SZÁRAZJEGES
TISZTÍTÁS
A szárazjég szórás az egyik legtisztább,
az ipari szegmensben legsokoldalúbban alkalmazható
tisztítási forma. Az utóbbi időben egyre gyakrabban használják
mind a karbantartással, mind a gyártással kapcsolatos
folyamatok kiegészítéseként.
A szárazjég szórás az ipari tisztítás területén szinte megkerülhetetlen.
A biztonságos alkalmazhatósága, valamint alapvető tulajdonságai miatt a környezetre gyakorolt minimális hatása révén a továbbiakban egyre elterjedtebbé válik.
Hogyan működik a szórás?
Abrazív vagy nem?
A szárazjég fémekre nem fejt ki abráziós hatást, valamint a felületre kijutva azonnal elszublimál, vagyis nyom nélkül távozik.
Abráziós hatásnak itt a szóróanyag felületre kifejtett koptató hatását nevezzük. A különböző szóróanyagok szilárdságuktól függően különböző mértékben fejtenek ki hatást a felületre. A kereskedelmi forgalomban kapható szóróanyagokat keménységük alapján a Mohs-féle skálán osztályozzák. A szárazjég szemcse keménységi foka valahová 1.5-2 közé tehető.
A szárazjég szórás tehát fémekre nem veszélyes eljárás, ezért alkalmazható pontosan illesztetett felületekre, vagy akár finoman megmunkált részekre is. Abrazív viszont fára, szövetekre, szivacsokra, valamint esetenként műanyagokra is. Ezeknél a felületeknél a jégszemcse méretét vagy sebességét kell csökkentenünk annak érdekében, hogy a felület épségben maradjon. A szárazjég szemcse a tisztítás során, három hatás együttesét fejti ki a felületre.
Kinetikus energia
Az első és legfontosabb hatás a szemcse jelentős kinetikus energiája. A szárazjég fúvókából kilépő jégszemcse sebessége, a levegőnyomás beállításától függően elérheti a 300 m/s sebességet is. A szemcse mozgási energiája végzi a munka nagy részét, hozzávetőlegesen a 60%-át. A kinetikus energia nagysága szoros összefüggésben van a jégszemcse méretével, valamint sebességével. Ha a szemcse mérete csökken, például jégdaráló adapter közbeiktatásával, akkor a szemcse tömege is csökkeni fog, ezáltal kisebb energiával érkezik meg a felületre. Lényeges továbbá a fúvóka felülettől való távolsága. Hasonlóan a hegesztéshez itt is optimális távolságot kell tartani a felület és a fúvóka között. A szárazjég jet is egy bizonyos távolságban tisztít hatékonyan, minél távolabb tartjuk a felülettől, annál inkább csökken a becsapódási sebesség. A munkakábel hossza szintén hat a kilépő szemcsék méretére. A jég minél többször ütközik neki a csőfalnak, annál jobban összetörik, tehát az egyes szemcsék tömege csökken. Ezért fontos, hogy munka közben a szórótömlőt vezessük a lehető legegyenesebben. Egy tekeredés a kábelen akár 10% teljesítményvesztést is okozhat. Egyes rugalmas felületek ezért tisztíthatók nehezen, mivel elnyelik a becsapódó jég mozgási energiáját, csökkentve a szórás hatékonyságát. Ilyen anyag többek között a gumi és a keményebb sziloplaszt.
Lokális hősokk
A második hatás a lokális hősokk, amit a rendkívül hideg szóróanyag fejt ki a felületre. Mivel alacsony hőmérsékleten az anyagok eltérő módon viselkednek, a jég hőfeszültséget kelt az alapfelület és a szennyeződés között, aminek hatására az idegen anyag könnyebben leválik a felületről. A másik hőmérséklettel összefüggő jelenség, hogy a legtöbb anyagnak hidegen megváltoznak az alapvető fizikai tulajdonágai, alacsony hőmérsékleten ridegebbé válnak, könnyebben törnek, ezáltal kevésbé álnak ellen a jégszemcse mozgási energiájának. Itt meg kell jegyeznünk, hogy ugyan a szárazjég -78.5 ℃-os, a kezelt felület soha nem éri el ezt a hőmérsékletet, mivel a jet kompresszor oldal felől keveredik, nagy mennyiségű melegebb levegővel.
A kritikus 5.1-bar nyomás
A harmadik hatás egy kevéssé ismert mechanizmus, amire Dr. Härtlein Károly tanár úr hívta fel a figyelmemet. A szárazjég szemcse egy része a felületbe csapódás során képes elérni azt a kritikus 5.1-bar nyomást, melynek során rövid időre ismét folyadék fázisba vált. Miután a folyadék fázisban maradáshoz szükséges körülmények nem állnak tovább elő, a folyadék rendkívül agresszívan kezd viselkedni, mivel egyszerre próbál ismét megfagyni és elpárologni. Eközben a hirtelen elpárolgó gáz, eredeti térfogatának közel 500 szorosára tágul, és a felületen lévő mikrorepedésekbe bejutva szinte lerobbantja a szennyeződést a felületről. Ezen hatást közvetlenül még nem sikerült megfigyelni, közvetetten viszont tudunk létezéséről, ugyanis a szárazjég jet becsapódásakor ez adja a zajhatást jelentősen felerősítő ropogó hangot. Ökölszabály a szárazjég szórásban, hogy ezen hatások közül legalább kettőnek egyszerre jelen kell lennie, mert csak így hajtható végre eredményesen a tisztítás.
Ezek a hatások jelentősen felerősíthetőek a helyes becsapódási szög folyamatos megtartásával. A szemcsék minél meredekebb szögben érik el a felületet, annál nagyobb nyomást gyakorolnak rá. A közel 90 fokos becsapódási szögnek nagyon erős kalapács hatása van míg egy 45 fok körüli érték inkább vágó-nyíró hatással bír. Felülettől és szennyeződéstől függően mindkét érték lehet jó, ám ha jelentősen 45 fok alá megyünk a szemcsék nem fejtenek ki hatást, mert ”elcsúsznak” a felületen. A helyes becsapódási szög tehát 45-90 fok közé esik.
Levegő
A szárazjeges tisztítás metodikáját tekintve nem tér el a hagyományos szemcseszórási eljárásoktól. A szemcse felületre való kijuttatását, túlnyomásos szemcseszóró berendezések használatával végezzük. Típustól és kiviteltől függetlenül minden szárazjég szóró gép működési elve azonos; a jégszemcsék keverednek nagynyomású sűrített levegővel, majd jelentős mozgási energiára szert téve csapódnak a felületre. Megfelelő sebességre tehát a sűrített levegő segítségével gyorsulnak, a munka jelentős részét a magas nyomású levegő végzi.
Kereskedelmi forgalomban többfelé típusú gép is kapható, mi leggyakrabban SUB JET 1 - SUB JET S valamint Cold JET gépeket használunk. Bár a két gép szerkezeti felépítése némileg eltér, a működési elv itt is azonos. A berendezések a szárazjeget egy jégadagoló tengely vagy tárcsa segítségével a magasnyomású kamrába adagolják, ahol a sűrített levegővel keveredve, egy munkakábelen keresztül jutnak ki a felületre.