تمیزکاری قطعات صنعتی کیست؟ توضیح بده.
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. 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.روش‌های تمیزکاری شامل شوینده‌های حلالی، شست‌وشوی قلیایی داغ، زیست‌پالایی، تمیزکاری الکتریکی و اچ اسیدی می‌شوند. در محیط‌های صنعتی، آزمایشی رایج به نام آزمون شکست آب برای ارزیابی تمیزی سطوح ماشین‌آلات به‌کار می‌رود. این آزمون شامل شست‌وشوی کامل و نگه‌داشتن سطح در حالت عمودی است. 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. این اصطلاحات در زبان فنی جا افتاده‌اند، اما هر یک کاستی‌هایی دارند. 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. همچنین، اصطلاح تمیزکاری قطعات شامل تمیزکاری مقاطع فولادی و ورق‌ها نمی‌شود. 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. این عوامل در تصویر نشان داده شده‌اند.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.جرم قطعه می‌تواند در انتخاب روش تمیزکاری اهمیت زیادی داشته باشد. 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.هندسه قطعات نیز به همان اندازه اهمیت دارد. 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. یکی از روش‌های رفع این براده‌ها، استفاده از فشار بالا و شست‌وشوی پرفشار است. همچنین می‌توان از ربات‌ها استفاده کرد که برنامه‌ریزی می‌شوند تا سوراخ‌های ایجادشده را با فشار بالا به‌طور دقیق شست‌وشو دهند.آلودگی‌ها.قطعات معمولاً با مواد ناخواسته، آلاینده‌ها یا کثیفی‌ها پوشیده می‌شوند. تعریف آلودگی در موقعیت‌های مختلف متفاوت است. 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.طبقه‌بندی آلودگی‌ها بر اساس ساختار لایه‌ای (از سطح ماده پایه به سمت بیرون):هرچه لایه به سطح زیرلایه نزدیک‌تر باشد، انرژی بیشتری برای حذف آن نیاز است. بر این اساس، روش‌های تمیزکاری را می‌توان بر پایه نوع انرژی ورودی دسته‌بندی کرد:لایه آلودگی همچنین می‌تواند بر اساس معیارهای زیر طبقه‌بندی شود:انجمن آمریکایی آزمون و مواد (ASTM) در راهنمای خود با عنوان "«انتخاب یک فرآیند تمیزکاری»" شش گروه آلودگی را معرفی کرده و آن‌ها را با متداول‌ترین روش‌های تمیزکاری مرتبط می‌سازد. در این منبع، مناسب بودن هر روش برای حذف آلودگی خاص بررسی می‌شود. همچنین، فرآیندهای نمونه برای کاربردهای مختلف ارائه شده است. 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:بارگذاری (Charging).برای انتخاب تجهیزات و مواد مناسب، باید مقدار و میزان ظرفیت عبوری مورد نیاز نیز مشخص باشد. در کارخانه‌های بزرگ، تمیزکاری مقادیر بسیار کم معمولاً از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه نیست. علاوه بر این، روش قیمت‌گذاری نیز باید تعیین شود. قطعات حساس گاهی لازم است در باکس‌ها ثابت شوند. 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. همچنین، فرآیند خشک‌کردن در این شرایط می‌تواند مشکل‌ساز باشد.محل تمیزکاری.عامل دیگری که باید در نظر گرفته شود، محل تمیزکاری است. تمیزکاری در کارگاه نیازمند روش‌هایی متفاوت از تمیزکاری در محل (on-site) است؛ مانند مواردی که در تعمیر و نگهداری به‌کار می‌رود.در بیشتر موارد، تمیزکاری در کارگاه انجام می‌شود. روش‌های متداول شامل چربی‌زدایی با حلال (solvent degreasing)، چربی‌زدایی با بخار (vapor degreasing) و استفاده از شوینده‌های آبی قطعات (aqueous parts washer) هستند. 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. این سیستم‌ها می‌توانند پاسخگوی نیازهای گوناگون تمیزکاری باشند. نمونه‌های معمول آن شامل ایستگاه‌های شست‌وشو (wash stands) یا ماشین‌های کوچک تمیزکاری هستند که در بسیاری از کارخانه‌های صنعتی یافت می‌شوند.تجهیزات و فرآیند تمیزکاری.ابتدا می‌توان روش‌های تمیزکاری را از ساده‌ترین تا پیشرفته‌ترین به چهار دسته تقسیم کرد:فرآیند تمیزکاری ممکن است در یک مرحله انجام شود (که در مورد تمیزکاری دستی رایج‌تر است)، اما معمولاً شامل چندین مرحله است. 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.مراحل متداول تمیزکاری عبارتند از:هر یک از این مراحل می‌تواند در حمام جداگانه، محفظه جداگانه یا در صورت استفاده از شست‌وشوی پاششی، در منطقه خاص خود (خط یا تجهیزات چندمحفظه‌ای) انجام گیرد. 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).مواد تمیزکاری نقش مهمی دارند زیرا آلاینده‌ها را از سطح زیرلایه جدا می‌کنند.تمیزکننده‌های مایع می‌توانند شامل موارد زیر باشند:حلال‌های کلر دار سنتی مانند تری‌کلرواتیلنو تتراکلرواتیلنبه دلیل خطرناک بودن، امروزه فقط در سیستم‌های کاملاً درزبندی‌شده استفاده می‌شوند. 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.مواد جامد مانند یخ خشک CO₂ نیز استفاده می‌شوند: گلوله‌های خشک برای نیازهای سنگین و CO₂ به‌صورت برف برای مواد حساس‌تر. تنها عیب این روش، مصرف بالای انرژی برای تولید یخ خشک است.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. برخی روش‌های رایج عبارت‌اند از:مدت زمانی که قطعه در منطقه، حمام یا محفظه قرار می‌گیرد نیز بخش مهمی از فرآیند است، زیرا دما، ماده و شدت اعمال انرژی بر نتیجه تأثیر می‌گذارند.محیط جانبی (Periphery).هر تجهیز تمیزکاری نیازمند یک محیط جانبی است. 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.محیط جانبی همچنین شامل اقداماتی برای حفاظت کارکنان است، مانند:و نیز اقدامات زیست‌محیطی مانند: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.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. با این حال، می‌توان از طبقه‌بندی‌های کلی استفاده کرد. 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.(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. به‌عنوان مثال، پوشش رنگی قبل از پایان دوره‌ی ضمانت پوسته‌پوسته نشود.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. پیشرفت‌های قابل‌توجه در این زمینه تنها اخیراً حاصل شده‌اند. 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. بنابراین، آلودگی‌های ذره‌ای بسیار جزئی می‌توانند منجر به مشکلات بزرگ شوند. 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: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. انتخاب روش تمیزکاری اغلب از همین نقطه آغاز می‌شود.چالش‌ها و روندها.جزئیات ذکر شده نشان می‌دهند که این حوزه تا چه اندازه پیچیده است. تغییرات کوچک در الزامات می‌تواند منجر به فرآیندهایی کاملاً متفاوت شود. به همین دلیل، دستیابی به سطح تمیزی موردنیاز به شکلی مقرون‌به‌صرفه و همراه با کاهش مداوم خطرات بهداشتی و زیست‌محیطی بیش‌ازپیش اهمیت پیدا کرده است، چرا که تمیزکاری به بخشی محوری در زنجیره‌ی تأمین تولید تبدیل شده 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. با این حال، دامنه‌ی فناوری آن‌ها محدود است. برای اینکه متخصصان بتوانند همه‌ی گزینه‌های مرتبط را برای برآورده ساختن نیازهایشان بررسی کنند، برخی مؤسسات ابزارهای متنوعی را توسعه داده‌اند: