مقالات تکنولوژی و تجهیزات ابکاری

ALKALINE CLEANER CONTROL AND LIFE EXTENSION

In the typical metal finishing process, the alkaline cleaning tanks are first in line and take the bulk of the dirt load. Whether the tanks are soak, ultrasonic, or electrocleaners, their purpose is to remove oils, grease, wax, polishing compound, particulates, and light oxides from the part surfaces. Depending on the detergent additives in these tanks, the tanks could build up surface oil, oil emulsions, suspended solids, or sludge at the bottom of the tank or any combination of these contaminant types. As with acids, the cleaning chemicals are consumed in the process of removing and preventing redeposition of the contaminants.

افزایش طول عمر و کنترل پاک‌کننده‌های قلیایی

در فرایند معمولی پرداخت‌کاری فلزات، مخازن شستشوی قلیایی اولین مخازن موجود در خط تولید هستند و مقدار زیادی از بار آلودگی را تمیز می‌کنند. درصورتی‌که مخازن از نوع مخازن غوطه‌وری، التراسونیک یا پاک‌کننده‌های برقی باشند هدف آنها تمیزکردن روغن‌ها، گریس، واکس، ترکیبات پولیش‌کاری، ذرات معلق و اکسیدهای سبک از سطوح قطعه است. بسته به نوع افزودنی شوینده در این مخازن، مخازن می‌توانند روغن سطحی، امولسیون‌های نفتی، جامدات معلق یا لجن را در کف مخزن یا هر ترکیبی از این انواع آلودگی ایجاد کنند. پاک‌کننده‌های مواد شیمیایی همانند اسیدها، در فرآیند حذف و جلوگیری از رسوب مجدد آلودگی‌ها مصرف می‌شوند.

First, there should be a procedure in place to monitor the alkaline cleaning strength of a bath. It may be as simple as measuring the pH. Typically the cleaning chemistry supplier can either do the testing or provide test kits or test methods to monitor and correct the cleaning chemistry as it ages.

در ابتدا باید یک روش برای نظارت بر قدرت تمیزکنندگی قلیایی یک حمام وجود داشته باشد. این روش ممکن است به سادگی اندازه‌گیری pH باشد. به طور معمول تامین‌کننده مواد پاک‌کننده می‌تواند آزمایشات را انجام دهد یا کیت‌های آزمایشی یا روش‌های آزمایش به منظور نظارت و اصلاح شیمیایی پاک‌کننده با گذشت زمان را انجام دهد.

Second, the surface oils can be segregated and removed by a combination of surface sparging and the use of various oil skimmers available on the market. Third, the heavy particles that can settle on the bottom of the tank can be removed by bag filtration or some other simple filtration method.

ثانیا روغن‌های سطحی را می‌توان توسط ترکیب پاشش سطحی و استفاده از اسکیمرهای روغن مختلف موجود در بازار، جداسازی و حذف نمود. ثالثا ذرات سنگین که می‌توانند در کف مخزن رسوب کنند، می‌توانند توسط فیلتر کیسه‌ای یا برخی روش‌های آسان فیلتراسیون حذف شوند.

Finally, there are the emulsified oils and suspended solids. These are more difficult to remove by normal filtration methods. Ultrafiltration is a method that can often break the oil emulsions and remove the suspended solids without removing the active cleaning chemistry. Some of the commercially available ultrafiltration systems can handle pH from 2 to 11 and temperatures up to 160°F. One unique ultrafiltration system manufactured by Arbortech Corporation has filtration capability of a 1 to 14 pH range and temperature limits of over 200°F. Therefore, this system can easily filter hot alkaline cleaners without filter damage. By whatever ultrafiltration method used, the resulting filtered cleaning solution should have minimal loss of the cleaning chemistry and maximum removal of the suspended solids and emulsified oils such that the cleaning chemistry is ready to use again.

در نهایت امولسیون روغن‌ و جامدات معلق به وجود می‌آید. حذف این مواد توسط روش‌های معمول تصفیه بسیار دشوار است. اولترا فیلتراسیون روشی است که اغلب می‌تواند امولسیون‌های روغن را شکست دهد و جامدات معلق را بدون حذف مواد شیمیایی پاک‌کننده فعال، حذف کند. برخی سیستم‌های اولترا فیلتراسیون موجود در بازار می‌توانند pH را در محدوده 2 تا 11 و درجه حرارت را تا دمای 70 درجه سانتی‌گراد کنترل کنند. یک سیستم اولترافیلتراسیون خاص که توسط شرکت آربورتک تولید شده است، قابلیت فیلتراسیون را در pH محدوده 1 تا 14 و محدودیت‌های دمایی بیش از 95 درجه سانتی‌گراد دارد. بنابراین این سیستم بدون آسیب به فیلتر به راحتی می‌تواند پاک‌کننده‌های قلیایی گرم را فیلتر کند. با استفاده از هر نوع از روش‌های اولترافیلتراسیون مورداستفاده، محلول تمیز شده فیلتر شده حاصله باید حداقل تلفات مواد شیمیایی پاک‌کننده و حداکثر حذف جامدات معلق و امولسیون‌های روغنی را داشته باشد که مواد شیمیایی پاک‌کننده برای استفاده مجدد آماده شوند.

Again, the economics of the cleaning process will drive the decision- making process. If the cleaning chemicals are inexpensive and easy to treat in wastewater treatment, and if tank life is already extended before contamination levels become excessive, then only the simplest and least expensive methods need to be used to provide acceptable cleaning chemistry maintenance.

مجددا صرفه اقتصادی فرایند تمیزکنندگی، تعیین‌کننده روند تصمیم‌گیری خواهد بود. در صورتی که مواد شیمیایی پاک‌کننده ارزان قیمت باشند و کارکرد آسانی در تصفیه فاضلاب داشته باشند و اگر سابقا عمر مخزن پیر شده باشد، قبل از اینکه سطح آلودگی بیش از حد مجاز افزایش یابد، فقط نیاز به ساده‌ترین و ارزانترین روش احساس می‌شود که تعمیرات و نگهداری مواد شیمیایی پاک‌کننده به میزان قابل قبولی انجام شود.

SUMMARY

In conclusion, there is often a large opportunity for plating industries to reduce their costs, minimize their environmental footprint and remain competitive in their sector by various relatively simple and sometimes low- cost process changes. By developing a baseline for the energy use, chemical use, and water use for the process, a list of priority focus areas will be determined and the opportunities for cost savings will become evident. In regards to the finishing line, an essential first step is to develop a set of best practices for rinsing and rinse control for water use optimization, along with good process control for the acids and alkaline cleaners. By understanding the overall detailed costs of the metal finishing process, decisions can be made to determine where the major opportunities are and implement changes that financially benefit the bottom line.

خلاصه

در نتیجه، اغلب فرصت‌های زیادی برای صنعت آبکاری به منظور کاهش هزینه‌ها، به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی و رقابت در بخش خود، با تغییرات مختلف نسبتا ساده و گاهی اوقات کم هزینه وجود دارد. با توسعه یک مقدار پایه برای مصرف انرژی، مصرف مواد شیمیایی و مصرف آب برای این فرایند، لیستی از مناطقی با اولویت توجه تعیین خواهد شد و فرصت‌هایی برای صرفه‌جویی در هزینه‌ها آشکار خواهد شد. درمورد این خط پرداخت‌کاری، یک گام ضروری اولیه برای ایجاد مجموعه‌ای از بهترین شیوه‌ها برای شستشو و کنترل شستشو برای بهینه‌سازی مصرف آب، همراه با کنترل فرایند خوب برای اسیدها و پاک‌کننده‌های قلیایی است. با درک کامل هزینه‌های دقیق فرآیند پرداخت‌کاری فلزات، می‌توان تشخیص داد که مبین فرصت‌های عمده باشد و تغییراتی را پیاده‌سازی کرد که از لحاظ مالی، کمترین هزینه ممکن را داشته باشد.

BY DAVE FISTER, SENIOR STAFF ENGINEER, THE NEW YORK STATE POLLUTION PREVENTION INSTITUTE AT ROCHESTER INSTITUTE OF TECHNOLOGY, ROCHESTER, N.Y.

نویسنده: دیو فیستر، مهندس ارشد موسسه جلوگیری از آلودگی ایالت نیویورک در موسسه فناوری روچستر، روچستر نیویورک

Prepared by research and development unit of Jalapardazan Persia (JP)

February 2018

تهیه شده در واحد پژوهش و گسترش

جلاپردازان پرشیا (JP)