Ультразвуковая очистка с двумя ваннами завод

Когда слышишь про двухванные ультразвуковые установки, многие сразу думают о простом удвоении мощности. На деле же — это скорее про разделение технологических этапов, где каждая ванна решает свою задачу. Мы в ООО Чунцин Хэнчжань автоматическая технология через серию проб поняли: если первая ванна не снимает грубые загрязнения, вторая никогда не даст финишной чистоты.

Концепция двухванной системы

Изначально мы проектировали систему как два одинаковых модуля — казалось логичным. Но на испытаниях выяснилось: при равной мощности во второй ванне остаются частицы, которые первая должна была снять. Пришлось пересматривать распределение частот — в первой сделали 25-28 кГц для удаления абразивных отложений, во второй оставили 40 кГц для тонкой очистки.

Кстати, ошибочно считать, что достаточно просто поставить генератор помощнее. В одном из заказов для машиностроительного завода попробовали унифицировать электронику — в итоге перегревались преобразователи во второй ванне. Выяснилось, что при последовательной обработке деталей тепловой режим критичен.

Сейчас в новых моделях, например в нашей серии HZ-DT45, разделили не только частоты, но и системы фильтрации. В первой ванне — механический фильтр грубой очистки, во второй — угольный адсорбент. Без такого подхода при обработке литейных форм во второй ёмкости быстро накапливалась эмульсия.

Технологические нюансы на производстве

При запуске первой промышленной двухванной установки на заводе автокомпонентов столкнулись с проблемой перекрёстного загрязнения. Детали из первой ванны переносили частицы масла во вторую, хотя между ёмкостями стояла воздушная завеса. Пришлось разрабатывать промежуточную промывку струйным методом.

Температурный контроль — отдельная история. Для химически агрессивных сред типа щелочных растворов ставили титановые излучатели, но их резонансные характеристики отличались от стандартных. В протоколе испытаний на сайте hzkj.ru есть данные по адаптации пьезокерамики под разные температуры.

Вот вам пример из практики: при очистке пресс-форм для резиновых изделий во второй ванне использовали слабощелочной раствор. Без подогрева до 50°C эффективность падала на 40%, но при перегреве выше 60°C начиналась десорбция загрязнений с фильтров.

Кейс с авиационными компонентами

Для завода авиационных двигателей делали систему с двумя ваннами, где первая работала на хлорорганическом растворителе, вторая — на спиртовой основе. Проблема оказалась в материале корзины — нержавеющая сталь марки 316L вызывала каталитическую реакцию в первой ванне. Перешли на анодированный алюминий.

Интересно, что заказчик изначально требовал одинаковые ванны из соображений экономии. После трёх недель испытаний согласились на нашу схему с разными материалами и системой ультразвуковая очистка с двумя ваннами — процент брака упал с 12% до 0.3.

Кстати, в этом проекте пригодился наш опыт с системой рекуперации растворителей. Без неё стоимость эксплуатации превышала бы цену установки за полгода.

Эволюция конструктивных решений

Ранние модели имели раздельные генераторы для каждой ванны — надёжно, но неэкономично. С 2021 года перешли на схему с одним генератором и интеллектуальным коммутатором. Сэкономили 30% места в электрошкафу, но пришлось дорабатывать систему охлаждения.

Самый сложный момент — обеспечить идентичность ультразвукового поля в обеих ваннах при последовательном включении. В протоколах испытаний на hzkj.ru видно, как менялась география расположения излучателей — от симметричной до шахматной схемы.

Сейчас тестируем гибридную систему: первая ванна с магнитострикционными преобразователями для работы с вязкими средами, вторая — с пьезокерамическими для точной очистки. Пока есть сложности с синхронизацией частот.

Ошибки которые стоит учесть

В 2022 году поставили установку на гальваническое производство — не учли кавитационную эрозию дна второй ванны. Оказалось, при длительной работе с кислыми электролитами стандартная сталь 304 быстро истончалась. Теперь для таких случаев используем сталь 316Ti с дополнительным кавитационным покрытием.

Ещё один момент — не все учитывают разницу в объёме ванн. Если вторая меньше первой всего на 10%, уже возникает дисбаланс в производительности. Мы сейчас делаем вторую ванну на 15-20% больше — учитывает налипание загрязнений на деталях после первой стадии.

Перспективы развития технологии

Сейчас экспериментируем с системой реверсного потока между ваннами — не просто независимые ёмкости, а связанный технологический контур. Пока сложно стабилизировать давление в системе, но уже видим потенциал для обработки длинномерных деталей.

Интересное направление — комбинированные режимы. Например, первая ванна работает в импульсном режиме для грубой очистки, вторая — в непрерывном для финишной. Но пока не решена задача синхронизации с конвейером.

В новых разработках ООО Чунцин Хэнчжань автоматическая технология рассматривает вариант с тремя ваннами — добавили промежуточную ополаскивающую. Но это уже скорее для фармацевтики, где требования к чистоте на порядок выше.

Практические рекомендации

При подборе двухванной системы всегда смотрите на историю обслуживания — если в техдокументации не указана периодичность замены мембран излучателей, это тревожный знак. У нас для разных режимов ресурс варьируется от 2000 до 5000 часов.

Не экономьте на системе подготовки воды для второй ванны — даже при использовании деминерализованной воды нужна дополнительная фильтрация. Как-то раз из-за этого пришлось полностью менять раствор в системе очистки оптических деталей.

И главное — двухванная система не панацея. Для простых загрязнений иногда достаточно и одной ванны с правильно подобранным моющим средством. Но там, где нужна гарантированная чистота — без двухступенчатой ультразвуковая очистка с двумя ваннами не обойтись.