જ્યારે તાર સંપૂર્ણપણે સ્વચ્છ હોવા જરૂરી હોય: ઉચ્ચ તકનીકી ઉકેલ તરીકે અલ્ટ્રાસોનિક ઇનલાઇન સફાઈ

ઔદ્યોગિક તાર અને કેબલના ઉત્પાદનમાં ઘણી વાર અદૃશ્ય વિગતો જ ગુણવત્તા અને આર્થિક કાર્યક્ષમતા નક્કી કરે છે. તાર, પટ્ટીઓ અથવા પ્રોફાઇલની સપાટીની સ્વચ્છતા ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ, એક્સ્ટ્રુઝન, કોટિંગ, વેલ્ડિંગ અથવા સોલ્ડરિંગ જેવી અનુવર્તી પ્રક્રિયાઓ પર સીધી અસર કરે છે. સૌથી પાતળા અવશેષો પણ – જેમ કે તાર ખેંચવા માટે વપરાતાં તેલ, ઘર્ષણથી ઉત્પન્ન થતા કણો અથવા ઑક્સાઇડનાં સ્તરો – કોટિંગના સંલગ્નનને નબળું પાડી શકે છે, વિદ્યુત સંપર્ક પ્રતિકાર વધારી શકે છે અથવા સંવેદનશીલ ઉપયોગોમાં ખામીઓ સર્જી શકે છે.
પ્રક્રિયાની સ્થિરતા અને ઉત્પાદનની ગુણવત્તા માટેની વધતી માગ સાથે, એક તકનીક પ્રત્યે ધ્યાન વધી રહ્યું છે: અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી થતી તારની ઇનલાઇન સફાઈ. તે મહત્તમ સફાઈ ક્ષમતાને આધુનિક ઉત્પાદન લાઇનોમાં સતત એકીકરણ સાથે જોડે છે. આ વિકાસનું એક ઉદાહરણ મોડ્યુલર Hielscher USCM700 તાર સફાઈ પ્રણાલી છે, જે ઊંચી ગતિની લાઇનોમાં સતત લંબાઈ ધરાવતી સામગ્રી માટે ખાસ રચવામાં આવી છે.

ઉત્પાદનના નિર્ણાયક પરિબળ તરીકે સપાટીની સ્વચ્છતા

ઉત્પાદનના ઘણા તબક્કાઓમાં દૂષણ અનિવાર્ય હોય છે. તાર ખેંચતી વખતે ઘર્ષણ ઘટાડવા અને સાધનોનું આયુષ્ય વધારવા માટે સ્નેહકો લગાવવામાં આવે છે. તે જ સમયે, ધાતુના સૂક્ષ્મ કણો અને ઘસારાનો કચરો ઉત્પન્ન થાય છે. વધુમાં, ગરમીના સંપર્ક અથવા સંગ્રહને કારણે ઑક્સાઇડનાં સ્તરો બને છે, અને આગળની પ્રક્રિયાના તબક્કાઓ પહેલાં પ્રક્રિયા સહાયક પદાર્થો લગાવવામાં આવી શકે છે.
આ અવશેષો ઘણી વાર પ્રક્રિયાના પછીના તબક્કાઓમાં જ દેખાય છે – પરંતુ ત્યારે તેમનાં નોંધપાત્ર પરિણામો આવે છે. કોટિંગ સપાટીને એકસરખી રીતે ભીંજવતું નથી, ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગથી બનેલાં સ્તરોમાં અસમાનતા દેખાય છે અને સોલ્ડરિંગ અથવા વેલ્ડિંગ પ્રક્રિયાઓ અસ્થિર બને છે. વ્યવહારમાં, આના પરિણામે વધુ પ્રમાણમાં ઉત્પાદન નકામું જાય છે, ઉત્પાદન વધુ સમય બંધ રહે છે અને ખર્ચ વધે છે.
બ્રશથી સફાઈ, ફેલ્ટ વાઇપર અથવા રસાયણમાં ડુબાડીને સફાઈ કરવાના બાથ જેવી પરંપરાગત સફાઈ પદ્ધતિઓ વધુ ને વધુ તેમની મર્યાદાએ પહોંચી રહી છે. ખાસ કરીને લાઇનની ઊંચી ગતિએ અથવા સંવેદનશીલ સપાટીઓ માટે, વધુ શક્તિશાળી અને સામગ્રીને નુકસાન ન પહોંચાડતી તકનીકો જરૂરી છે.
 

અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશનથી તારની ઇનલાઇન સફાઈ

અલ્ટ્રાસાઉન્ડ કેવી રીતે સફાઈ કરે છે: સંપર્કરહિત બળ તરીકે કેવિટેશન

અલ્ટ્રાસોનિક સફાઈ એક ભૌતિક ઘટના પર આધારિત છે, જે ધ્વનિક કેવિટેશન તરીકે ઓળખાય છે. જ્યારે પ્રવાહીને અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોના સંપર્કમાં લાવવામાં આવે છે, ત્યારે વરાળના સૂક્ષ્મ પરપોટા બને છે. આ પરપોટા થોડા સમય માટે વધે છે અને પછી પ્રચંડ રીતે તૂટી પડે છે, જેથી સીધી સપાટી પર અત્યંત ઊંચાં સ્થાનિક બળો ઉત્પન્ન થાય છે.
આ સૂક્ષ્મ અસરો તેલની પાતળી પરતો, કણો અને ઑક્સાઇડનાં સ્તરોને વિશ્વસનીય રીતે દૂર કરે છે – યાંત્રિક સંપર્ક વિના. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ખાસ કરીને આશરે 20 kHzની ઓછી આવૃત્તિની શ્રેણીમાં અસરકારક છે, જ્યાં તીવ્ર કેવિટેશન અને ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.
નિર્ણાયક લાભ: ચાલુ ઉત્પાદન દરમિયાન તારને સતત લંબાઈ ધરાવતી સામગ્રી તરીકે સાફ કરી શકાય છે – ઇનલાઇન, સતત અને પુનરુત્પાદનીય રીતે.

ઇનલાઇન સફાઈ: સ્વચ્છતા પ્રક્રિયા શૃંખલાનો ભાગ બને છે

ઔદ્યોગિક મૂલ્ય માત્ર અલ્ટ્રાસોનિક ઊર્જાથી જ નહીં, પરંતુ મોડ્યુલર પ્રક્રિયા શૃંખલામાં તેના એકીકરણથી પણ સર્જાય છે. આધુનિક ઇનલાઇન પ્રણાલીઓ અનેક કાર્યોને એક સતત વ્યવસ્થામાં જોડે છે.
તેના કેન્દ્રમાં અલ્ટ્રાસોનિક સફાઈ ક્ષેત્ર હોય છે, જ્યાં તારની સપાટી પરથી દૂષકોને છૂટા પાડવામાં આવે છે. ફરીથી જમા થતા અટકાવવા માટે, ગાળણ બાથમાંથી કણોને સતત દૂર કરવાની ખાતરી આપે છે. ગરમ કરવાની અને પુનઃપરિભ્રમણની પ્રક્રિયાઓ સફાઈ પ્રવાહીના પરિમાણોને સ્થિર રાખે છે અને ઉત્પાદનની બદલાતી પરિસ્થિતિઓમાં પણ સાતત્યપૂર્ણ પરિણામોની ખાતરી આપે છે.
ગુણવત્તાની જરૂરિયાતો અનુસાર, કોગળા કરીને ધોવાના વધારાના તબક્કાઓ સમાવી શકાય છે. અંતે, સૂકવવાની પ્રક્રિયા – જે ઘણી વાર એર વાઇપર દ્વારા કરવામાં આવે છે – એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે તાર પ્રણાલીમાંથી સંપૂર્ણપણે સૂકો અને અનુવર્તી પ્રક્રિયા માટે તૈયાર થઈને બહાર નીકળે.

અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી થતી તારની ઇનલાઇન સફાઈના લાભો

1. સપાટીની મહત્તમ ગુણવત્તા અને પુનરુત્પાદનીય પ્રક્રિયાઓ
   અલ્ટ્રાસાઉન્ડ માત્ર સ્થૂળ દૂષણ જ નહીં, પરંતુ તેલના અતિપાતળા પડ, ઘસારાના કણો અથવા ઑક્સાઇડના સ્તરો જેવા અતિસૂક્ષ્મ અવશેષો પણ દૂર કરે છે. આ સૂક્ષ્મ દૂષકો ઘણીવાર ત્યારબાદની કોટિંગ અથવા જોડાણ પ્રક્રિયાઓની સફળતા નક્કી કરે છે. પરિણામે પ્રક્રિયાની સ્થિરતામાં સુધારો થાય છે, સંલગ્નતા વધે છે અને કોટિંગનું કાર્યપ્રદર્શન વધુ એકસમાન બને છે.
2. કોમ્પેક્ટ સિસ્ટમ ડિઝાઇન સાથે ઊંચી લાઇન ગતિ
   ઇનલાઇન અલ્ટ્રાસોનિક મોડ્યુલો ઊંચી ઉત્પાદન ગતિએ પણ સફાઈ શક્ય બનાવે છે. USCM શ્રેણી જેવી સિસ્ટમો સામગ્રી અને ભૂમિતિના આધારે 200 m/min સુધીની લાઇન ગતિ માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઊર્જાને પ્રવાહીના નાના કદમાં કેન્દ્રિત કરવાથી સિસ્ટમ કોમ્પેક્ટ રહે છે અને ઓછી જગ્યા રોકે છે.
3. રસાયણોનો ઓછો વપરાશ અને ટકાઉપણામાં સુધારો
   અલ્ટ્રાસાઉન્ડ યાંત્રિક રીતે કાર્ય કરતું હોવાથી, પાણી અથવા ઓછી સાંદ્રતાવાળા સફાઈકારક દ્રવ્યો ઘણીવાર પૂરતાં હોય છે. આક્રમક રસાયણોનો ઉપયોગ ઘટાડી શકાય છે અથવા સંપૂર્ણપણે ટાળી શકાય છે, જેનાથી ખર્ચ ઘટે છે અને પર્યાવરણીય તથા વ્યવસાયિક સલામતીનું કાર્યપ્રદર્શન સુધરે છે.
4. અદ્યતન ગાળણને કારણે ઓછો ડાઉનટાઇમ
   પરંપરાગત સિસ્ટમોની એક નબળાઈ કાર્ટ્રિજ ફિલ્ટરો છે, જે ઝડપથી ભરાઈને અવરોધાય છે અને વારંવાર જાળવણી માગે છે. USCM700 જેવી આધુનિક સિસ્ટમો વૈકલ્પિક રીતે બેલ્ટ ગાળણ ઉકેલો પૂરા પાડે છે, જે સતત કાર્ય કરે છે અને સિસ્ટમની ઉપલબ્ધતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.
5. ઘર્ષણજન્ય ઘસારા વિના સામગ્રીને અનુકૂળ સફાઈ
   સફાઈ સંપર્ક વિના થતી હોવાથી, કોઈ સૂક્ષ્મ ઉઝરડા કે સપાટી પર નિશાન પડતાં નથી. ખાસ કરીને પાતળા તાર અથવા ઉચ્ચ મજબૂતી ધરાવતી સામગ્રી માટે આ એક નિર્ણાયક લાભ છે.

વ્યવહારુ ઉદાહરણ: Hielscher USCM700 – સતત લંબાઈની સામગ્રી માટે મોડ્યુલર ઇનલાઇન સફાઈ

Hielscher USCM700 એ તાર, ધાતુની પટ્ટીઓ, સળિયા અથવા પ્રોફાઇલ્સ જેવી સતત લંબાઈની સામગ્રી માટે ખાસ વિકસાવેલી અલ્ટ્રાસોનિક ઇનલાઇન સફાઈ સિસ્ટમ છે. તે સામાન્ય ઉપયોગો તેમજ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અથવા તબીબી ટેક્નોલોજી જેવા કડક આવશ્યકતાઓ ધરાવતા ઉદ્યોગો માટે યોગ્ય છે.
અલ્ટ્રાસોનિક શક્તિને જરૂરિયાત પ્રમાણે વધારી કે ઘટાડી શકવાની ક્ષમતા તેની એક મુખ્ય વિશેષતા છે. સફાઈના કાર્યના આધારે, સિસ્ટમમાં 500 W થી 2 kW સુધીના વિવિધ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો લગાવી શકાય છે. આથી સફાઈની તીવ્રતાને સામગ્રીના પ્રકાર, તારના વ્યાસ, દૂષણના સ્તર અને લાઇનની ગતિ અનુસાર ચોક્કસ રીતે અનુકૂળ બનાવી શકાય છે.
વૈકલ્પિક બેલ્ટ ગાળણ એ અન્ય એક લાભ છે. તે સફાઈના પ્રવાહીની સ્વચ્છતા સ્થિર રાખે છે, જાળવણી માટેના પ્રયત્નો ઘટાડે છે અને કણોનો ભાર ઊંચો હોય ત્યારે પણ સતત કામગીરીને ટેકો આપે છે.
Hielscher સામાન્ય રીતે અલ્ટ્રાસોનિક સફાઈ, ગાળણ, ગરમ કરવું, પુનઃપરિભ્રમણ અને સૂકવણીને એક જ મોડ્યુલર એકમમાં સંકલિત કરે છે. પરિણામે એક કોમ્પેક્ટ, ઉપયોગ માટે તૈયાર સંપૂર્ણ ઉકેલ મળે છે, જેને હાલની ઉત્પાદન લાઇનોમાં સહજ રીતે સંકલિત કરી શકાય છે.

સિસ્ટમ ઇજનેરી માટેના મુખ્ય ડિઝાઇન પરિમાણો

ઇનલાઇન સફાઈનું શ્રેષ્ઠ કાર્યપ્રદર્શન મેળવવા માટે કેટલાંક નિર્ણાયક પરિમાણો ધ્યાનમાં લેવાં જરૂરી છે:

• દૂષણની રૂપરેખા: તેલના પડ માટે ઑક્સાઇડ અથવા કણો કરતાં જુદાં માધ્યમોની જરૂર પડે છે
• સામગ્રીનો પ્રકાર: એલ્યુમિનિયમ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ કરતાં રાસાયણિક રીતે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે
• લાઇનની ગતિ અને ભૂમિતિ: જરૂરી અલ્ટ્રાસોનિક શક્તિ અને સફાઈ ક્ષેત્રમાં રહેવાનો સમય નક્કી કરે છે
• સફાઈના પ્રવાહી સ્નાનનું સ્થિર સંચાલન: ગાળણ અને તાપમાન નિયંત્રણ આવશ્યક છે
• સૂકવણીની ડિઝાઇન: અવશેષ ભેજ વિના તારનું સ્થાનાંતરણ સુનિશ્ચિત કરે છે

નિષ્કર્ષ: તારના ઉત્પાદન માટે મુખ્ય ટેક્નોલોજી તરીકે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ

સપાટીની ગુણવત્તા, પ્રક્રિયાની સ્થિરતા અને આર્થિક કાર્યક્ષમતા માટેની વધતી આવશ્યકતાઓ પૂરી કરવા માટે આજે ઉપલબ્ધ સૌથી અસરકારક ટેક્નોલોજીઓમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી થતી ઇનલાઇન તારની સફાઈનો સમાવેશ થાય છે.
તે તેલ, કણો અને ઑક્સાઇડને સંપૂર્ણપણે દૂર કરવાનું શક્ય બનાવે છે, સંપર્ક વિના અને સામગ્રીને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના કાર્ય કરે છે, ઊંચી લાઇન ગતિને ટેકો આપે છે અને સાથે જ રસાયણોનો વપરાશ તથા જાળવણીની જરૂરિયાતો ઘટાડે છે.
મોડ્યુલર Hielscher USCM700 એ ઉદાહરણ પૂરું પાડે છે કે આધુનિક અલ્ટ્રાસોનિક સફાઈને જરૂરિયાત અનુસાર વિસ્તારી શકાય એવા ઇનલાઇન ઉકેલ તરીકે કેવી રીતે અમલમાં મૂકી શકાય છે – જેનાથી ભવિષ્યની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા સક્ષમ તારના ઉત્પાદનમાં સ્વચ્છતા એક કાયમી ઘટક બને છે.

સાહિત્ય / સંદર્ભો

• Brochure “Ultrasonic Wire Cleaning – Hielscher Ultrasonics
• Leighton, Timothy; Birkin, Peter; Offin, Doug (2013): A new approach to ultrasonic cleaning. International Congress on Acoustics, January 2013.
• Fuchs, John F. (2002): Ultrasonic Cleaning: Fundamental Theory and Applications. In: Proceedings of Precision Cleaning May 15-17, 1995, Rosemont, IL, USA.