Криогенный бластинг или как снять краску 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

Модель Эффективное рабочее давление Подача атмосферного воздуха
XAHS 186 12 бар 175 л/с
XAHS 37 7 бар 33 л/с
Mobilar M135 10/12/14 бар 13,0/12,0/10,5 м3/мин

Криогенный бластинг — очистка поверхностей гранулами сухого льда.
Криогенный бластинг или как снять краску сухим льдом
Чистка с помощью гранул сухого льда – это эффективный, быстрый и экологически безопасный метод, который является альтернативой традиционным методам очистки. Эта технология подходит практически для любого материала и имеет очень широкий спектр применения.

Чистка сухим льдом является инновационной технологией обеспечивающей особенно щадящую очистку любых поверхностей от различных загрязнений, она стоит намного меньше чем традиционные способы очистки и является экологически чистой.

Экологически безвредное решение Гранулы сухого льда мгновенно испаряются при контакте с поверхностью не оставляя следов и вторичных отходов. Нет необходимости утилизировать вредные токсичные химикаты
Увеличение периода эксплуатации очищаемого оборудования Чистка сухим льдом может проводится без разборки оборудования и без необходимости охлаждения и сушки на которые обычно уходит много времени
Более эффективная и тщательная чем ручная чистка Чистка сухим льдом более тщательная и быстрая за счет проникновения в узкие и труднодоступные пространства недоступные при ручной чистке
Безопасная чистка электрических компонентов При чистке сухим льдом оборудование остается в сухом виде – это идеальное решение для чистки электрооборудования или других чувствительных к воде устройств
Нежный процесс очистки Неабразивная и не коррозийная процедура, не повреждает поверхности, тем самым сохраняя допуски и точность настройки оборудования
Рентабельность Быстро окупаемый метод за счет высвобождения рабочей силы и значительного снижения простоя оборудования
Препятствует появлению и росту бактерий Сухой лед — натуральный антибактериальный чистящий агент. За счет экстремальной температуры -79 oС сухой лед немедленно убивает бактерии и грибки при контакте. Во время чистки происходит дезинфекция без применения химикатов, токсинов или дополнительных агентов

Если вы ищите экологический способ избавится от загрязнения, токсических веществ, отработанных веществ – метод безабразивной очистки сухим льдом вот идеальное решение ваших проблем!

Области применения чистки сухим льдом:

  • Пищевая промышленность
  • Литейное производство
  • Производство металлоконструкций
  • Производство резинотехнических изделий
  • Переработка полимеров и пластмасс
  • Железнодорожный транспорт
  • Полиграфическая отрасль
  • Энергетика
  • Другие отрасли

Перечень удаляемых с помощью технологии криогенного бластинга загрязнений:
грязь, масло, жировые отложения, бензин, смола, гудрон, асбест, токсичные остатки, сажа, нагар, клей, пропиточные составы, напыления, сварочный шлак, смазка для литейных форм, чернила, лаки, краски, водоросли, слизь, морские моллюски, радиоактивные загрязнения, тяжелые металлы.

Изобретение в области очистки сухим льдом было запатентовано в США еще в 1947 году. Однако первые патенты, касающиеся разработки и дизайна современных устройств для струйной технологии были получены только с 1986 года.

Принцип очистки сухим льдом похож на пескоструйную, где песок или другой абразивный материал ускоряется потоком сжатого воздуха для воздействия на поверхность для того чтобы очистить или подготовить. Но вот на этом сходство и заканчивается.

В современных аппаратах вместо жестких абразивных материалов для очистки используется сухой лед, представляющий твердые формы двуокиси углерода, ускоренные потоком сжатого воздуха.

Двуокись углерода или CO2 представляет из себя инертный газ без запаха, примерно в 1½ раз тяжелее воздуха и содержится примерно в количестве 0,03% в атмосфере Земли. Также встречается в больших количествах в вулканах, трещинах Земли, обязательно участвует в метаболизме (обмене веществ) растений, животных и людей.

CO2 изготавливается промышленным способом или может быть образован в качестве побочного продукта в различных отраслях химической промышленности и обычно хранится в баках после восстановления. Углекислый газ может существовать в трех формах: в газообразной форме для напитков и пищевой промышленности, в жидкой форме в резервуаре под давлением, в твердом виде для струйной обработки, охлаждения и т.д.

Принцип обработки сухим льдом

Принцип обрабатывающего устройства состоит в ускорении сжатым воздухом гранул сухого льда со скоростью приблизительно 300 м/с температурой порядка -79 градусов С. При ударе гранулы почти сразу сублимируются, т.е. переходят из твёрдого состояния в газообразное без пребывания в жидком состоянии при комнатной температуре, с передачей минимальной кинетической энергии к поверхности.

Струйная обработка сухим льдом, в основном, удаляет весь материал, который сильно реагирует на различия в температуре: краска, лак, клей, масла, воск, остатки пекарни, битум, синтетические остатки, пенопласты и т.д.. Струйная очистка уже широко освоена в промышленном масштабе и предлагается компанией Доктор Заубер

Струйная очистка сухим льдом превосходит пескоструйную обработку, потому что не разрушается или стирается целевая поверхность как при традиционной чистке песком или металлическими щетками. Это означает, что сохраняется целостность поверхности и критические допуски и оборудование не должно быть заменено из-за поверхностной эрозии. Кроме того очищать с помощью твёрдого диоксида углерода большинство машин и оборудования можно на месте, что исключает дорогостоящие и длительные разборки и сборки.
Электрические детали и генераторы можно немедленно запускать не дожидаясь традиционной просушки. После очистки  не требуется больших складских контейнеров для загрязненного материала. Удаление плесени и грибка является гораздо более полным с уменьшением вероятности для регенерации из-за отсутствия влаги. Струйная очистка сухим льдом удаляет больше водорослей, слизи и мидий на корпусах лодок.

Достоинства и недостатки чистки двуокисью углерода

 Наконец, струйная очистка сухим льдом может использоваться вместо многих экологически вредных растворителей, как трихлорэтан, метилена хлорид, крезиловая кислота и каустическая сода. Так как твёрдый диоксид углерода испаряется полностью, как газ, то нет отходов. Когда струйная очистка сухим льдом заменяет опасные химические чистящие средства, также исключаются расходы на утилизацию этих химических веществ.

Обработка дешевле:

 — потому что ничего не добавляется и абсолютно нет вторичных отходов. Материалы загрязнения удаляются легко, как сухая пыль, которая может легко быть захвачена фильтром пылесоса даже во время работы. Таким образом, почти отсутствует дополнительная очистка после завершения задания сухим льдом.

Быстрее:
— почти нет простоя так как отсутствует необходимость для разборки/сборки и не нужна дальнейшая очистка после завершения процесса. Процесс позволяет легко и быстро достигать места, где человеческие руки не могут или не должны касаться.

Безопаснее:
— нет никаких химических веществ, не абразивный материал. Нет воздействия электрической энергии, искры, тепла, высокого давления жидкости, вторичных потоков отходов. Все это способствует значительно меньшему риску для очистки оборудования, персонала, выполняющего очистку и окружающей среды.
Обработка сухим льдом имеет недостатки:
— громкий шум при обработке требует применения защитных наушников и может вызвать раздражение других людей поблизости. Уровень шума может варьироваться от 85 до 130 дБ;
— эффективная очистка производится только в прямой видимости от сопла выделяющего сухой лёд;
— выпускаются большое количество углекислого газа, который может быть вредным, если обработка происходит в невентилируемом пространстве. Однако, двуокись углерода токсична, начиная в концентрациях выше 1%.

Струйная обработка сухим льдом может использоваться для очистки пищевого оборудования и для эффективного обеззараживания поверхностей, в том числе, когда микроорганизмы не поддаются обнаружению с использованием обычных микробиологических методов.

Изобретение криогенной обработки в настоящее время широко применяется в литейных цехах, автомобильной, ядерной и многих других отраслях промышленности с положительными результатами и экономией когда другие обычные методы очистки не доступны.