Jak działa czyszczenie suchym lodem?

Wiele osób pyta nas jak właściwie działa czyszczenie suchym lodem. Inne metody obróbki strumieniowo-ściernej polegają przede wszystkim na sile kinetycznej, która jest generowana przez media oddziałujące na powierzchnię. Biorąc pod uwagę wyjątkowe właściwości suchego lodu, metoda czyszczenia suchym lodem opiera się również na sile kinetycznej, ale uwzględnia również dwa inne czynniki, które prowadzą do bardziej efektywnego procesu czyszczenia.   

Zanim przyjrzymy się specyfice działania suchego lodu, uprościmy ją tworząc chwytliwy akronim, który ułatwi zapamiętanie tych trzech czynników. W firmie Cold Jet lubimy używać skrótu ICE:

I – Impact

Uderzenie granulatu wywołuje efekt kinetycznej energii. Miękki suchy lód jest przyspieszany przez sprężone powietrze poprzez specjalnie zaprojektowane dysze.

C-Cold

Bardzo niska temperatura granulatu suchego lodu -78,9°C wywołuje efekt szoku termicznego powodując skruszenie zanieczyszczeń. Różnica temperatur pozwala zerwać więź pomiędzy podłożem, a zanieczyszczeniem.

E - Expansion

Granulat suchego lodu sublimuje po uderzeniu w powierzchnię; rozszerzając swoją objętość usuwa nagromadzone zabrudzenia.

Jest to łatwy sposób na zapamiętanie, jak działa czyszczenie suchym lodem.

Przyjrzyjmy się dokładniej trzem podstawowym czynnikom, które przyczyniają się do procesu czyszczenia. Oczyszczanie suchym lodem łączy w sobie trzy podstawowe czynniki:

1. Energię kinetyczną suchego lodu

2. Efekt szoku termicznego

3. Efekt cieplno-kinetyczny

1. Energia kinetyczna suchego lodu

Suchy lód jest przyspieszany przez sprężone powietrze przez dyszę. Gdy suchy lód uderza w czyszczone podłoże, wywołuje efekt kinetyczny. Efekt ten ma największy wpływ na proces czyszczenia gdy podłoże znajduje się w temperaturze otoczenia lub niższej.

Nawet przy dużej prędkości uderzenia, efekt kinetyczny jest minimalny w porównaniu z innymi mediami (jak np. piasek). Wynika to z względnej miękkości zestalonego CO₂ (1,5 - 2 w skali twardości Mohsa), która nie jest tak gęsta i twarda jak inne media.

Ponadto, suchy lód przechodzi z fazy stałej w gaz prawie natychmiast po uderzeniu. Bardzo mała energia uderzenia jest przenoszona na powłokę lub podłoże, dlatego proces czyszczenia suchym lodem jest uważany za nieabrazyjny.

2. Efekt szoku termicznego

Na tle innych środków do czyszczenia strumieniowego suchy lód wyróżnia się również temperaturą. Charakterystyczna, niska temperatura zapewnia unikalny termodynamiczny mechanizm obróbki powierzchni, który oddziałuje na adhezję zanieczyszczeń do podłoża. Suchy lód jest ekstremalnie zimny (-78,9^oC). Ta unikalna właściwość pomaga usuwać zanieczyszczenia, powodując ich kruszenie i obkurczanie, w wyniku czego osłabiona zostaje ich przyczepność do podłoża. Powstające mikropęknięcia umożliwiają oderwanie zanieczyszczeń.

Efekt szoku termicznego powoduje różnicę między temperaturą zanieczyszczeń, a powierzchni materiału substratu (współczynnik rozszerzalności i skurczu dla odmiennych materiałów). W konsekwencji czyszczenie rozgrzanego, a nie chłodnego oprzyrządowania przebiega tym sprawniej i szybciej, im większa jest różnica temperatur.

3. Efekt cieplno-kinetyczny

W momencie uderzenia, połączenie energii uderzenia z niezwykle szybkim transferem ciepła pomiędzy granulatem a powierzchnią powoduje, że cząsteczki suchego lodu natychmiast sublimują i powracają do stanu gazowego.

Podczas fazy przejścia z fazy stałej w gaz, objętość suchego lodu rozszerza się ok. 800 razy w stosunku do objętości w stanie stałym, odrywając przy tym zanieczyszczenia od podłoża.

Tzw. „mikrowybuch" powoduje unoszenie termicznie spękanych cząstek powłoki z podłoża. Wynika to z braku energii odbicia cząsteczki suchego lodu, która podczas uderzenia rozkłada swoją masę wzdłuż powierzchni, zapewniając obszar wysokiego ciśnienia skupiony pomiędzy powierzchnią, a termicznie pękniętymi cząstkami zanieczyszczeń. Wynikiem tego jest bardzo skuteczna siła unoszenia cząstek z dala od powierzchni.

Czyszczenie Suchym Lodem od firmy Cold Jet na Vimeo.

Zastanawiasz się nad zastosowaniem procesu czyszczenia suchym lodem w Twoim zakładzie produkcyjnym? Skontaktuj się z Nami!