موضوع مقاله: تمیزکاری قطعات صنعتی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # تمیزکاری قطعات صنعتی | مقدمه: تمیزکاری قطعات مرحله‌ای در فرآیندهای مختلف صنعتی است که یا به‌عنوان آماده‌سازی برای عملیات تکمیلی سطحی انجام می‌شود، یا برای محافظت از اجزای حساس به‌کار می‌رود. | ## بخش 1: تمیزکاری قطعات صنعتی | یکی از این فرآیندها، آبکاری الکترولیتی است که به‌ویژه نسبت به تمیزی قطعه حساس است، زیرا حتی لایه‌های نازک روغن می‌توانند چسبندگی پوشش را مختل کنند. در محیط‌های صنعتی، آزمایشی رایج به نام آزمون شکست آب برای ارزیابی تمیزی سطوح ماشین‌آلات به‌کار می‌رود. وجود آلاینده‌های آب‌گریز مانند روغن‌ها باعث می‌شود که آب روی سطح به صورت قطره جمع شود و سریعاً جاری گردد. در مقابل، سطوح فلزی کاملاً تمیز خاصیت آب‌دوستی داشته و لایه‌ای پیوسته از آب روی آن باقی می‌ماند بدون آنکه به قطرات شکسته شود یا جاری گردد. البته باید توجه داشت که این آزمون ممکن است آلاینده‌های آب‌دوست را شناسایی نکند، اما این مواد در فرآیند آبکاری الکتریکی مبتنی بر آب جابه‌جا می‌شوند. همچنین، سورفکتانت‌ها مانند صابون می‌توانند حساسیت این آزمون را کاهش دهند و لازم است پیش از آزمون کاملاً از سطح شسته شوند. تعاریف و دسته‌بندی‌ها برای فعالیت‌هایی که در اینجا شرح داده می‌شوند، اصطلاحات زیر به‌طور رایج به‌کار می‌روند: تمیزکاری فلزات، تمیزکاری سطح فلز، تمیزکاری قطعات، چربی‌زدایی، و شست‌وشوی قطعات. به‌عنوان مثال، تمیزکاری فلزات ممکن است با فرآیند پالایش فلزات خام اشتباه گرفته شود. اصطلاح تمیزکاری سطح فلز و تمیزکاری فلز استفاده روزافزون پلاستیک‌ها و مواد کامپوزیتی در این حوزه را در نظر نمی‌گیرند. در نهایت، چربی‌زدایی تنها بخشی از موضوع را پوشش می‌دهد، زیرا در بیشتر موارد لازم است تراشه‌ها، براده‌ها، ذرات، نمک‌ها و سایر آلودگی‌ها نیز زدوده شوند. اصطلاحاتی مانند «تمیزکاری قطعات صنعتی و تجاری»، «تمیزکاری قطعات در صنایع و کارگاه‌ها» یا «تمیزکاری تجاری قطعات» شاید بهترین توصیف را برای این حوزه فعالیت ارائه دهند. برخی از متخصصان اصطلاح «تمیزکاری صنعتی قطعات» را ترجیح می‌دهند، زیرا می‌خواهند فعالیت‌هایی مانند نگهداری ساختمان‌ها، اتاق‌ها، محوطه‌ها، پنجره‌ها، کف‌ها، مخازن، ماشین‌آلات، مسائل بهداشتی، و سایر اشیای غیرتجاری را از این تعریف خارج کنند. عناصر و تعاملات آن‌ها فعالیت‌های تمیزکاری در این حوزه تنها با توصیف مجموعه‌ای از عوامل به‌طور کامل قابل مشخص شدن هستند. قطعات و مواد مورد تمیزکاری در ابتدا باید به قطعاتی که نیاز به تمیزکاری دارند توجه کرد. این قطعات می‌توانند شامل مقاطع خام یا کم‌فرآوری‌شده، ورق‌ها و سیم‌ها باشند، اما همچنین ممکن است شامل قطعات ماشین‌کاری‌شده یا مجموعه‌های مونتاژشده باشند که نیاز به تمیزکاری دارند. بنابراین، این قطعات می‌توانند از فلزات مختلف یا ترکیب‌های گوناگون فلزی ساخته شده باشند. همچنین، پلاستیک‌ها و مواد کامپوزیتی به‌طور فزاینده‌ای در این حوزه دیده می‌شوند، چراکه به‌عنوان مثال صنعت خودروسازی و سایر صنایع در حال استفاده بیشتر از مواد سبک‌تر هستند. به‌عنوان نمونه، شافت‌های بزرگ کشتی معمولاً به‌صورت دستی تمیز می‌شوند، در حالی که شافت‌های بسیار کوچک در لوازم الکتریکی اغلب به‌صورت انبوه در کارخانه‌های بسیار خودکار تمیز می‌گردند. سوراخ‌های باریک، بلند، منشعب و رزوه‌دار که ممکن است براده‌های گیر کرده در خود داشته باشند، از بزرگ‌ترین چالش‌ها در این حوزه فنی محسوب می‌شوند. همچنین می‌توان از ربات‌ها استفاده کرد که برنامه‌ریزی می‌شوند تا سوراخ‌های ایجادشده را با فشار بالا به‌طور دقیق شست‌وشو دهند. در برخی موارد، این لایه‌ها مطلوب هستند؛ برای مثال ممکن است بخواهیم لایه رنگ باقی بماند و فقط ماده‌ای که روی آن قرار گرفته برداشته شود. اما در موارد دیگر، زمانی که نیاز به آزمون ترک‌یابی است، لایه رنگ به‌عنوان یک ماده ناخواسته در نظر گرفته شده و باید حذف شود. مکانیکی – ساینده: پاشش ذرات (blasting)، سنگ‌زنی مکانیکی – غیرساینده: هم‌زدن، اختلاط، امواج فراصوت، پاشش (spraying) حرارتی – واکنشی: عملیات حرارتی در دماهای بسیار بالای ۱۰۰°C در حضور گازهای واکنشی حرارتی – غیرواکنشی: دماهای کمتر از ۱۰۰°C، افزایش دمای حمام، چربی‌زدایی بخاری شیمیایی – ساینده/واکنشی: اسیدشویی (pickling)، پلاسما، تمیزکاری پاششی (sputter-cleaning)، الکتروپولیشینگ شیمیایی – غیرواکنشی: حلال‌های آلی، محلول‌های آبی، دی‌اکسید کربن فوق بحرانی لایه آلودگی همچنین می‌تواند بر اساس معیارهای زیر طبقه‌بندی شود: منشأ ترکیب: برای مثال، روانکارهای خنک‌کننده می‌توانند ترکیبات متفاوتی داشته باشند. بعضی از اجزای منفرد ممکن است مشکلات بزرگی ایجاد کنند، به‌ویژه برای شرکت‌های خدماتی تمیزکاری که کنترلی بر فرآیندهای قبلی ندارند و از نوع آلاینده‌ها آگاه نیستند. با توجه به اینکه انتخاب فرآیند باید جنبه‌های گوناگونی را در نظر بگیرد، این طبقه‌بندی تنها می‌تواند یک راهنمای اولیه باشد. شش گروه آلودگی معرفی‌شده عبارت‌اند از: ترکیبات نقاشی رنگی روغن‌ها و گریس‌های بدون رنگدانه براده‌ها و سیالات برش ترکیبات پرداخت‌کاری و براق‌کاری زنگ‌زدگی و پوسته‌های سطحی (Scale) سایر موارد بارگذاری (Charging) برای انتخاب تجهیزات و مواد مناسب، باید مقدار و میزان ظرفیت عبوری مورد نیاز نیز مشخص باشد. | ## بخش 2: تمیزکاری قطعات صنعتی | در کارخانه‌های بزرگ، تمیزکاری مقادیر بسیار کم معمولاً از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه نیست. هنگام کار با حجم‌های زیاد، می‌توان از بارگذاری انبوه (bulk charging) استفاده کرد، اما در این حالت دستیابی به سطح مطلوبی از تمیزی در قطعات تخت که به یکدیگر می‌چسبند دشوار است. تمیزکاری در کارگاه نیازمند روش‌هایی متفاوت از تمیزکاری در محل (on-site) است؛ مانند مواردی که در تعمیر و نگهداری به‌کار می‌رود. شرکت‌ها معمولاً ترجیح می‌دهند که عملیات بارگذاری، بارگیری و تخلیه در خط تولید یکپارچه شود، که این امر از نظر ابعاد و ظرفیت، نیازمندی‌های بسیار بیشتری برای سیستم تمیزکاری ایجاد می‌کند. چنین سیستم‌های تمیزکاری معمولاً دقیقاً متناسب با نیازهای مربوط به قطعات، نوع آلودگی و روش بارگذاری طراحی می‌شوند (تولید ویژه). همچنین، از تجهیزات تمیزکاری مرکزی که اغلب به‌صورت چندمنظوره ساخته می‌شوند، به‌طور گسترده استفاده می‌شود. نمونه‌های معمول آن شامل ایستگاه‌های شست‌وشو (wash stands) یا ماشین‌های کوچک تمیزکاری هستند که در بسیاری از کارخانه‌های صنعتی یافت می‌شوند. در کارخانه‌های بزرگ، به‌ویژه در صنایع پزشکی و اپتیک، یافتن ۱۰ تا ۲۰ مرحله برای فرآیند تمیزکاری امری عادی است. این پیچیدگی می‌تواند به دلیل ادغام مراحل غیرتمیزکاری مانند ایجاد لایه‌های محافظت در برابر خوردگی یا فسفاته‌کاری در همان سیستم‌ها باشد. البته گاهی تمیزکاری ساده‌تر است، به‌عنوان مثال در آبکاری الکترولیتی یا گالوانیزه کردن که تمیزکاری تنها به‌عنوان یک مرحله پیش‌پردازش انجام می‌شود. اما در بسیاری از موارد، همه این مراحل می‌توانند در یک محفظه منفرد انجام شوند که مواد مختلف به‌طور متوالی به آن پمپ می‌شوند (سیستم تک‌محفظه‌ای). در گروه حلال‌های هیدروکربنی نیز ترکیبات جدیدی مانند استرهای اسیدهای چرب از چربی‌ها و روغن‌های طبیعی، الکل‌های اصلاح‌شده و استرهای دوبخشی توسعه یافته‌اند. شوینده‌های آبی اغلب ترکیبی از چند ماده‌اند: ترکیبات قلیایی، سورفکتانت‌ها و عوامل کی‌لیت‌کننده. در تمیزکاری فلزات آهنی، به آن‌ها بازدارنده‌های زنگ‌زدگی افزوده می‌شود تا از ایجاد زنگ‌زدگی آنی پس از شست‌وشو جلوگیری شود. این نوع شوینده‌ها به دلیل نتایج مطلوب و پسماند کم‌خطرتر، روزبه‌روز بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. شوینده‌های آبی برای ذرات و آلاینده‌های قطبی مؤثرترند اما به انرژی مکانیکی و حرارتی بیشتری نیاز دارند. حلال‌ها روغن و گریس را راحت‌تر حل می‌کنند ولی دارای خطرات سلامتی، زیست‌محیطی و اشتعال‌پذیری هستند. امروزه، با تجهیزات صنعتی مناسب، پذیرفته شده است که شوینده‌های آبی نیز به‌خوبی می‌توانند روغن و گریس را مانند حلال‌ها حذف کنند. مواد جامد مانند یخ خشک CO₂ نیز استفاده می‌شوند: گلوله‌های خشک برای نیازهای سنگین و CO₂ به‌صورت برف برای مواد حساس‌تر. در کنار آن، فرآیندهایی بدون استفاده از مواد مختلف نیز وجود دارند مانند لرزش، لیزر، برس‌کاری و سیستم‌های دمش/مکش. هر مرحله تمیزکاری با توجه به نوع رسانه، دما و روش اعمال انرژی مکانیکی تعریف می‌شود. این اصطلاح شامل تجهیزات و اقداماتی است که از یک‌سو برای حفظ و کنترل حمام‌ها و از سوی دیگر برای حفاظت از انسان و محیط زیست به‌کار می‌روند. در بیشتر سیستم‌ها، شوینده‌ها گردش می‌کنند تا زمانی که توان تمیزکاری آن‌ها کاهش یافته و به حد مجاز آلودگی برسند. برای به‌تعویق انداختن تعویض حمام، از تجهیزات پیشرفته مانند جداکننده‌های روغن، عوامل امولسیون‌شکن و تبخیرکننده‌ها استفاده می‌شود تا فرآیندهای آبی حتی بدون فاضلاب انجام شوند. محیط جانبی همچنین شامل اقداماتی برای حفاظت کارکنان است، مانند: محصورسازی تجهیزات خاموشی خودکار سیستم پرکردن خودکار مواد در تجهیزات پیشگیری از انفجار تهویه و تخلیه بخارات و نیز اقدامات زیست‌محیطی مانند: جمع‌آوری بخارات حلال‌ها حوضچه‌های نگهدارنده استخراج، تصفیه و دفع پسماندها در فرآیندهای بدون نواد پاکسازی مانند لیزر یا لرزش، فقط خود آلودگی برداشته‌شده باید دفع شود. در روش‌هایی مانند پاشش CO₂ یا برس‌کاری خودکار، پسماند اندک است اما هزینه انرژی بالاتر می‌باشد. | ## بخش 3: تمیزکاری قطعات صنعتی | الزامات کیفی استانداردسازی الزامات کیفی برای سطوح تمیز شده، چه از منظر فرآیند بعدی (مانند پوشش‌دهی یا عملیات حرارتی) و چه از نظر عملکرد فنی، دشوار است. در آلمان تلاش شد تا تمیزکاری به‌عنوان یک زیرشاخه از عملیات فلزی تعریف شود (DIN 8592: تمیزکاری به‌عنوان زیرشاخه‌ای از فرآیندهای برشی)، اما این تعریف تمام پیچیدگی‌های تمیزکاری را دربرنمی‌گیرد. قواعد کلی‌تر شامل طبقه‌بندی به تمیزکاری میانی، تمیزکاری نهایی، تمیزکاری دقیق و تمیزکاری بحرانی است (به جدول مراجعه شود) که در عمل بیشتر به‌عنوان یک راهنمای عمومی در نظر گرفته می‌شود. Shell Chemie, 1989.نوع آلودگی حذف‌شده John Durkee in A2C2, 2003.توضیحاتتمیزکاری میانی - -مثال: در تولید قطعات فلزی (ماشین‌کاری)تمیزکاری نهایی≤ 500 mg/m² (1)ذرات در مقیاس میلی‌متری و رسوبات ضخیم‌تر از تک‌لایهمثال: قبل از مونتاژ یا پوشش‌دهی قطعات برای فسفاته‌کاری، رنگ‌کاری، لعاب‌کاری500 - ≤ 5 mg C/m² (2) - - قطعات برای کربن‌دهی سطحی، نیتراسیون، نیتروکربوریزه یا عملیات در خلأ500 - ≤ 5 mg C/m² (2) - - قطعات برای آبکاری یا قطعات الکترونیکی20 - ≤ 5 mg C/m² (2) - -تمیزکاری دقیق≤ 50 mg/m² (1)ذرات فوق‌ریز (سوپرمیکرومتری) و رسوبات نازک‌تر از تک‌لایهمحیط کنترل‌شده (Durkee)تمیزکاری بحرانی≤ 5 mg/m² (1)ذرات زیرمیکرومتری و رسوبات غیر فرار اندازه‌گیری‌شده در مقیاس آنگستروماتاق تمیز (Durkee) (1) مرتبط با کل آلودگی؛ (2) تنها مرتبط با کربن. قاعده‌ی کلی همچنان این است که الزامات کیفی در صورتی رعایت شده‌اند که فرآیند بعدی (بخش بعدی را ببینید) بدون مشکل انجام شود. وقتی این قاعده کافی نباشد، به‌ویژه در سفارش‌های خارجی و به دلیل نبود استانداردها، اغلب الزامات خاص مشتری مطرح می‌شود، مانند میزان آلودگی باقی‌مانده، حفاظت در برابر خوردگی، لکه‌ها و سطح براقیت. روش‌های اندازه‌گیری برای تضمین کیفیت معمولاً نقش زیادی در کارگاه‌ها ایفا نمی‌کنند، اگرچه طیف وسیعی از آن‌ها وجود دارد: از کنترل چشمی و روش‌های ساده‌ی آزمایش (تست شکست آب، تست پاک‌کردن، اندازه‌گیری زاویه تماس، جوهرهای تستی، تست نوارچسب و غیره) تا روش‌های پیچیده‌ی تحلیلی (گرانی‌سنجی، شمارش ذرات، طیف‌سنجی مادون قرمز، طیف‌سنجی تخلیه‌ی درخشان، آنالیز پراش پرتو ایکس انرژی، میکروسکوپ الکترونی روبشی و روش‌های الکتروشیمیایی). تنها تعداد کمی از روش‌ها قابل استفاده مستقیم در خط تولید هستند و نتایج قابل بازتولید و مقایسه‌ای ارائه می‌دهند. در عین حال وضعیت کلی تغییر کرده است، زیرا الزامات پاکیزگی برای برخی اجزا در صنعت خودروسازی به‌طور چشمگیری افزایش یافته است. به‌عنوان مثال، سیستم‌های ترمز و سیستم‌های تزریق سوخت باید با قطرهای هرچه کوچک‌تر ساخته شوند و فشارهای بالاتری را تحمل کنند. به دلیل سرعت بالای نوآوری، صنعت نمی‌تواند شناسایی خطاها را به مراحل متأخر موکول کند. به همین دلیل، استاندارد VDA 19/ISO 16232 تحت عنوان وسایل نقلیه جاده‌ای، پاکیزگی اجزای مدارهای سیال توسعه یافت که روش‌هایی برای کنترل انطباق با الزامات پاکیزگی را توصیف می‌کند. فرآیندهای پسین در انتخاب روش‌های تمیزکاری، مواد شوینده و فرآیندهای تمیزکاری، فرآیندهای پسین، یعنی مراحل پردازش بعدی قطعات تمیزشده، اهمیت ویژه‌ای دارند. طبقه‌بندی این فرآیندها اساساً بر مبنای نظریه‌ی کار روی فلزات انجام می‌شود: ماشین‌کاری برش‌کاری اتصال پوشش‌دهی عملیات حرارتی مونتاژ اندازه‌گیری و آزمون تعمیر و نگهداری با گذشت زمان، مقادیر تجربی مشخص شده‌اند که نشان می‌دهند میزان کارایی موردنیاز تمیزکاری تا چه اندازه باید باشد تا فرآیندهای بعدی در طول دوره‌ی ضمانت و حتی فراتر از آن بدون مشکل انجام شوند. چالش‌ها و روندها جزئیات ذکر شده نشان می‌دهند که این حوزه تا چه اندازه پیچیده است. شرکت‌های استفاده‌کننده معمولاً به تأمین‌کنندگان خود متکی هستند؛ تأمین‌کنندگانی که به دلیل داشتن تجربه‌ی گسترده، تجهیزات و فرآیندهای مناسب را پیشنهاد می‌دهند و سپس این تجهیزات و فرآیندها در ایستگاه‌های آزمایش در محل تأمین‌کننده، متناسب با الزامات دقیق مشتری تنظیم می‌شوند. برای اینکه متخصصان بتوانند همه‌ی گزینه‌های مرتبط را برای برآورده ساختن نیازهایشان بررسی کنند، برخی مؤسسات ابزارهای متنوعی را توسعه داده‌اند: SAGE: هرچند دیگر فعال نیست، اما این سیستم خبره‌ی جامع برای تمیزکاری و چربی‌زدایی قطعات فهرستی سطح‌بندی‌شده از فرآیندهای عمومی حلال‌ها و جایگزین‌های فرآیندی ارائه می‌داد. Cleantool: یک پایگاه داده‌ی «بهترین روش‌ها» در هفت زبان مختلف که شامل فرآیندهای جامع و خاص ثبت‌شده مستقیماً در شرکت‌ها است. این ابزار دارای یک سیستم ارزیابی یکپارچه نیز هست که حوزه‌های فناوری، کیفیت، ایمنی و بهداشت کار، حفاظت محیط زیست و هزینه‌ها را پوشش می‌دهد. Bauteilreinigung: یک سیستم انتخاب برای تمیزکاری قطعات که توسط دانشگاه دورتموند توسعه یافته و به کاربران کمک می‌کند تا وظایف تمیزکاری خود را از نظر فرآیندها و مواد شوینده‌ی مناسب تحلیل کنند (فقط به زبان آلمانی). نتایج این ارزیابی‌ها از طریق پایگاه داده‌ی آزمایشگاه این مؤسسه به صورت آنلاین در دسترس هستند. کارول لبلانک: جستجوی حلال های شیمیایی ایمن تر و سبز تر در تمیز کردن سطح : ابزاری پیشنهادی برای حمایت از تصمیم گیری های زیست محیطی. ISBN 0-8493-1655-3 مالکوم سی مک لافلین و همکارانش: کتاب راهنمای تمیز کردن آب : راهنمای روش های مهم تمیز کردن ، تکنیک ها و اعتبارسنجی. ISBN 0-9645356-7-X کارن توماس ، جان لاپلانت ، آلن باکلی: کتاب راهنمای جایگزین های تمیز کردن قطعات : تمیز کردن سبز تر در ماساچوست. 1997 ، موسسه کاهش مصرف مواد سمی ، دانشگاه ماساچوست ، لول ، ماساچوست ، ایالات متحده آمریکا Asm بین المللی: انتخاب یک فرآیند تمیز کردن. ISBN 0-87170-572-9 Asm بین المللی: راهنمای تمیز کردن اسید ، قلیایی ، امولسیون و اولتراسونیک 1997 ، Asm بین المللی ، پارک مواد ، اوهایو ، ایالات متحده آمریکا. | ## جمع‌بندی | ISBN 0-87170-574-5 Asm بین المللی: راهنمای ترشی و رسوب زدایی و تمیز کردن حمام نمک ذوب شده 1996 ، Asm بین المللی ، پارک مواد ، اوهایو ، ایالات متحده آمریکا.