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Reactores de plantas de energía nuclear en el uso de la eliminación de óxido láser

Jun 28, 2018

1.Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, la tecnología láser se ha utilizado cada vez más en diversos campos de la producción y la vida de las personas. Desde los códigos de barras de los supermercados, las impresoras láser hasta la belleza con láser, el tratamiento de la miopía, y se ha vuelto familiar. El corte, taladrado y soldadura de equipos láser para la producción industrial también son conocidos por muchas personas. Sin embargo, las personas aún no están familiarizadas con y comprenden la aplicación de equipos láser en la industria de la limpieza. La tecnología de limpieza láser es un nuevo tipo de tecnología de limpieza que se ha desarrollado rápidamente en los últimos 10 años. Ha reemplazado gradualmente los procesos de limpieza tradicionales en muchos campos con sus propias ventajas e insustituibilidad. ¿Por qué se puede limpiar el equipo láser a continuación? ¿Qué se puede utilizar para la limpieza? ¿Qué tan efectiva es la eficiencia de limpieza? Haz una breve introducción.

2. Láser y limpieza.

La industria de la limpieza tradicional tiene una variedad de métodos de limpieza, principalmente con agentes químicos y métodos mecánicos para la limpieza. Conforme a las regulaciones de protección ambiental cada vez más estrictas en China y la creciente concienciación de la gente sobre la protección y seguridad del medio ambiente, los tipos de productos químicos que pueden utilizarse en la producción industrial y la limpieza serán cada vez menos. Cómo encontrar un método de limpieza más limpio y no invasivo es un problema que debemos tener en cuenta. La limpieza con láser se caracteriza por los efectos no abrasivos, sin contacto, no térmicos y los objetos adecuados para diversos materiales, y se considera la solución más confiable y más eficaz. Al mismo tiempo, la limpieza con láser puede resolver problemas que no se pueden resolver con los métodos de limpieza tradicionales. Por ejemplo, cuando la superficie de la pieza de trabajo tiene partículas contaminantes de tamaño submicrométrico, estas partículas tienden a adherirse con fuerza y los métodos de limpieza convencionales no pueden eliminarla. La limpieza con nano-láser en la superficie de la pieza es muy efectiva. Además, dado que el láser se utiliza para limpiar la pieza de trabajo sin contacto, es seguro limpiar la pieza de trabajo precisa o sus piezas finas, y se puede garantizar su precisión. Por lo tanto, la limpieza con láser tiene ventajas únicas en la industria de la limpieza.

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¿Por qué se puede usar el láser para la limpieza? ¿Por qué no es perjudicial para el objeto que se limpia? Primero entender la naturaleza del láser. En términos simples, el láser no es diferente de la luz (luz visible e invisible) que nos acompaña, pero el láser utiliza la cavidad resonante para concentrar la luz en la misma dirección y tiene una longitud de onda más simple, coordinación, etc. el rendimiento es mejor, por lo que teóricamente todas las longitudes de onda de la luz se pueden usar para formar el láser, pero en realidad está limitada por los pocos medios que pueden ser excitados, por lo que las fuentes de láser que pueden producir estables y adecuadas para la producción industrial son bastante limitadas. Probablemente se usan ampliamente los lásers Nd: YAG, los láseres de CO2 y los láseres de excímero. Dado que los láseres Nd: YAG pueden ser más adecuados para aplicaciones industriales a través de la transmisión de fibra óptica, también se utilizan en la limpieza con láser.

3. Las ventajas de la limpieza de superficies por láser.

En comparación con los métodos de limpieza tradicionales, como la limpieza mecánica por fricción, la limpieza química por corrosión, la limpieza por impacto sólido líquido y la limpieza ultrasónica de alta frecuencia, la limpieza con láser tiene ventajas obvias.  

3.1 La limpieza con láser es un método de limpieza "verde". No requiere el uso de productos químicos o líquidos de limpieza. La basura limpia es básicamente un polvo sólido, de tamaño pequeño, fácil de almacenar, reciclable, y puede limpiarse fácilmente mediante limpieza química. Problemas de contaminación ambiental traídos por 3.2. Los métodos tradicionales de limpieza son a menudo la limpieza por contacto. Hay fuerza mecánica en la superficie del objeto de limpieza. La superficie del objeto dañado o el medio de limpieza se adhiere a la superficie del objeto a limpiar y no se puede quitar. Limpieza con láser de sub-contaminación, no abrasivo y sin contacto para resolver estos problemas; El láser 3.3 puede transmitirse a través de la fibra óptica, y los robots y robots para facilitar, lograr una operación a larga distancia, pueden limpiar el método tradicional, no es fácil llegar al sitio. Esto se puede usar en algunos lugares peligrosos para garantizar la seguridad de personal; 3.4 La limpieza con láser puede eliminar varios tipos de contaminantes en la superficie de diversos materiales para lograr la limpieza que la limpieza convencional no puede lograr. Además, también puede limpiar selectivamente los contaminantes en la superficie del material sin dañar la superficie del material. 3.5 La limpieza con láser tiene una alta eficiencia y ahorra tiempo. 3.6 Aunque el sistema de limpieza con láser es mayor en la inversión única anterior, se limpia. El sistema se puede usar de forma estable durante mucho tiempo y el costo de funcionamiento es bajo. Tome el LASERLASTE de Quantel como ejemplo, el costo operativo por hora es de solo 1 euro y, lo que es más importante, se puede automatizar fácilmente.

El principio de la limpieza de superficies por láser.

El proceso de limpieza del láser pulsado Nd: YAG se basa en las características de los pulsos de luz generados por el láser, en función de la respuesta fotofísica causada por la interacción entre el haz de alta intensidad, el láser de pulso corto y la capa de contaminación. El principio físico se puede resumir de la siguiente manera:

a) El rayo láser emitido por el láser es absorbido por la capa de contaminación en la superficie a tratar. b) La absorción de energía grande forma un plasma en rápida expansión (gas inestable altamente ionizado), que genera ondas de choque. c) Las ondas de choque contaminan y eliminan los contaminantes. d) El ancho del pulso de luz debe ser lo suficientemente corto para evitar la acumulación de calor que pueda dañar la superficie tratada. e) Los experimentos muestran que cuando un óxido está presente en la superficie del metal, el plasma se genera en la superficie del metal.

El plasma se genera solo cuando la densidad de energía está por encima del umbral, lo que depende de la capa contaminante o la capa de óxido eliminada. Este efecto de umbral es muy importante para la limpieza efectiva del material base. Hay un segundo umbral para la aparición de plasma. Si la densidad de energía excede este umbral, el material base será destruido. Para garantizar una limpieza efectiva del material del sustrato, los parámetros del láser deben ajustarse de acuerdo con las condiciones para que la densidad de energía del pulso de luz esté estrictamente entre dos umbrales.

Cada pulso láser elimina un cierto grosor de la capa de contaminación. Si la capa de contaminación es gruesa, se requieren múltiples pulsos para la limpieza. El número de pulsos necesarios para limpiar la superficie depende del grado de contaminación de la superficie. Un resultado importante producido por los dos umbrales es el autocontrol de la limpieza. Los pulsos de luz con una densidad de energía por encima de un primer umbral siempre eliminarán los contaminantes hasta que se alcance el material del sustrato. Sin embargo, debido a que su densidad de energía es más baja que el umbral de daño del material base, la base no está dañada.

5. Aplicación práctica de limpieza láser.

La limpieza con láser puede usarse no solo para limpiar contaminantes orgánicos, sino también para limpiar materiales inorgánicos, incluida la corrosión de metales, partículas metálicas y polvo. A continuación se describen algunas aplicaciones prácticas. Estas tecnologías han sido muy maduras y han sido ampliamente utilizadas.

Limpieza de moldes 5.1:

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Cada año, los fabricantes de neumáticos en el mundo fabrican cientos de millones de neumáticos, y los moldes de neumáticos en el proceso de producción deben limpiarse de manera rápida y confiable para ahorrar tiempo de inactividad. Los métodos de limpieza convencionales incluyen limpieza con chorro de arena, ultrasonidos o con dióxido de carbono, pero estos métodos generalmente tienen que enfriarse en un molde caliente durante varias horas, y luego trasladarse al equipo de limpieza para su limpieza, la limpieza lleva mucho tiempo y es fácil dañar la precisión de El molde Los disolventes químicos y el ruido también pueden causar problemas como la seguridad y la protección del medio ambiente. El uso de métodos de limpieza con láser, ya que el láser se puede transmitir utilizando fibra óptica, es muy flexible en su uso; debido a que el método de limpieza con láser puede usarse para conectar la fibra óptica a la esquina ciega de la matriz o es difícil limpiar las piezas que se deben limpiar, por lo que es fácil de usar; Debido al caucho y sin gasificación, no se producirá gas tóxico, lo que afectará la seguridad del ambiente de trabajo. La tecnología de limpieza con láser de los moldes de neumáticos ha sido ampliamente adoptada en la industria de los neumáticos en Europa y América. Aunque el costo de inversión inicial es alto, los beneficios obtenidos al ahorrar tiempo de espera, evitar daños por moho, seguridad en el trabajo y ahorrar materias primas se pueden recuperar rápidamente. De acuerdo con el sistema de limpieza láser LASERLASTE de Quantel Corporation, la prueba de limpieza realizada en la línea de producción de Shanghai Shuangqin Trucking Tire Co., Ltd. mostró que el molde de una llanta de camión de gran tamaño se puede limpiar en línea en solo 2 horas. En comparación con los métodos de limpieza convencionales, los beneficios económicos son evidentes.

La capa de película elástica antiadhesiva en los moldes de la industria alimentaria debe reemplazarse regularmente para garantizar la higiene. El uso de la limpieza con láser sin productos químicos también es particularmente adecuado para esta aplicación.

5.2 Limpieza del equipo de arma:

La tecnología de limpieza con láser es ampliamente utilizada en el mantenimiento de armas. El uso del sistema de limpieza por láser puede eliminar el óxido y los contaminantes de manera eficiente y rápida, y puede seleccionar los sitios de limpieza para lograr una limpieza automática. El uso de la limpieza con láser no solo tiene un mayor grado de limpieza que el proceso de limpieza química, sino que también tiene poco daño a la superficie del objeto. El LASERLASTE de Quantel también puede formar una película protectora de óxido denso o una capa de metal fundido en la superficie de los objetos metálicos al establecer diferentes parámetros para mejorar la resistencia de la superficie y la corrosión. Los residuos eliminados por láser no contaminan sustancialmente el medio ambiente y también pueden ser operados de forma remota, reduciendo efectivamente los daños a la salud de los operadores.

5.3 eliminación de pintura de aeronave:

El sistema europeo de limpieza por láser se ha utilizado durante mucho tiempo en la industria de la aviación. La superficie de la aeronave se volverá a pintar después de un cierto período de tiempo, pero la pintura original debe eliminarse por completo antes de pintar. El método tradicional de remoción mecánica de pintura puede causar daños a la superficie metálica de la aeronave, causando peligros ocultos para un vuelo seguro. Si se utilizan múltiples sistemas de limpieza por láser, la pintura en la superficie de un A320 Airbus se puede eliminar completamente en dos días sin dañar la superficie metálica.

5.4 Limpieza de paredes exteriores de edificios:

Con el rápido desarrollo de la economía china, se han establecido más y más rascacielos, y el problema de limpiar las paredes externas de los edificios se ha vuelto cada vez más importante. El sistema de limpieza láser LASERLASTE proporciona una buena limpieza de las paredes externas de los edificios a través de fibras ópticas de hasta 70 metros de longitud. La solución es que puede limpiar eficazmente varios contaminantes en varios tipos de piedra, metal y vidrio, y es mucho más eficiente que la limpieza convencional. También puede eliminar manchas oscuras y manchas en varios tipos de piedra en edificios. Sistema de limpieza con láser LASERLASTE Los experimentos de limpieza en edificios y monumentos de piedra en el templo Shaolin en la montaña Songshan indican que el uso de la limpieza con láser es muy eficaz para proteger la apariencia de los edificios antiguos.

5.5 Limpieza en la industria electrónica

La industria electrónica utiliza láseres para eliminar los óxidos: la industria electrónica requiere una descontaminación de alta precisión, que es especialmente adecuada para la desoxidación con láser. Antes de soldar la placa, las clavijas de los componentes deben estar completamente desoxidadas para garantizar un contacto eléctrico óptimo. Los pasadores no deben dañarse durante el proceso de descontaminación. La limpieza con láser puede cumplir los requisitos de uso, y la eficiencia es muy alta. Sólo se necesita un rayo láser para un pin.

5.6 Limpieza de desesteres de precisión en la industria de maquinaria de precisión:

La industria de maquinaria de precisión a menudo necesita eliminar los ésteres y aceites minerales utilizados para la lubricación y anticorrosión de las piezas, generalmente por métodos químicos, mientras que la limpieza química a menudo aún tiene residuos. La desesterificación con láser puede eliminar completamente los ésteres y el aceite mineral sin dañar la superficie de las piezas. La eliminación de contaminantes se realiza mediante ondas de choque. La vaporización explosiva de capas delgadas de óxido en la superficie de la pieza crea ondas de choque que causan la eliminación de suciedad en lugar de la interacción mecánica. El material está completamente desesterificado para su uso en la limpieza de piezas de maquinaria industrial aeroespacial. La eliminación del éster de aceite en el mecanizado de piezas mecánicas también se puede limpiar con láser.

5.7 Limpieza del tubo del reactor del reactor:

El sistema de limpieza por láser también se utiliza para la limpieza de tuberías en reactores de centrales nucleares. Utiliza fibra óptica para introducir un rayo láser de alta potencia en el reactor y elimina directamente el polvo radioactivo. El material limpiado es fácil de limpiar. Y como se trata de una operación a larga distancia, se puede garantizar la seguridad del personal.

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En resumen, la limpieza con láser juega un papel importante en muchos campos, como la fabricación de automóviles, la limpieza de obleas de semiconductores, el procesamiento y la fabricación de piezas de precisión, la limpieza de equipos militares, la limpieza de paredes exteriores de edificios, la protección de reliquias culturales, la limpieza de placas de circuitos y las piezas de precisión. El procesamiento, la fabricación, la limpieza de pantallas de cristal líquido, los restos de goma de mascar y otras áreas pueden desempeñar un papel importante.