По-перше, принцип лазерного очищення промислових трубопроводів використовується в трубчастих установках нафтових, хімічних та інших підприємств, включаючи труби, клапани, трубопровідна арматура і так далі. Труби широко використовуються в промисловій сфері, при цьому необхідно звернути увагу на видалення бруду всередині труб при використанні труб. Після очищення води під високим тиском або технології свинцю також необхідно провести лікування пасивацією. Після завершення операції пасивації трубопровід може тривалий час утримуватися від окислення. Індустріальне очищення іноді вимагається для забезпечення роботи обладнання. Остаточна операція пасивації є критичною і вимагає пасивації відразу після завершення попередньої операції для уповільнення корозії труби.
Лазер має високу яскравість, високу спрямованість, високу монохроматичність і високу когерентність, що не має аналогів звичайних джерел світла. Завдяки високій яскравості лазера, після фокусування об'єктивом, він може генерувати десятки мільйонів градусів або навіть десятки тисяч градусів температури поблизу фокусу. Висока спрямованість лазера дозволяє ефективно переносити лазер на великі відстані. Монохроматичність лазера надзвичайно висока, а довжина хвилі єдина, що добре для фокусування та вибору довжини хвилі.
Лазерне очищення можна розділити на дві категорії відповідно до його механізму очищення. Він використовує чисту підкладку (також звана матір'ю) і поверхневе прикріплення (бруд) для того, щоб мати дуже різний коефіцієнт поглинання для певної довжини хвилі лазерної енергії. . Енергія лазера, що випромінюється на поверхню, в основному поглинається поверхневими відкладеннями, так що вона нагрівається або випаровується для випаровування, або миттєво розширюється, і керується потоком пари, що утворюється на поверхні, щоб відокремитися від поверхні об'єкта для очищення. цілей. Підкладка не пошкоджується поглинанням лазерного світла на цій довжині хвилі. Для цього типу лазерного очищення вибір правильної довжини хвилі та керування лазерною енергією є запорукою безпечного та ефективного очищення. Інший тип є методом очищення, який не чутливий до різниці в коефіцієнті поглинання енергії лазера між підкладкою очищення і прикріпленням поверхні, або що підкладка чутлива до кислого пара, що утворюється покриттям, або токсична речовина генерується після покриття нагрівається. . Цей тип методу зазвичай використовує імпульсний лазер високої потужності з високою частотою повторення для впливу на очищувану поверхню і перетворює частину променя в звукові хвилі. Після того, як звукова хвиля потрапляє в нижню тверду поверхню, близька частина і падаюча звукова хвиля, що генерується лазером, злегка вибухають, покриття подрібнюється, пресується в порошок, а потім видаляється вакуумним насосом, а нижня підкладка не пошкоджено.
У порівнянні з традиційними методами очищення, такими як лазерне очищення, механічне очищення від тертя, рідке тверде очищення і високочастотне ультразвукове очищення, лазерне очищення має очевидні переваги. Це ефективне, швидке, низька вартість, низька теплова навантаження і механічне навантаження на підкладку, очищення - не травми; відходи можуть бути перероблені, без забруднення навколишнього середовища; безпечний і надійний, не завдає шкоди здоров'ю операторів; багатофункціональний, може видаляти різні відмінності Товщина, різний склад покриття; Легко досягається автоматичне управління процесом очищення, дистанційне дистанційне очищення.
По-друге, метод лазерного очищення
З методу аналізу метод лазерного очищення має чотири види 1 методів лазерного сухого очищення, тобто безпосередню дезактивацію імпульсного випромінювання з використанням імпульсного лазера; 2 метод лазерної + рідинної плівки, тобто спочатку нанесення плівки рідини на поверхню підкладки, а потім знезараження лазерним випромінюванням; 3 методом лазера + інертний газ, тобто під час опромінення лазера, інертний газ продувається на поверхню підкладки, а коли бруд відшаровується від поверхні, він негайно здувається з поверхні газом до уникнути повторного забруднення та окислення поверхні; Після розпушення бруду її очищають некорозійними хімічними методами. В даний час зазвичай використовуються перші три методи. Четвертий метод виявляється тільки в очищенні кам'яних артефактів.
По-третє, застосування лазерного очищення
Різьблення по каменю та різьблення по каменю, такі як високоякісне камінне мистецтво, стали найбільш ранніми застосуваннями технології лазерного очищення завдяки їх надзвичайно тонкої і тендітній структурі поверхні. Було встановлено, що використання лазерів для видалення забруднень з поверхні кам'яних артефактів має свої унікальні переваги. Вона може дуже точно контролювати рух балки на складних поверхнях, видаляючи бруд без пошкодження артефактного каменю. Наприклад, у вересні 1992 року організація Всесвітньої культурної спадщини, організована Організацією Об'єднаних Націй, відзначила 20-річчя організації та відремонтувала дуже відомий Англійський собор Амієна. Гарний мармур Діви Марії на західній стороні Ам'єнського собору Гравюра є ключем до інженерії. У річному проекті технічного обслуговування Нотр-Дам, обслуговуючий персонал використовував лазер для видалення чорного шару, що покриває мармуровий гравірувальний малюнок на кілька міліметрів. Відбився оригінальний колір мармурової поверхні, яка знову з'явилася на вишуканій різьбі. Славний. Наприклад, кам'яна різьба Insbrentier, одна з найважливіших колекцій різьблення по каменю у Великобританії, була очищена лазером і має однаковий ефект. На рисунку 1 показано австрійські культові реліквії, що очищають різьблення по каменю на соборі Святого Стефана в середині 14 століття за допомогою лазера YAG з шарнірними руками.
Поверхня каменю після лазерного очищення спостерігалася за допомогою електронного мікроскопа. Було встановлено, що структура каменю після лазерного очищення не змінювалася, а поверхня, що підлягає очищенню, була гладкою і рівною без пошкоджень. Це повністю відрізняється від поверхні, очищеної методом розпилення мікрочастинок (метод вибуху).
Пошкодження структури поверхні мармуру після очищення розпиленням мікрочастинок неминуче, особливо для мармурових поверхонь з існуючими сульфатними лусочками. Спостереження за допомогою електронної мікроскопії також показало, що властивості основного гірського матеріалу не були ні деградовані, ні змінені після лазерного опромінення. В даний час робота по очищенню вапна лазером, поверхня високоякісних кам'яних матеріалів, таких як мармур, стала новим перспективним бізнес-проектом. Окрім очищення кам'яних матеріалів, лазерне очищення добре впливає на очищення скла, кварцу, металу, прес-форм, зубів, стружки, електродів, магнітних головок, магнітних дисків та різних мікроелектронних виробів. програми.
По-четверте, аналіз лазерного очищення
Крім того, промисловість також використовує лазери для періодичної очистки форми для забезпечення якості продукту. Нижче наводиться приклад лазерного очищення прес-форми для ілюстрації економічних переваг лазерного очищення порівняно з автономним очищенням і очищенням сухого льоду. Технологія лазерного очищення має очевидні переваги, швидке очищення, низьку трудомісткість, відсутність зносу та небезпеку для оператора. Проте, початкові інвестиції в обладнання відносно високі, досягаючи $ 300,000 до $ 600,000. Тому фабриці необхідно створити план повернення грошових коштів. Типова установка JET лазерної системи може досягти відновлення інвестицій протягом 18 місяців. Короткий час простою вулканізації, низькі витрати на робочу силу, менший знос прес-форм і низькі виробничі витрати є потенційними вигодами. Наприклад, машину з щоденним випуском 20000 шин потрібно очищати один раз на день по 8 вулканізаторам (16 модулів). Передбачається, що 3 вулканізатори очищаються за зміну або 9 вулканізаторів очищаються щодня (деякі заводи очищаються двічі) Видаляють дві форми з ігрової машини дружби для автономного очищення. Це займає близько 15 годин роботи і 10 годин простою. Якщо обидві половини формочок очищаються лазером, потрібно тривати 3 години та 3 години простою. Очищення вулканізатора заощаджує 14 годин роботи і 7 годин простою. Передбачається також, що тільки 10 очисних робіт (5 комплектів сірчаних машин дружби) і 5 разів автономної очистки в магазині прес-форм призведуть до величезних прибутків з 70 годинами експлуатації та 35 годин простою в день. Робочий день 320 днів на рік може збільшити кількість операцій на 22 400 годин і 11 200 годин на рік.
Слід також враховувати витрати на ремонт та технічне обслуговування лазерного очисного обладнання. Для очищення лазерного дзеркала та видалення осаду, нанесеного на фільтр, пристрій слід підтримувати протягом 30 хвилин на тиждень, а основні компоненти слід відремонтувати протягом 60 хвилин кожні 4 тижні. . Пристрій регулярно підтримується, і лазерна система працює кожні 6 місяців відповідно до вимог виробника. Більшість механічних компонентів мають такий же термін служби, як лазерний каркас протягом більше 10 років, а деякі компоненти лазера потребують заміни приблизно через 3000 годин використання. Ці частини можуть бути замінені на місцях під час планового профілактичного обслуговування. Лазерний блок плюс його однорічна гарантія, включаючи заміну витратних матеріалів і надання типових запасних частин, в кінцевому рахунку коштує близько $ 4 до $ 8 за годину. Всі пристрої оснащені модемом (модулятором), так що виробник може надавати віддалені послуги.
Виходячи з вищенаведених факторів, загальні економічні переваги технології лазерного очищення є дуже значними.
V. Висновок
Процеси лазерної обробки та різання існують багато років, але лазерне очищення поверхні є відносно молодою технологією. Незважаючи на те, що цей процес видаляє всі органічні матеріали (наприклад, видалення жувальної гумки), його використання в промисловому очищенні лише нещодавно почалося. Вважається, що з розвитком лазерів і безперервним вдосконаленням технології лазерного очищення, все більше і більше додатків будуть отримані в різних полях очищення.
