RU2495729C2 - Method of scale removal - Google Patents
Method of scale removal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2495729C2 RU2495729C2 RU2012103620/05A RU2012103620A RU2495729C2 RU 2495729 C2 RU2495729 C2 RU 2495729C2 RU 2012103620/05 A RU2012103620/05 A RU 2012103620/05A RU 2012103620 A RU2012103620 A RU 2012103620A RU 2495729 C2 RU2495729 C2 RU 2495729C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scale
- container
- frequency
- vessel
- vibration
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cleaning In General (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам удаления с поверхностей различных металлических изделий твердых отложений, как в промышленных, так и в бытовых условиях, например, для удаления накипи из чайников или с «мокрой» части блоков цилиндров автотракторных двигателей или из других емкостей.The invention relates to methods for removing solid deposits from surfaces of various metal products, both in industrial and domestic conditions, for example, for descaling from dummies or from the “wet” part of cylinder blocks of automotive engines or from other containers.
Известен способ [1, стр.82] очистки поверхностей с помощью растворов различных многокомпонентных синтетических моющих средств. Достоинством которых является то, что они не вызывают коррозию черных металлов, не оказывают вредного воздействия на кожу и одежду работающих. Детали, вымытые (очищенные) с помощью них не требуют последующего ополаскивания водой. Недостатком этих растворов является то, что они требуют нагрева для интенсификации процесса очистки, а это требует дополнительных затрат времени и энергии. Для повышения интенсивности и качества очистки часто применяют предварительное смачивание поверхности, например, предварительно заливают в очищаемую емкость раствор и выдерживают длительный период для лучшего смачивания загрязнений, что также снижает производительность процесса очистки. Установлено, что растворы синтетических моющих средств эффективны только при очистке легкоудаляемых загрязнений, например, с их помощью практически невозможно удалить такой вид загрязнения, как нагар, накипь и др.The known method [1, p. 82] cleaning surfaces using solutions of various multicomponent synthetic detergents. The advantage of which is that they do not cause corrosion of ferrous metals, do not have a harmful effect on the skin and clothing of workers. Parts washed (cleaned) with the help of them do not require subsequent rinsing with water. The disadvantage of these solutions is that they require heating to intensify the cleaning process, and this requires additional time and energy. To increase the intensity and quality of cleaning, pre-wetting of the surface is often used, for example, the solution is pre-poured into the container to be cleaned and kept for a long period for better wetting of contaminants, which also reduces the performance of the cleaning process. It has been established that solutions of synthetic detergents are effective only when cleaning easily removable contaminants, for example, with their help it is almost impossible to remove such type of contamination as carbon deposits, scale, etc.
Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является способ очистки изделий с помощью моющих средств на кислотной основе [2, стр.94], например, используют растворы на основе соляной, серной, фосфорной, хромовой, молочной, уксусной и лимонной кислот. Такой способ более эффективен, чем применение синтетических моющих средств, но также имеет свои существенные недостатки. Во-первых, любая кислота сама по себе опасна для работающих, особенно в производственных условиях, где довольно сложно соблюдать все требования безопасности при работе с различными опасными жидкостями. Во-вторых, моющие растворы на кислотной основе, вызывают коррозию черных и цветных металлов, поэтому, после очистки необходимо повторно промывать, например, раствором кальцинированной соды и тринатрийфосфата, или применять ингибирующие составы, что также увеличивает трудоемкость и стоимость процесса очистки.The closest in technical essence to the alleged invention is a method of cleaning products using acid-based detergents [2, p. 94], for example, use solutions based on hydrochloric, sulfuric, phosphoric, chromic, lactic, acetic and citric acids. This method is more effective than the use of synthetic detergents, but also has its significant disadvantages. Firstly, any acid in itself is dangerous for workers, especially in production conditions, where it is quite difficult to comply with all safety requirements when working with various hazardous fluids. Secondly, acid-based washing solutions cause corrosion of ferrous and non-ferrous metals, therefore, after cleaning, it is necessary to rinse again, for example, with a solution of soda ash and trisodium phosphate, or use inhibitory compounds, which also increases the complexity and cost of the cleaning process.
Таким образом, недостатком существующих способов очистки поверхностей любых изделий является их низкая эффективность, значительная трудоемкость, и опасность для рабочего персонала, особенно при очистке трудноудаляемых загрязнений, типа накипи. К тому же, склонность к разрушению большинства изделий при применении моющих растворов, особенно на основе некоторых кислот, способствует снижению ресурса объекта очистки. Эти недостатки относятся непосредственно только к процессу очистки.Thus, the disadvantage of existing methods of cleaning the surfaces of any products is their low efficiency, considerable laboriousness, and danger to workers, especially when cleaning difficult to remove contaminants, such as scale. In addition, the tendency to the destruction of most products with the use of washing solutions, especially based on certain acids, reduces the resource of the cleaning object. These disadvantages relate directly to the cleaning process.
Известно, что накипь бывает трех видов: силикатная, карбонатная и смешанная. Поэтому, перед началом удаления накипи, традиционными способами, необходимо провести анализ для определения вида накипи, а затем подобрать соответствующий раствор, что является серьезной процедурой, требующей соответствующих препаратов для анализа, методики и знаний. Такой анализ в бытовых условиях практически невозможен. Поэтому, применение различных препаратов для удаления накипи типа «антинакипь», которые предлагаются для удаления накипи как в бытовых так и промышленных условиях, крайне неэффективно.It is known that there are three types of scale: silicate, carbonate and mixed. Therefore, before starting descaling, using traditional methods, it is necessary to conduct an analysis to determine the type of scale and then select the appropriate solution, which is a serious procedure that requires appropriate preparations for analysis, methods and knowledge. Such an analysis in everyday conditions is almost impossible. Therefore, the use of various anti-scale descaling preparations, which are offered for descaling both in domestic and industrial conditions, is extremely inefficient.
Целью изобретения является увеличение эффективности удаления с поверхности изделий твердых загрязнений, например, в виде накипи.The aim of the invention is to increase the efficiency of removal of solid contaminants from the surface of products, for example, in the form of scale.
Сущность изобретения заключается в том, что в емкость, на «мокрой» поверхности которой образовалась накипь или другое твердое отложение, предварительно заполняют водой, потом воду доводят до кипения, затем емкость вместе с водой подвергается охлаждению до температуры окружающего воздуха. Затем дальше охлаждают до температуры ниже минус четыре градуса по Цельсию, пока вся вода в емкости не превратится в лед. Затем к монолитно замороженной массе [монолитная масса это - лед, твердое отложение (накипь) и емкость] наводят вибрацию с частотой, равной частоте собственных колебаний накипи.The essence of the invention lies in the fact that the container, on the “wet” surface of which scale or other solid deposits formed, is pre-filled with water, then the water is brought to a boil, then the container together with the water is cooled to ambient temperature. Then it is cooled further to a temperature below minus four degrees Celsius, until all the water in the tank turns into ice. Then, to the mass of solid frozen [solid mass is ice, solid deposition (scale) and capacity] induce vibration with a frequency equal to the frequency of natural oscillations of scale.
Затем емкость с льдом повторно нагревают до тех пор, пока лед не растает до величины, чтобы его можно было удалить из емкости вместе с кусочками накипи. Так как теплопроводность воды, самой накипи и материала емкости отличаются, также коэффициенты температурного расширения льда, самой накипи и материала емкости также отличаются, то в процессе последовательного нагрева и охлаждения на границах контакта накипи с поверхностью емкости возникают напряжения, способствующие отрыву частиц накипи от поверхности емкости. Для большей интенсификации процесса отрыва частиц накипи от поверхности емкости, и саморазрушения накипи, после, как образовался сплошной лед в процессе охлаждения, наводят вибрацию с частотой, равной частоте собственных колебаний накипи. После того, как лед растаял, повторно наводят вибрацию с частотой, равной частоте собственных колебаний материала емкости, что позволяет оторвать оставшиеся частицы накипи от поверхности емкости.Then, the ice container is reheated until the ice melts to a value so that it can be removed from the vessel along with the pieces of scale. Since the thermal conductivity of water, the scale and the material of the vessel are different, the coefficients of thermal expansion of ice, the scale and the material of the vessel are also different, then during the sequential heating and cooling at the boundaries of the contact of the scale with the surface of the tank, stresses arise that detach the scale particles from the tank . For a greater intensification of the process of separation of scale particles from the surface of the tank, and self-destruction of scale, after continuous ice has formed during the cooling process, a vibration is induced with a frequency equal to the frequency of the natural scale oscillations. After the ice has melted, re-induce vibration with a frequency equal to the natural frequency of the container material, which allows you to tear off the remaining scale particles from the surface of the container.
Температура охлаждения должна быть ниже, чем минус четыре градуса по Цельсию, но такой, чтобы не было разрыва материала емкости из-за сильного увеличения объема льда в процессе охлаждения. То есть, температуру охлаждения необходимо выбирать в зависимости от материала емкости так, чтобы создать максимальные касательные напряжения на месте контакта накипи с поверхностью емкости, в то же время, чтобы не было разрыва материала емкости от чрезмерного увеличения объема льда. Таким образом, даже простой нагрев воды, заполненой в очищаемую емкость с последующими охлаждением и нагревом дают эффект отрыва твердых отложений от стенок емкости. Наведение вибрации с частотой, равной собственной частоте колебаний накипи или другого твердого отложения сначала в материале накипи, а потом в материале емкости, кардинально повышают эффективность саморазрушения твердого отложения и его отрыва от поверхности емкости. В процессе замораживания воды слой накипи испытывает давление со стороны льда и со стороны внутренней поверхности емкости, то есть испытывает механическое сжатие, что позволяет подвести к нему резонансную частоту.The cooling temperature should be lower than minus four degrees Celsius, but such that there is no rupture of the container material due to the strong increase in ice volume during the cooling process. That is, the cooling temperature must be selected depending on the material of the container so as to create maximum shear stresses at the point of contact of the scale with the surface of the container, at the same time so that there is no rupture of the container material from an excessive increase in ice volume. Thus, even a simple heating of the water filled into the tank to be cleaned, followed by cooling and heating, gives the effect of separation of solid deposits from the walls of the tank. Introducing vibration with a frequency equal to the natural frequency of oscillations of scale or other solid deposits, first in the scale material, and then in the material of the tank, dramatically increase the efficiency of self-destruction of the solid deposit and its separation from the surface of the tank. In the process of freezing water, the scale layer experiences pressure from the ice and from the side of the inner surface of the tank, that is, it experiences mechanical compression, which allows you to bring the resonant frequency to it.
Физический смысл данного способа заключается в следующем.The physical meaning of this method is as follows.
1. При быстром нагреве поверхности металлической емкости (со стороны без накипи) за счет различий коэффициентов линейного расширения металла изделия и накипи в зоне контакта возникают касательные напряжения, вызывающие сдвиг микрообъемов материала изделия относительно слоя накипи, способствуя разрушению адгезионных связей между поверхностями изделия и накипи.1. When the surface of a metal container is rapidly heated (without scum), due to differences in the coefficients of linear expansion of the product metal and scum, tangential stresses arise in the contact zone, causing a shift in the microvolumes of the product material relative to the scum layer, contributing to the destruction of adhesive bonds between the product and scum surfaces.
2. Наложение вибрации резонансной частоты способствует повышению амплитуды колебаний касательного напряжения в зоне контакта поверхности изделия с накипью.2. The imposition of vibration of the resonant frequency increases the amplitude of the oscillations of the tangential stress in the zone of contact of the surface of the product with scale.
3. Смачивание накипи с последующим замораживанием способствует повышению перепада температур в зоне контакта поверхности изделия с накипью при последующем нагреве изделия, что в свою очередь будет способствовать увеличению сдвигового напряжения между поверхностями.3. The wetting of the scale with subsequent freezing helps to increase the temperature difference in the zone of contact of the surface of the product with scale with subsequent heating of the product, which in turn will increase the shear stress between the surfaces.
Лабораторные испытания показали эффективность и реализуемость предложенного способа.Laboratory tests have shown the effectiveness and feasibility of the proposed method.
Удаление твердых отложений, например, накипи с поверхности изделий (емкости) осуществляется в следующей последовательности. Предварительно заполняется емкость водой, затем вода доводится до кипения. Потом источник тепла выключается, и емкость с водой подвергается охлаждению до температуры окружающего воздуха. Затем, емкость с водой охлаждается до температуры ниже минус четыре градуса, но так, чтобы не было разрушения материала емкости от увеличения объема льда, то есть, температуру охлаждения выбирают с учетом прочности материала емкости. Наводят вибрацию с частотой, равной частоте собственных колебаний материала накипи для повышения эффективности отрыва частиц накипи от внутренней поверхности емкости.Removal of solid deposits, for example, scale from the surface of products (containers) is carried out in the following sequence. The container is pre-filled with water, then the water is brought to a boil. Then the heat source is turned off, and the water tank is cooled to ambient temperature. Then, the container with water is cooled to a temperature below minus four degrees, but so that there is no destruction of the container material from an increase in ice volume, that is, the cooling temperature is selected taking into account the strength of the container material. They induce vibration with a frequency equal to the frequency of natural vibrations of the scale material to increase the efficiency of separation of scale particles from the inner surface of the tank.
Затем емкость с льдом быстро нагревают и повторно наводят вибрацию с частотой, равной частоте собственных колебаний материала емкости для окончательного отрыва частиц накипи от внутренней поверхности емкости.Then, the ice container is quickly heated and vibrated again with a frequency equal to the natural frequency of the vessel material for the final detachment of scale particles from the inner surface of the vessel.
Вибрацию можно наводить разными способами, например, устанавливая емкость на вибрационный стол, или же, молотком по местам, где толщина накипи наибольшая разной силой и разной частотой ударов. При этом, материал молотка должен иметь меньшую твердость, чем твердость материала емкости во избежание деформации поверхности емкости от ударов, сила удара должна исключить также деформацию.Vibration can be induced in different ways, for example, by installing a container on a vibrating table, or by hammering in places where the thickness of the scale is greatest with different strengths and different frequency of impacts. At the same time, the material of the hammer should have a lower hardness than the hardness of the material of the container in order to avoid deformation of the surface of the container from impacts, the impact force should also exclude deformation.
Технический эффект достигается за счет физических явлений, возникающих в зоне контакта льда с поверхностью накипи и в зоне контакта поверхности накипи с внутренней «мокрой» поверхностью емкости, с которой удаляется накипь в процессе нагревания и охлаждения, а также из-за вибрации, которая наводится в материале емкости сначала после охлаждения, затем - после нагрева, тем самым повышается эффективность и качество удаления трудноудалимых твердых отложений типа «накипь» с поверхности изделий.The technical effect is achieved due to physical phenomena that occur in the zone of contact of ice with the surface of the scale and in the area of contact of the surface of the scale with the inner "wet" surface of the tank, which removes scale during heating and cooling, and also due to vibration induced in the material of the container, first after cooling, then after heating, thereby increasing the efficiency and quality of removal of hard-to-remove hard deposits of the “scale” type from the surface of the products.
Источники информацииInformation sources
1. Техническое обслуживание и ремонт машин. /И.Е. Ульман, Г.С. Игнатьев, В.А. Борисенко и др.; Под общ. ред. И.Е. Ульмана. - М.: Агропромиздат, 1990. - 399 с.: ил. - (Учебники и учебные пособия для с.-х. техникумов). ISBN 5 - 1- - 000814 - 8.1. Maintenance and repair of machines. / I.E. Ulman, G.S. Ignatiev, V.A. Borisenko et al .; Under the total. ed. I.E. Ullman. - M.: Agropromizdat, 1990 .-- 399 p .: ill. - (Textbooks and teaching aids for agricultural technical schools). ISBN 5 - 1- - 000814 - 8.
2. Савченко В.И. Ремонт техники в колхозах и совхозах. М., Россельхозиздат, 1975. 216 с. ил.2. Savchenko V.I. Repair of equipment on collective and state farms. M., Rosselkhozizdat, 1975.216 p. silt.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012103620/05A RU2495729C2 (en) | 2012-02-02 | 2012-02-02 | Method of scale removal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012103620/05A RU2495729C2 (en) | 2012-02-02 | 2012-02-02 | Method of scale removal |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012103620A RU2012103620A (en) | 2013-08-10 |
RU2495729C2 true RU2495729C2 (en) | 2013-10-20 |
Family
ID=49159213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012103620/05A RU2495729C2 (en) | 2012-02-02 | 2012-02-02 | Method of scale removal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2495729C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2654394C1 (en) * | 2017-05-04 | 2018-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" | Method of decreasing of scale formation |
RU2789413C1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-02-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Method for anti-scale treatment of hot water and steam boilers and device for its implementation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU597439A1 (en) * | 1976-06-08 | 1978-03-15 | Опытное производственно-техническое предприятие "Энерготехпром" | Method of removing hard deposits from surface of elastic pipelines |
JPS56165900A (en) * | 1980-05-24 | 1981-12-19 | Shinko Kawada | Removal of scale from heat exchanger and condenser and pulsative vibration generator used therefor |
SU441747A2 (en) * | 1972-08-07 | 1983-02-15 | Предприятие П/Я Р-6327 | Method for cleaning surface from various deposits |
WO1993002331A1 (en) * | 1991-07-23 | 1993-02-04 | A. Ahlstrom Corporation | A method of removing deposits from the walls of a gas cooler inlet duct, and a gas cooler inlet duct having a cooled elastic metal structure |
-
2012
- 2012-02-02 RU RU2012103620/05A patent/RU2495729C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU441747A2 (en) * | 1972-08-07 | 1983-02-15 | Предприятие П/Я Р-6327 | Method for cleaning surface from various deposits |
SU597439A1 (en) * | 1976-06-08 | 1978-03-15 | Опытное производственно-техническое предприятие "Энерготехпром" | Method of removing hard deposits from surface of elastic pipelines |
JPS56165900A (en) * | 1980-05-24 | 1981-12-19 | Shinko Kawada | Removal of scale from heat exchanger and condenser and pulsative vibration generator used therefor |
WO1993002331A1 (en) * | 1991-07-23 | 1993-02-04 | A. Ahlstrom Corporation | A method of removing deposits from the walls of a gas cooler inlet duct, and a gas cooler inlet duct having a cooled elastic metal structure |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2654394C1 (en) * | 2017-05-04 | 2018-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" | Method of decreasing of scale formation |
RU2789413C1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-02-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Method for anti-scale treatment of hot water and steam boilers and device for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012103620A (en) | 2013-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Laguna-Camacho et al. | A study of cavitation erosion on engineering materials | |
RU2495729C2 (en) | Method of scale removal | |
US20200346254A1 (en) | Ultrasonic concrete form cleaning method | |
CA2906698A1 (en) | Ultrasonically cleaning vessels and pipes | |
CN102424978A (en) | Common ultrasonic dewaxing cleaning agent for steel, aluminum and copper and preparation method thereof | |
CN102211098A (en) | Aluminium foil ultrasonic cleaning method and device | |
CN205690962U (en) | The system of ultrasonic cleaning heat exchanger Jiao dirt | |
CN105021085A (en) | Online ultrasonic wave scale prevention and removing device for plate heat exchanger | |
CN203642781U (en) | Ultrasonic scale preventing and removing device of heating chamber of evaporator | |
US6328828B1 (en) | Ultrasonic process and ultraclean product of same | |
GB2449759A (en) | Methods for cleaning generator coils | |
CN205380107U (en) | Cleaning equipment of removing metal spare punching press oil | |
CN204854465U (en) | A ultrasonic wave descaling device for heat exchanger | |
US6030463A (en) | System and method for ultrasonic cleaning and degreasing | |
CN105312283B (en) | The cleaning method and cleaning agent of precision equipment high temperature heat conductive oil carbon deposit | |
CN103740513A (en) | Electrolytic ultrasonic united cleaning and removing agent for plastic die high temperature hardening plastic film residues | |
KR20180136651A (en) | Cleaning device using ultrasonics power | |
US6016668A (en) | Method for dissolving a hardened glass solder, method for separating components joined by a glass solder, method for disassembling a fuel cell | |
Makhnev et al. | Production of welding wire with ultrasonic removal of surface lubricant residues | |
Wang et al. | Influence of frequency and vibrator-to-specimen distance of ultrasound on growth behaviour of pitting corrosion of SUS304 stainless steel in NaCl aqueous solution | |
RU2486120C2 (en) | Method of unloading of hardened material from container | |
RU2429920C1 (en) | Procedure for ultra-sonic components drain | |
CN104711610A (en) | Nickel and nickel alloy precision workpiece ultrasonic cleaning agent and production method thereof | |
JP2017035649A (en) | Freezing separation device and freezing separation method | |
TW362957B (en) | Method for cleansing vegetable foodstuffs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140203 |