхню ультрагукавога пераўтваральніка, корпус ёмістасці і нават сама ачышчаная дэталь. У апошніх выпадках ультрагукавой пераўтваральнік прымацоўваецца, адпаведна, да корпуса або да дэталі.

Ультрагукавы пераўтваральнік пераўтворыць электрычныя ваганні, якія падаюцца на яго, у механічныя такой жа частоты. У большасці установак выкарыстоўваюцца частоты ад 18 да 44 кГц з інтэнсіўнасцю ваганняў ад 0,5 да 10 Вт/см². Верхняя мяжа частотнага дыяпазону абумоўлена механізмам утварэння і разбурэння кавітацыйнах бурбалак: пры вельмі вялікай частаце бурбалкі не паспяваюць лопнуць, што зніжае мікраударнае дзеянне кавітацыі.

Пераўтваральнікі могуць быць магнітастрікцыйныя або п'езакерамічныя. Першыя адрозніваюцца вялікімі памерамі і масай, значна больш нізкім ККД, аднак дазваляюць дасягаць вялікай магутнасці, парадку некалькіх кілават. П'езакерамічныя пераўтваральнікі кампактней, лягчэй, больш эканамічныя, але магутнасць іх, як правіла, не так вялікая - да некалькіх сотняў ват. Такая магутнасць, зрэшты, дастатковая для абсалютнай большасці ужыванняў, улічваючы, што ў буйных устаноўках выкарыстоўваюцца адразу некалькі выпраменьвальнікаў.

Найбольш вядомыя прылады — ультрагукавыя ванны, ўстаноўкі спецыяльна прызначаныя для ультрагукавой ачысткі. Пераўтваральнікі ў такіх ваннах як правіла або ўбудоўваюцца ў адтуліны ў корпусе, або мацуюцца да корпуса, робячы яго выпраменьвальнікам, або змяшчаюцца ўнутр у выглядзе асобных модуляў. Кожны з падыходаў мае свае перавагі і недахопы.

Асобныя модулі ультрагукавых пераўтваральнікаў (выпраменьвальнікаў) могуць ўбудоўвацца ў тэхналагічныя лініі, дзе патрабуецца хуткая і якасная ачыстка. Так, напрыклад, паступаюць для бесперапыннай ачысткі металічнага пракату і дроту на розных стадыях іх вытворчасці і выкарыстання.

Вядомыя пераўтваральнікі, выкананыя ў выглядзе невялікіх ручных інструментаў для дакладнай ачысткі складаных паверхняў.

Спасылкі

• Наталья Бурякова Стирка ультразвуком - миф или реальность? // Журнал «Потребитель». — 2005. — № 11.

Літаратура

• Ультразвук // Маленькая энциклопедия / Глав. ред. И. П. Голямина. — М.: «Советская энциклопедия», 1979. — С. 242—247. (кніга у фармаце DjVu)