Hướng dẫn từng bước trong việc lựa chọn đúng loại dung dịch rửa siêu âm

Giới thiệu

Sơ lược về phương pháp rửa siêu âm ứng dụng trong các ngành công nghiệp

     Làm sạch bằng sóng siêu âm là phương pháp làm sạch bề mặt vật thể bằng cách sử dụng sóng siêu âm trong môi trường nước, tạo ra các bong bóng siêu nhỏ có khả năng loại bỏ các loại bụi bẩn, tạp chất. Làm sạch bằng sóng siêu âm có khả năng làm sạch các bề mặt phức tạp và các bề mặt siêu nhỏ mà các phương pháp làm sạch truyền thống như phun, quét, tạo sóng, rung động không thể làm được. Phương pháp này ngày càng được phát triển và có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau như ô tô, điện tử, trang sức và các ngành khác.

Tầm quan trọng của việc lựa chọn đúng loại dung dịch rửa siêu âm để cho kết quả tối ưu

     Dung dịch rửa siêu âm đa dạng về chủng loại, mỗi chủng loại lại phù hợp với một số ứng dụng cụ thể. Đối tượng mà các dung dịch rửa siêu âm hướng đến là các loại rỉ sét, bụi bẩn, phoi thừa, dầu nhờn và các loại tạp chất không mong muốn khác đọng lại trên bề mặt sản phẩm. Lựa chọn đúng dung dịch không chỉ tăng hiệu suất làm sạch mà còn tránh gây ra những tổn hại không mong muốn đến bề mặt cần làm sạch. Nếu không lựa chọn phù hợp, các chất trong dung môi có thể gây mòn bề mặt, hiệu quả làm sạch không được như mong muốn, không thể làm sạch hoặc gây nhiễm bẩn chéo. Việc lựa đúng còn giúp tiết kiệm chi phí làm sạch cũng như các chi phí phát sinh như xử lý, bảo trì hệ thống.

Tìm hiểu về quy trình làm sạch bằng sóng âm

Giải thích cơ bản về nguyên lý làm sạch bằng sóng âm

     Để tạo sóng siêu âm trong nước người ta sử dụng bộ phát siêu âm được đặt trong chất lỏng, thường là trong một bể chứa. Bộ phát này tạo ra các sóng siêu âm trong dải từ 20kHz cho đến 200kHz với cường độ lớn. Sóng siêu âm trong nước khi tác động vào bề mặt chi tiết đặt trong nó tạo ra các vùng có áp suất cao hơn và thấp hơn áp suất hơi của nước. Khi các vùng áp suất này tác động vào bề mặt của chi tiết, các bọt khí xâm thực sẽ được tạo ra tại nơi tiếp xúc giữa các chất bẩn và bề mặt. Qua các chu kỳ của sóng, hàng triệu bọt khí này lớn dần và nổ tung tạo ra các rung động. Các rung động liên tiếp theo chu kỳ sẽ đẩy các chất bẩn ra xa khỏi bề mặt, làm sạch hoàn toàn bề mặt.

Lợi ích của việc sử dụng phương pháp rửa siêu âm so với các phương pháp khác

     Phương pháp rửa siêu âm bằng cách sử dụng các dung dịch rửa siêu âm mang lại nhiều lợi thế trong các trường hợp nhất định so với các phương pháp thường dùng như phun, chà, nhúng.

     Áp dụng được với nhiều loại vật liệu

     Phương pháp rửa siêu âm có khả năng ứng dụng với nhiều loại vật liệu khác nhau như gốm, sứ, thủy tinh, kim loại, cao su và cả nhựa. Có thể nói phương pháp này có khả năng áp dụng cho hầu như tất cả các loại vật liệu thông dụng thường ngày.

     Mức độ tự động cao

     Sử dụng phương pháp rửa siêu âm cho khả năng rửa nhiều chi tiết cùng một lúc mà không cần sự tác động của con người. Để vận hành một chiếc máy sử dụng phương pháp rửa siêu âm, người công nhân chỉ việc tiến hành cài đặt, kiểm tra các thông số ban đầu, đặt các chi tiết đúng vị trí và khởi động máy. Quá trình làm sạch sẽ được thực hiện hoàn toàn tự động qua các dung dịch rửa siêu âm sử dụng sóng âm, tạo các bọt khí để làm sạch các chất bẩn.

     Tăng hiệu suất làm sạch

     Do quá trình hoàn toàn tự động kết hợp với nguyên lý làm sạch của phương pháp sóng âm, các chi tiết được làm sạch cùng một lúc với khả năng loại bỏ chất bẩn gần như là đồng thời và đồng đều trên mọi bề mặt. Thời gian làm sạch chỉ mất trung bình từ 10 đến 20 phút với các bề mặt có độ cứng thấp và chỉ mất 5 phút đối với các bề mặt có độ cứng cáo.

     Tiếp cận với các bề mặt có cấu trúc phức tạp

     Các phương pháp làm sạch thông thường nhờ vào sự tiếp xúc trực tiếp của nước vào các vị trí trên bề mặt. Những phương pháp như vậy giúp làm sạch các bề mặt phẳng, tiết diện lớn rất nhanh nhưng ngược lại đối với các mặt phức tạp thì không hiệu quả. Phương pháp rửa bằng sóng siêu âm có khả năng làm sạch các bề mặt phức tạp như khe, lỗ, các mặt siêu nhỏ cỡ micro dựa vào nguyên lý sử dụng các bong bóng xâm thực, cho khả năng tiếp cận tới mọi vị trí có độ lớn micro.

     Thân thiện với môi trường

     Đa số các dung dịch rửa siêu âm là các dung môi như nước, dầu và thêm một số thành phần phụ, không sử dụng nhiều đến các chất hóa học độc hại. Chính vì thế so với các phương pháp làm sạch bằng hóa học khác, phương pháp rửa siêu âm an toàn hơn cho người sử dụng, thân thiện hơn với môi trường, quy trình xử lý đơn giản, thậm chí không cần xử lý.

Những yếu tố cân nhắc khi lựa chọn các dung dịch rửa siêu âm

Mục tiêu của việc làm sạch

     Trước khi tiến hành làm sạch hay bất cứ việc gì, đầu tiên phải xác định các yêu cầu cần thiết và kết quả mong muốn. Làm sạch các chi tiết có thể đơn giản là làm sạch các bề mặt ngoài, các cạnh, mép của chi tiết, hoặc cũng có thể là yêu cầu làm sạch cả những vị trí khó tiếp cận như khe nhỏ hẹp, lỗ, rãnh. Dựa trên yêu cầu và mục tiêu làm sạch, các loại dung dịch siêu âm cần được lựa chọn kĩ lưỡng. Ví dụ nếu chỉ đơn giản làm sạch các bề mặt rộng có thể sử dụng các dung dịch rửa siêu âm gốc nước, nhưng với các khe có kích thước siêu bé, sức căng bề mặt của nước khiến nước không thể tiếp xúc được các vị trí đó; khi đó ta cần dùng các dung dịch gốc dung môi với sức căng bề mặt bé hơn để làm sạch.

Tương thích với vật liệu

     Tính chất của các bề mặt vật liệu ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa chọn dung dịch rửa siêu âm. Vật liệu ứng dụng phương pháp này rất đa dạng từ nhựa, kính cho đến kim loại như sắt, thép, vàng, bạc. Dù lựa chọn dung dịch tẩy rửa gốc nước hay gốc dung môi thì chúng cũng chứa rất nhiều chất hóa học và nồng độ khác nhau, nếu không lựa chọn có thể gây ra các phản ứng không mong muốn như mòn, rỗ bề mặt. Phương pháp sử dụng các bong bóng khí xâm thực nên tùy vào cơ tính bề mặt vật liệu mà ta sử dụng các loại dung dịch khác nhau.

Loại chất bẩn cần làm sạch

     Phương pháp làm sạch này hướng tới việc vệ sinh bề mặt khỏi các loại bụi tạp chất bám dính như bụi bẩn, dầu mỡ, rỉ sét. Mỗi loại bụi bẩn thích hợp với một loại dung dịch rửa siêu âm khác nhau nên cần tính toán về các loại tạp chất để có được lựa chọn tốt nhất. Ví dụ như những bụi bẩn thông thường hoặc các chất có khả năng phản ứng hóa học với kiềm hay axit, việc sử dụng các dung dịch gốc nước pha kiềm, axit sẽ giúp cho quá trình làm sạch diễn ra nhanh hơn. Đối với các loại bụi bẩn dạng dầu mỡ, các chất dễ hòa tan có thể lựa chọn các dung dịch gốc dung môi với khả năng hòa tan, làm sạch dầu mỡ.

Yếu tố về môi trường

     Khi làm việc với bất kỳ hóa chất hoặc dung dịch nào, điều cần thiết là phải ưu tiên an toàn lên hàng đầu. Các chất tẩy rửa siêu âm có chứa các dung môi có khả năng gây cháy, nếu không có các trang thiết bị phù hợp có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe và an toàn của người sử dụng. Ngoài ra, quá trình làm sạch kéo theo lượng lớn chất thải bao gồm dung môi, cặn bẩn yêu cầu quy trình xử lý sau sử dụng để tránh ảnh hưởng đến môi trường.

     Thông thường việc sử dụng các dung dịch rửa siêu âm được đánh giá là phương pháp thân thiện với môi trường, tuy vậy nếu không có các trang thiết bị để xử lý lượng dung dịch thải rất có thể gây ảnh hưởng đến môi trường. Như vậy phụ thuộc vào yêu cầu về an toàn, môi trường cũng như các trang thiết bị, cơ sở vật chất mà ta lựa chọn loại dung dịch phù hợp.

Nồng độ và tỷ lệ pha loãng

     Các dung dịch rửa siêu âm là sự pha trộn của dung môi và các hợp chất, trong đó dung môi chiếm tỷ lệ lớn trong dung dịch, các hợp chất như axit, kiềm, chất tẩy rửahoặc các dung môi phụ được thêm vào để tăng khả năng làm sạch cho các dung dịch. Việc điều chỉnh liều lượng của các hợp chất này trong dung môi có tăng hoặc giảm chất lượng làm sạch. Ví dụ trong các nghiên cứu, nồng độ chất tẩy rửa giới hạn dưới 3%, nếu vượt quá sẽ không thêm khả năng tẩy rửa. Hay các dung dịch gốc nước có thêm axit hoặc bazo, nếu nồng độ quá cao có thể dẫn đến mòn, hỏng bề mặt vật liệu

Đánh giá các lựa chọn dung dịch rửa siêu âm

Các sản phẩm hiện có trên thị trường

     Trên thị trường có các hãng lớn như Esma, Blue Wave, Cleanosonic và nhiều hãng khác, các sản phẩm của những hãng này thường chia ra dựa trên ứng dụng cụ thể. Ví dụ như Esma phân chia sản phẩm của mình thành các dung dịch dùng cho các mục đích thông thường, làm sạch hợp chất, làm sạch kim loại. Cleanosonic phân loại dựa trên các lĩnh vực như làm sạch trang sức, làm sạch đồ điện tử hoặc các ngành công nghiệp, công nghiệp nặng. Điểm chung của các nhà cung cấp, phân phối các dung dịch rửa siêu âm là cung cấp các giải pháp cụ thể, rõ ràng, khách hàng chỉ việc chọn lựa đối tương làm sạch là có thể chọn ngay cho mình được dung dịch mong muốn mà không cần quá nhiều kiến thức về các loại dung dịch.

     Cùng với các dung dịch rửa siêu âm là các thiết bị đi kèm như bể chứa, máy phát siêu âm được khuyến nghị đi kèm cho hiệu quả làm sạch cao. Các dung dịch rửa siêu âm luôn nhận được những phản hồi tích cực từ khách hàng từ hiệu suất cho đến giá thành.

Xem xét các thông số kĩ thuật

     Các dung dịch rửa gốc nước thường chứa các dung dịch axit hoặc kiềm với độ pH khác nhau, trong đó axit có độ pH thấp hơn kiềm. Các chất có độ pH rất cao hoặc rất thấp có tác dụng mạnh mẽ trong việc làm sạch các mảng tích tụ, đóng vảy và các loại dầu mỡ bám dính. Tuy nhiên trong quá trình sử dụng tiềm ẩn những rủi ro cao như làm tổn thương bề mặt vật liệu hoặc gây ảnh hưởng tới người sử dụng nếu tiếp xúc da. Ngược lại các chất có nồng độ pH trong khoảng từ 5-9 có khả năng làm sạch thấp hơn nhưng an toàn hơn và dễ sử dụng hơn, có tác dụng làm sạch các loại bụi bẩn thông thường.

     Một yếu tố đáng quan tâm khác là độ nhớt của dung dịch. Các dung dịch có độ nhớt cao thường khó chảy hơn, khó bao quát toàn bộ diện tích và không thể tiếp cận được các khe nhỏ hẹp. Tương tự với độ căng bề mặt của dung dịch, dung dịch có độ căng bề mặt càng lớn thì càng khó tiếp cận vào các khe rãnh. Chính vì thế cần kiểm tra trước về độ nhớt và sức căng bề mặt của chất lỏng đảm bảo sự tiếp xúc của các dung dịch đối với bề mặt sản phẩm.

Tương thích với các thiết bị

     Các dung dịch rửa siêu âm bao gồm dung môi và các hợp chất khác như axit, kiềm chất tẩy rửa có thể gây hư hại cho các thiết bị như thành bể, giá đỡ và các thiết bị khác tiếp xúc trực tiếp với dung dịch, gây hiện tượng mòn, rỗ, hư hỏng. Chính vì thế khi lựa chọn loại dung dịch phải xem xét loại thiết bị sử dụng, kiểm tra các phản ứng có thể xảy ra trong quá trình tiếp xúc, vận hành.

     Có một số chất nếu sử dụng trong thời gian ngắn có thể không gây hư hại nhưng nếu ngâm quá lâu, hoặc sử dụng ở nhiệt độ cao sẽ khiến các thiết bị gặp sự cố. Hoặc đơn giản có một số dung dịch được thiết kế để hướng tới một số loại tạp chất nhất định, điều đó đòi hỏi hệ thống lọc phải tương thích để có thể xử lý trước khi xả thải lượng dung dịch dư ra môi trường.

Kiểm tra và xác minh

Tiến hành kiểm tra ban đầu

     Trước khi tiến hành làm sạch chi tiết, người ta cần kiểm tra hoạt động của máy. Bằng cách sử dụng một tấm nhôm mỏng. Tiến hành đổ dung dịch, đặt tấm nhôm mỏng xuống cách đáy bể một khoảng 3cm và bật máy. Tiến hành bật máy trong vòng 1 phút, sau đó bỏ tấm nhôm ra. Nếu trên bề mặt tấm nhôm xuất hiện các vết lồi lõm liên tục và đồng đều, điều đó chứng tỏ máy hoạt động ổn đinh và có thể đưa vào sử dụng, ngược lại nếu trên bề mặt lớp nhôm có phần phẳng thì cần kiểm tra lại máy để đảm bảo độ ổn đinh.

     Tiếp theo để có được kết quả tốt nhất, tiến hành thử nghiệm với một chi tiết cụ thể cần được làm sạch. Tiến hành đặt chi tiết và làm sạch theo đúng quy trình và quan sát lượng tạp chất trên chi tiết trong quá trình làm sạch. Nếu như lượng tạp chất bị loại bỏ, bề mặt sau khi làm sạch đạt yêu cầu, ta có thể tiến hành rửa nhiều chi tiết.

Xác minh và thích ứng

     Sau khi tiến hành kiểm tra, ta đưa loạt chi tiết cần làm sạch vào trong bể sau đó thiết lập các thông số ban đầu và chạy. Tiếp tục quan sát và kiểm tra chi tiết được làm sạch. Nếu như các chi tiết có bề mặt đạt yêu cầu như vậy việc lựa chọn dung dịch cũng như thiết bị là hợp lý, có thể tiến hành áp dụng cho các trường hợp sau. Ngược lại nếu như bề mặt chưa đạt yêu cầu, cần tiến hành kiểm tra lại vật liệu, loại tạp chất có tương thích với dung dịch không hoặc thay đổi các yếu tố như tần số, công suất của máy phát cũng như nhiệt độ vận hành để đạt được kết quả cao nhất

Kết luận

Tổng hợp các điều quan trọng trong việc chọn đúng dung dịch rửa siêu âm

     Việc chọn lựa đúng dung dịch rửa siêu âm mang lại những lợi ích to lớn. Dưới đây là tóm gọn những điều cần lưu ý khi chọn lựa dung dịch rửa siêu âm

·         Mục tiêu của việc làm sạch: Xác định bề mặt và mức độ cần làm sạch

·         Tương thích với vật liệu: Dung dịch rửa siêu âm có thể gây hại vật liệu nếu không tương thích

·         Loại chất bẩn cần làm sạch: Các dung dịch khác nhau hướng tới các đối tượng làm sạch khác nhau

·         Yếu tố về môi trường: Cân nhắc các yêu cầu về môi trường và xử lý dung dịch qua sử dụng

·         Nồng độ và tỷ lệ pha loãng: Nồng độ hợp chất khác nhau thì khả năng làm sạch khác nhau

Nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu và thử nghiệm kỹ lưỡng

     Các dung dịch rửa siêu âm mang đến những ưu điểm vượt trội nhưng vẫn còn đó những nhược điểm cần phải cải thiện, Trong tương lai cần phát triển loại dung dịch có thể sử dụng cho tất cả các loại vật liệu mà không gây tổn hại. Thay đổi trong nồng độ của các hợp chất để cho ra loại dung dịch có hiệu suất tốt nhất.

     Bên cạnh việc nghiên cứu các dung dịch, các thiết bị đi kèm cũng cần có những phát triển tương xứng, giúp tăng hiệu suất, giảm năng lượng, giảm chi phí vận hành cũng như cho khả năng tái sử dụng lượng dung dịch đã qua sử dụng nhằm tiết kiệm và đảm bảo môi trường.

Khuyến khích sự tham khảo của chuyên gia để có hướng dẫn cụ thể hơn

     Bài viết cung cấp một cái nhìn tổng quan về việc lựa chọn các loại dung dịch siêu âm. Những loại dung dịch đa dạng về chủng loại và số lượng, kèm theo nồng độ và hợp chất khác biệt. Người sử dụng cần có kiến thức sâu về các loại hợp chất mới có thể có cho mình lựa chọn chính xác. Một lựa chọn nữa đó là việc tham khảo các chuyên gia, các công ty cung cấp dung dịch rửa siêu âm để có cho mình một giải pháp hiệu quả và chính xác, giúp đạt được mục tiêu làm sạch với chi phí hợp lí.