Очистка поверхностей при помощи сухого льда: Достоинства и недостатки +Видео

Кто-то, услышав словосочетание «криогенный бластинг», может подумать, что речь идёт о каком-то оружии из научно-фантастического фильма. Однако профессионалы, стоящие на страже чистоты, знают, что это понятие означает не что иное, как чистка сухим льдом. Технологии современного мира не стоят на месте, и всё больше и больше разработок приходит на помощь человеку. Сухой лёд нашёл довольно широкий спектр применения — от промышленности до сферы услуг.

Описание технологии

Принцип криогенного бластинга очень похож на пескоструйную обработку — гранулы сухого льда распыляются мощной струёй. Лёд здесь — это застывшая двуокись углерода (СО 2), которая затвердевает при температуре ниже — 80 °C.

В обычном состоянии двуокись углерода имеет газообразное состояние, поэтому при попадании на поверхность вещество тут же нагревается и испаряется. Это очень удобно. Ведь не нужно беспокоиться о способах слива моющего средства, не придётся промокать, стоя под брызгами воды. А если сравнивать с песком, то такой лёд не имеет свойств, присущих абразивам, а значит, им невозможно повредить поверхность.

Это абсолютно нетоксичное соединение, оно не воспламеняется и не способно проводить электричество. Двуокись углерода не обладает:

• цветом;
• запахом;
• вкусом.

В зависимости от того, какое оборудование используется, гранулы льда могут вылетать под давлением сжатого воздуха в диапазоне от 8 до 18 бар. Это очень большая скорость, сравнимая со скоростью звука. Принцип очистки заключается в следующих процессах:

• На внушительной скорости гранулы льда вылетают из сопла оборудования и ударяются об очищаемую поверхность, вследствие этого охлаждается её верхний слой.
• Грязевой слой застывает и становится очень хрупким и легко ломается — это способствует лёгкому отхождению грязи от поверхности.
• В момент удара гранулы увеличиваются в 800 раз.
• Частицы, попавшие под грязевой слой, действуют по принципу клина — отделяют грязь от основной поверхности.
• Экспериментальным путём доказано, что охлаждается только верхний слой очищаемого объекта, это никак не сказывается на его механических свойствах.

Очистка сухим льдом

Технология является инновационным методом очистки без повреждения поверхности. Принцип заключается в струйном распылении гранул сухого льда под высоким давлением. Сухой лед представляет собой твердую форму двуокиси углерода CO2. Гранулы вылетают из сопла с высокой скоростью и попадая на поверхность сбивают загрязнения.

Описание технологии и области её применения

Сухой лед — это твердое агрегатное состояние углекислоты. CO2 это бесцветный газ, без вкуса и запаха, также содержится в атмосфере. Температура твердой формы -78.33 °С.

Сухой лед — универсальное вещество, не токсично, не воспламеняется, не проводит электричество. Особенности этого вещества в том, что оно переходит из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое агрегатное состояние. Этот процесс называется сублимацией. Производят сухой лед из жидкой углекислоты с помощью ее прессовании при высоком давлении (около 300 атм.).

Характеристики сухого льда:

• Белый цвет;
• Температура -78°С;
• Плотность 1,6 кг/литр;
• Размер гранул от 1,7 мм до 18 мм;
• Масса блока при изготовлении 35 килограмм;
• Нетоксичен и невзрывоопасен, что делает его экологически выгодным;
• Соответствует нормам стандарта ГОСТ 12162-77.

Процесс очистки сухим льдом происходит при выходном давлении от 7 до 14 бар. За счет давления сжатого воздуха гранулы разгоняются до скоростей близких к скорости звука. Сейчас в большинстве случаев для очистки применяют стандартное магистральное давление в диапазоне 2.0-6.9 бар. Сам процесс очистки заключается в перемещении загрязнений с поверхности. Поток гранул с высокой скоростью попадая на поверхность обладает большим механическим воздействием. При этом частицы сухого льда, попадая на поверхность имеющую температуру большую, чем температуру агрегатного состояния сухого льда, начинают сублимироваться. Поэтому происходит расширение гранул сухого льда. При расширении в 700 раз, частицы сухого льда оказывают сильную очищаю способность. Вся грязь перемещается с обрабатываемого изделия на место, откуда его ее можно легко собрать. Если загрязнение твердое, то оно попадает на пол, где его можно собрать обычным пылесосом. Если поверхность очищается от влажного вещества, подобного смазке, тогда следует применять технологию аналогичную промывке струей из рукава. Начиная очищать изделие с одного конца, перемещаем вещество или смазку к другому концу, откуда ее легко можно убрать с помощью резинового скребка. Если требуется очистить от хрупкого загрязнения, например краску, тогда процесс очистки образует волну напряжения сжатия между основой и покрытием. Тогда волна обладает достаточной энергией для того, чтобы преодолеть адгезию и буквально оторвать покрытие от обрабатываемой поверхности. Если нужно удалить с поверхности вязкое или пластичное покрытие, например масла, парафина, тогда следует осуществить процесс, аналогичный гидробластингу. При ударении гранулы взрываются, создавая высокоскоростной поток снега, который смывает, словно струей воды, загрязнения и наслоения с обрабатываемой поверхности.

Схематично процесс очистки выглядит так:

Технология очистки сухим льдом нашла широкое применения в индустриальной очистке промышленного, энергетического оборудования, металлоконструкций, древесины, камня от широкого спектра загрязнений. Очистка с использованием криогенного бластинга используется практически во всех областях хозяйства:

• Энергетика;
• Авиация;
• Судостроение;
• Машиностроение;
• Металлургия;
• Пищевая промышленность;
• Приборостроение;
• Строительство и эксплуатация зданий и сооружений.

Характеристики очищенной поверхности

Сухой лед – это натуральный чистящий агент с антибактериальными свойствами. Низкая температура немедленно убивает вредоносные грибки и бактерии при контакте с ними. Во время очистки сухим льдом происходит дезинфекция, и это исключает необходимость применения химических дезинфицирующих средств. После очистки сухим льдом поверхность остается обезжиренной и сухой. Также бластинг препятствует появлению и росту плесени, и бактерий на поверхности.

Необходимые сырье, материалы и оборудование

Для эффективной очистки сухим льдом, требуется комплекс оборудования состоящий из контейнера для хранения гранул, сама установка бластера, и компрессор для подачи сжатого воздуха. Контейнер для хранения гранул сухого льда, нужно для сохранения частиц на более длительный срок. При этом Сухой лед можно производить самим с помощью гранулятора, либо закупать у производителя. Главное, чтобы размер гранул был от 0.5-3 мм.

Сравнение экономической эффективности с абразивной очисткой

Технология очистки сухим льдом позволяет проводить работы, не прерывая производственных процессов, т.е. сокращает до минимума периоды простоя оборудования, тем самым способствуя снижению затрат и увеличению прибыли.

Благодаря высокому качеству процесса очистки и уменьшению времени простоя оборудования, отсутствию демонтажа, сокращаются до минимума затраты на техническое обслуживание оборудования, отпадает необходимость в применении химических продуктов и растворителей. Все это позволяет сократить сроки окупаемости инвестиций.

Если сравнивать с абразивной очисткой, то тут существуют и свои плюсы и минусы. В плюсы входит, то что сухой лед не повреждает поверхность и после очистки остаются только загрязнения, после абразивной же обработки, остаются еще и сам материал абразива. Которой надо тоже утилизировать. Сам материал абразива конечно дешевле, чем сухой лед и достать проще. Но при этом требуется демонтаж и последующая обработка поверхности, что ведет за собой дополнительные затраты. Хотя эффективность и быстрота очистки сухим льдом, превосходит абразивную очистку.

На следующей странице приводится пример вычисления затрат, связанных с различными технологиями чистки. Все релевантные параметры, такие как время струйной чистки, потребление абразивного материала, затраты на рабочую силу и т.д., являются настраиваемыми.

В приведенном ниже примере расчет выполнен с использованием специальной нормы отходов в размере 30 %. До 80 % отработанной воды может использоваться повторно.

Сравнение затрат

Производительность по площади — 10 000 м3

Процентное соотношение опасных отходов к обычным — 30%

Степень очистки/повторного использования воды — 80%

Оборудование для очистки сухим льдом

Аппараты для очистки сухим льдом

Генераторы сухого льда

Компрессора сжатого воздуха

Преимущества и недостатки криогенного бластинга

Впервые этот способ очистки был испытан на Западе около 20 лет назад. Наличие неоспоримых преимуществ способствовало быстрому распространению этого метода очистки по всему миру. Причём не только в промышленности, но и в сфере оказания услуг, например, на автомойках. К достоинствам можно отнести:

• Эта методика очистки является экологически безопасной, так как не используются никакие химикаты, только лёд, мгновенно испаряющийся с поверхностей и не нуждающийся в дальнейшей утилизации.
• Не нужно разбирать очищаемое оборудование перед очисткой, сушить и охлаждать его. Можно сразу приступать к работе.
• Качество очистки на самом высоком уровне. Микрочастицы льда проникают в самые труднодоступные места — углы, щели и прочие, туда, куда недостать обычной тряпкой или щёткой.
• Во время очистки поверхности не намокают, а значит можно чистить даже электрические приборы и другое оборудование, которому противопоказан контакт с водой.
• Отсутствуют абразивные и коррозийные частицы — это значит, что поверхности не повреждаются, не ржавеют и не изнашиваются после очистки.
• Застывшая двуокись углерода оказывает антибактериальное действие на поверхности. Дело в том, что находящиеся на поверхности грибки и бактерии моментально погибают при контакте с низкими температурами. Это весомое преимущество — обеззараживание поверхности без использования химикатов.
• Высокорентабельный бизнес. Покупка оборудования для криогенного бластинга может стать удачным вложением для начинающих бизнесменов. Это связано с тем, что проведение очистки практически не требует затрат, поэтому можно предложить клиентам весьма конкурентоспособную стоимость услуг.
• Быстрота — такая чистка отличается высокой скоростью, по сравнению с традиционными методами очищения. Ведь здесь не нужно дополнительно размачивать грязевой слой и полировать поверхности в конце процедуры. Всё это происходит в один приём.

Вполне закономерно, что обладая такими плюсами, этот способ очистки получил широкое распространение. В пищевой отрасли его используют для мытья оборудования, в сфере промышленного производства металлических конструкций — установки для чистки льдом используют, чтобы очистить швы после сварки и подготовить поверхности под покраску, в литейных цехах чистят формы от загрязнений. Криогенный бластинг применяют даже в энергетике — ведь он позволяет очищать электрооборудование без отключения его от сети, когда важно оставить бесперебойную подачу электроэнергии.

Технология криобластинга эффективно справляется с жировыми, масляными отложениями, пятнами гудрона и смолы, с загрязнениями в виде нагара, сажи и следов смазки.

После очистки поверхности полностью обезжирены, что позволяет сразу наносить слой антикоррозийных составов или краски. Даже такие отложения, как морские моллюски, водоросли и слизь, уничтожаются под воздействием низкой температуры и высокого давления.

Этот способ очистки имеет и ряд недостатков:

• Самый значимый — это невозможность использования при отсутствии оборудования.
• Иногда всё-таки необходимо разбирать очищаемые приборы и станки, чтобы облегчить процесс.
• Ради обеспечения собственной безопасности специалисты рекомендуют отключать оборудование от сети, хоть гранулы и не проводят электричество, другие элементы имеют такое свойства.

Достоинства и недостатки метода

У данного метода существует только всего два явных недостатка, его невозможно использовать без подходящего оборудования и без наушников, которые заглушают сильный шум в процессе работы.

В остальном чистка сухим льдом обладает исключительно плюсами, среди которых особенно выделяются следующие:

1. При очистке сложно составного прибора или оборудования нет необходимости его разбирать, экономя при этом время. Также после завершения процедуры нет надобности в дополнительной сушке или охлаждения прибора. Чистку таким способом можно проводить даже с работающим оборудованием, без рисков повреждения электроники.
2. Сухой лед в процессе чистки испаряется, он не является вредным химическим соединением и считается наиболее безвредным для экологии.
3. Данный способ позволяет не только избавиться от загрязнений, но и устранить невидимых человеческому глазу бактерий и вредных микроорганизмов, в том числе и вирусов. Особенно функция дополнительного обеззараживания актуально для медицинской и пищевой промышленностей.
4. Сухой лед не является абразивным веществом и не повреждает даже самые деликатные поверхности.
5. Очистка таким способом имеет повышенную эффективность, позволяя частицам льда проникать в самые труднодоступные места, которые остаются не обработанными при ручной чистке.

Оборудование для очистки

Оборудование для криобластинга, генерирующее и подающее гранулы льда, является абсолютно мобильным. По размерам бластеры не превышают размеров простых моек. Их укомплектовывают колёсами и ручками, которые значительно облегчают процесс транспортировки. А вес, в зависимости от модели, варьируется от 30 до 100 кг. Сам бластер подключается к контейнеру с готовым льдом.

Аппараты по типу работы делятся на два вида:

• работающие от сети;
• работающие под воздействием силы сжатого воздуха.

Так или иначе, для полноценной работы всей установки потребуется компрессор, соответствующий характеристикам аппарата.

Также в состав оборудования для криобластинга входят пеллетайзеры — приборы, преобразующие двуокись углерода в гранулы сухого льда. Газ подаётся из простых баллонов, которые доступны как для покупки, так и для взятия в аренду.

Пеллетайзер способен производить до 200 кг льда в час, в то время как расход установок в среднем равняется 100 кг в час. В промышленности используют специальные пеллетайзеры, производительность которых составляет около тонны в час.

К сожалению, оборудование для чистки сухим льдом своими руками сделать невозможно.

Оборудование для криогенного бластинга

Оборудование для криобластинга — это компактные передвижные аппараты, похожие на пылесосы с учетом особенностей технологии. Вместо щетки клинер держит в руках пистолет, соединенный шлангом с корпусом машины. Для хранения льда есть специальные контейнеры, в них можно переносить запасные объемы рабочего материала. Напомним, что в процессе клининга сухой лед испаряется без следа, уборщику остается только утилизировать собранный на объекте мусор.

Популярные производители оборудования:

• CRYONOMIC (Бельгия) — лидер европейского производства аппаратов для криобластинга;
• CryoSnow (Германия) — специализируется на выпуске аппаратов для очистки больших площадей;
• COLD Jet (США) — оборудование разных классов, в том числе для бытовых масштабов работ на небольших площадях.

В России выпуском бластеров для сухого льда занимается «Ассоциация Собственников Спецтехники» (Санкт-Петербург). Также на территории РФ расположено производство немецкой торговой марки Carblast Fahrzeugtechnik GmbH.

Применение технологии

По своим свойствам технологии очистки льдом нет равных. Поэтому она нашла применение во многих хозяйственных областях.

Железнодорожный транспорт

С помощью криобластинга очищают:

• электродвигатели поездов;
• тележки и колёса;
• машинные узлы и другое оборудование составов;
• корпуса поездов от краски;
• элементы от шумоизолирующей мастики;
• основной генератор;
• собранные электрические панели без разбора;
• труднодоступные участки узлов;
• улитку турбокомпрессора;
• клапаны и поршни двигателя;
• детали кузова.

Использование в полиграфии и авиации

В полиграфии аппараты для криобластинга применяют для удаления загрязнений с печатных и полиграфических машин, не разбирая их. А также некоторых их деталей. Очищают приборы для скрепления. Удаляют следы чернил и лаковых покрытий с приборов и чернильную накипь с шестерёнок.

В авиации прибегают к этой технологии очистки, когда нужно:

• удалить грязь со световых и осветительных приборов взлётно-посадочной полосы.
• очистить детали двигателя, реверсивные аппараты, турбины и буксировочные крюки.
• обработать обшивку, снять грязевой слой с приводной агрегатной коробки и шасси.

Производство и переработка пластмасс

В этой сфере криогенный бластинг используют для очистки:

• приборов, производящих продукцию из вспененных полимеров;
• пресс-форм, изготавливающих пластмассовые бутыли и бутылки;
• оснащения и аппаратов — шнеков, штампов, прессов, участвующих в производстве различных видов полимерных изделий.

Пищевая промышленность

Здесь также широк спектр очищаемых льдом устройств и приборов:

• противни, печки, формы и другие ёмкости и отделения, активно используемые для производства хлеба и кондитерских изделий.
• миксеры, комбайны, камеры для копчения, контейнеры и резервуары для хранения и переработки мяса и рыбы.
• конвейерные ленты и аппараты для упаковки.

Водный транспорт

В сфере водного транспорта чистка сухим льдом применяется для:

• Очищения корпуса, обшивки, винтов и другого оборудования машинных отделений судна от нагара и масла, водорослей, слизи, моллюсков и прочих загрязнений.
• Очистки водозаборных клапанов и элементов.

Также сухой лед применяют для очистки автомобилей и оборудования для его производства, с его помощью удаляют неприятные запахи из салона автомобиля и бытовых помещений. Возможно, в скором будущем появятся приборы для криобластинга в домашних условиях.

Сухой пар

Именно мойку паром чаще всего выдают за сухую мойку двигателя, что является ошибкой. Для удаления маслянистых, битумных отложений используется мощная струя пара. Для понимания методики важны следующие характеристики:

• температура пара может достигать 160ºС;
• пар подается под большим давлением;
• в состав пара могут входить активные химические вещества.

Предполагается, что изначально грязь растворяется, а затем должна быть сдутой напором пара. Приверженцы мойки паром утверждают, что чистка двигателя таким методом избавляет владельцев авто от основных недостатков, присущих мойкам высокого давления:

• разрушение плохо закрепленных жгутов проводки. Пар хоть и подается под давлением, но имеет гораздо меньшую плотность, нежели струя воды;
• вода не затекает в контакты датчиков, негерметичные блоки управления;
• минимальный расход химических средств. Часто утверждается, что использующиеся в парогенераторах средства не имеют в своем составе щелочи, что положительно сказывается на контактах, ЛКП автомобиля;
• отсутствуют подтеки и разводы.

А так ли сух пар?

Из всего перечисленного спектра нас интересует пункт об отсутствие влаги, попадающей на контакты. Именно этот риск отталкивает многих водителей от идеи помыть двигатель. Нередки случаи, когда после использования моек высокого давления двигатели не запускались, троили или работали с перебоями в определенных режимах; не застрахованы от такой проблемы и блоки управления АКПП.

Понятие сухого пара действительно существует. В мире физических явлений таким термином называют пар, нагретый до температуры, превышающей температуру кипения при данном давлении. Как известно, если нагреть воду до 100º С, образуется некоторое количество пара, который заполнит свободный от воды объем. Если продолжать нагревать пар в закрытом пространстве, то мы получим сухой пар. В противовес обычному пару, сухой пар имеет важную особенность:

• при охлаждении не конденсируется. Конденсат появится лишь в том случае, если температура пара упадет до температуры насыщения.

Перегретый пар используется в различных циклах тепловых машины с целью повышения КПД. Температура перегретого пара может достигать 400-450ºС. А теперь предлагаем внимательно посмотреть видео, в котором производится сухая мойка двигателя паром. Как мы видим, на стенках неминуемо образуется конденсат, который, как и в случае с водой, может навредить контактам электрических цепей. Согласимся, что в случае с мойкой паром влаги будет меньше, но она все же будет.

Выгода предприятий

Предприятия, внедрившие технологию криогенного бластинга, получили ряд преимуществ:

• Экономию рабочего времени. Ведь процесс криобластинга занимает гораздо меньше времени, по сравнению со своими конкурентами. Не нужно дополнительно отскребать и оттирать грязь.
• Сокращение времени простоя. Очищение оборудования происходит прямо на месте, не нужно отдельно транспортировать приборы. В таких условиях в несколько раз увеличивается производительность.
• Уменьшение либо полное отсутствие механического износа и повреждений при очистке. Это связано с тем, что гранулы льда не наносят вреда поверхностям в отличие, к примеру, от пескоструйных аппаратов, которые могут выбивать частицы покрытия, из-за чего поверхность может стать шероховатой, а значит — появится дополнительное место для оседания различных загрязнений. Агрегаты, содержащиеся в чистоте — служат дольше.
• Предотвращение попадания лишних элементов внутрь аппаратуры. Так как гранулы льда превращаются в пар, достигнув поверхностей, то нечему будет застревать в щелях и отверстиях, а значит, можно не бояться, что детали оборудования могут забиться. Также с этой технологией отпадает проблема закупоривания отверстий для вентиляции.
• Уменьшение обязательств. Можно полностью отказаться от чистящих химикатов, которые могут представлять опасность для рабочих. Также нет необходимости ручной транспортировки оборудования, которая также входит в перечень рисков на производстве.
• Сокращение издержек. При очистке сухим льдом не образуются вторичные отходы, поэтому отсутствуют расходы на их утилизацию. Также не нужно дополнительно закупать растворители для их устранения.

Вопрос приобретения систем криобластинга как производственная необходимость

Криобластинг стал необходимой составляющей многих производственных процессов, и это потребовало некоторой структурной перестройки использующих данную технологию предприятий. Сегодня руководители множества хозяйствующих структур планируют подобрать и приобрести собственное оборудование для очистки сухим льдом, и создать структурные подразделения, способные выполнять эту работу на постоянной основе. Использование штатного персонала и собственных технических средств позволит экономить значительные средства и является целесообразным решением с точки зрения организации производства.

Несколько слов о главном

Двигатель мыть нужно, и на это есть ряд веских причин:

• грязные агрегаты имеют плохую теплоотдачу. Если в обыденной ситуации это не проявится, но при работе в тяжелых условиях может обернуться перегревом;
• битумные, маслянистые накопления в случае пожара ускорят горение;
• в чистом подкапотном пространстве гораздо приятней и легче производить ремонт. К тому же операции наподобие установки дизельных форсунок требует чистоты, так как попадание песчинок и пыли может вывести «тонкий» механизм из строя.

Определение

Как показывает практика, по запросу «сухая мойка двигателя» поисковые системы выдают статьи, повествующие о различных по природе своей технологиях мойки моторного отсека, что свидетельствует о некой неразберихе, присутствующей в этой области.

Мойка химическими средствами

Как ни странно, но под сухим методом очистки иногда выдают мойку с применением пенных очистителей двигателя. Для применения необходимо:

• распылить средство по периметру моторного отсека;
• выждать 3-5 минут, пока активная пена растворит грязевые отложения;
• смыть отложения водой (большой напор при этом не обязателен).

Как вы сами понимаете, что-то общее у такого метода очистки подкапотного пространства с сухой мойкой появится, только если сдувать активную пену напором воздуха, а не смывать водой. К сожалению, такой способ не слишком эффективен, так как воздух лишь разгонит грязь с лицевых поверхностей, оставляя при этом в скрытых полостях много отложений.

Статья в тему: Эстакада своими руками из подручных материалов