放射性濾芯的超聲波清洗探析想,應用物理學論文

放射性濾芯的超聲波清洗探析想,應用物理學論文摘要：超聲波清洗主要是安裝在清洗槽內的超聲波換能器在清洗液中發(fā)射足夠的超聲波能量，在液體內部構成空化效應。通過借助這種在清洗液中的空化效應產生比擬強的沖擊力，對物體外表的雜質、污垢以及油膩等進行清洗。隨著科學技術的發(fā)展進步，針對放射性濾芯外表吸附和燒結的餅狀物質的清洗需要實現自動化。除清洗方式方法之外，清洗設備也是保證清洗效率的重要因素之一。通過研究引入最佳的清洗設備和清洗工藝道路，可有效地解決放射性濾芯的清洗技術難題，提高清洗效率。本文針對超聲波清洗設備的構造和原理進行分析，探究超聲波清洗技術的特點以及應用。本文關鍵詞語：超聲波清洗;濾芯;構造原理;應用;在機械設備制造行業(yè)中，工業(yè)清洗設備是重要的組成部分，對國家經濟發(fā)展有著密切的關系，在清洗行業(yè)中有著重要的地位。制造業(yè)生產、加工的每個環(huán)節(jié)需要相應的清洗，應當注重清洗設備的發(fā)展和創(chuàng)新，推動我們國家機械設備制造行業(yè)的發(fā)展，構建良好的國際品牌。在超聲波清洗技術中心，主要通過能量轉化降低人工刷洗濾芯經過，可有效降低人體遭到的放射性物質的傷害，是一項絕對綠色環(huán)保的清洗技術。1、超聲波清洗設備的構造和工作原理1.1、超聲波清洗設備構造分析一般來講，超聲波清洗設備能夠分為單槽和多槽兩種類型。單槽型的超聲波清洗設備主要有超聲波發(fā)生器、超聲波換能器以及加熱元件、測溫元件、控制系統(tǒng)等。在詳細的運行中，借助超聲波發(fā)生器將工頻電轉換成超過20KHZ的高頻電信號，并通過超聲波換能器實現電能向機械能的轉化。清洗濾芯的槽體材質為316L，整個清洗液儲存在槽體內，清洗工件時，將工件裝入清洗吊籃中，并放入槽體內部；部分工件可以以通過其他專用的升降機構等裝置進行清洗。多槽類型超聲波清洗設備主要有超聲波發(fā)生器、超聲波換能器、對臺套槽體、加熱元件、測溫元件等控制系統(tǒng)組合而成。根據不同工件的清洗要求，多槽清洗設備通常采取全自動控制，完成整個經過的上下料和清洗經過。1.2、超聲波清洗的工作原理分析超聲波清洗設備主要是借助超聲波發(fā)生器將20kHz以上頻率的振蕩型號進行放大，借助超聲波換能器完成機械振動的轉換，借助聲輻射對工件進行清洗，通過清洗液發(fā)生的振動，產生相應的微小氣泡，在超聲波方向產生負壓區(qū)，在正壓區(qū)迅速閉合構成上千大氣壓霎時爆破，通過無數個圍觀高壓沖擊波對工件進行清洗。通過這樣的清洗方式，能夠將工件外表或者隱藏位置的異物進行爆裂和剝離，對工件進行徹底清洗，并且對環(huán)境和工件本身不會產生污染和損傷。2、超聲波清洗的工藝特征和工藝參數2.1、超聲波清洗工藝特點相對于傳統(tǒng)的浸洗、刷洗和高壓清洗等工藝來講，超聲波清洗具有速度快、精度高、一致性、廢液少等特點。超聲波能量能夠穿透非常細小的縫隙和小孔，超聲波清洗具有盲孔、深孔、彎孔、夾縫等較為復雜的中小型工件清洗，有著非常好的清洗精度和效率，針對一些中小型的零部件，能夠在清洗專用框內一次性擺放若干個，再加上清洗液的作用，能夠有效提高清洗速度和效率，降低人工工作量。在超聲波清洗槽內，對于裝配件的清洗液不需要將裝配件拆解成單個零部件，對其裝配體能夠直接清洗。在詳細清洗工件之前，需要對被清洗件的材料構造、數量進行分析和明確，明確需要清洗的污染物和清洗度。通過對這些數據的了解和把握，才能愈加準確選擇清洗工藝和清洗液。在最終清洗工藝確定之前，需要借助清洗實驗進行驗證，設計適宜的清洗設備，并最終實現對工件的無損清洗目的。超聲波清洗的效果遭到震動頻率、功率以及清洗液的影響。通常情況下，超聲波清洗的振動頻率在20～120kHz，頻率較低情況下產生的噪聲較大，波長較短，能量比擬集中，一般在小而精致細密的零件清洗中應用。頻率較高的情況下，波長減短，空化效果減弱，清洗的效率比擬低。對于一些有誤較多、形狀復雜的零件，能夠采取較高功率的方式進行清洗，需要做好功率控制，假如功率過大，固然能夠提高清洗效果，但是，由于空化作用比擬強，會對精致細密的工件產生一定的影響。同時，超聲清洗作業(yè)遭到清洗液溫度和物理特征的影響，清洗液的液面應比換能器振動平面高，高度控制在100mm為最佳。清洗液的選擇中，需要考慮對工件以及清洗槽體的腐蝕影響。2.2、超聲波清洗的工藝參數分析超聲波清洗主要是借助超聲空化作用，其空化作用遭到工藝參數以及清洗液的物理性質影響，要想保證超聲波清洗效果，必須選擇適宜的清洗液，并明確清洗工藝參數。第一，超聲波振動頻率。超聲波清洗中，空化作用是最重要的環(huán)節(jié)，聲波振動頻率對其有著很大的影響，應當注重振動頻率的選擇區(qū)間，一般來講，超聲波清洗振動頻率控制在20～80kHz?？栈撝祵τ诔暡l率有著一定影響，頻率與空化閾值呈正比。超聲波的頻率低，液體越容易發(fā)生空化，產生力度比擬大，作業(yè)也比擬強，通常在較難清洗的污垢中應用。功率高則超聲波方向性強，波長相對較短，一般在外表光潔度高的部件清洗中使用，對深孔、縫隙等驚喜工件進行清洗。同時，頻率不能夠過高，使得波長不斷變短，反而弱化空化作用，使得清洗效率降低。假如在清洗槽中具有一定的駐波場，由于聲壓的不平衡分析，使得工件得不到有效的清洗。因而，清洗槽的形狀應當合適混響場特點，借助雙頻、多頻等方式，避免出現清洗盲區(qū)。第二，超聲波功率密度。為了能夠提高超聲波清洗效率，一般采用密度較高的超聲波功率，尤其是油污嚴重、形狀復雜并且具有深孔的工件，借助高功率密度再生的清洗槽中清洗。同時，避免功率密度過高一面給工件帶來侵蝕，十分是帶有鍍層、外表光潔度高以及鋁合金等工件。超聲波功率假如過大，液體中的聲波過高，產生的氣泡比擬多，難以輻射整個缸體，影響到清洗效果。第三，清洗液溫度。在工件清洗中，需要對工件外表的污染物黏附性進行毀壞，通過熱能能夠克制黏附力，提高溫度強化清洗介質活性，降低介質的外表張力，加強清洗效率。固然溫度能夠降低黏附力，提高清洗效果，但并非溫度越高越好，結合清洗液介質的不同性質，最佳效果和空化作用對溫度有著一定的限制，如水基清洗液的最佳溫度在35～60℃。另外，溫度還能夠影響介質的蒸汽壓、外表張力、黏度以及密度等，假如溫度到達沸點則會使得空化效應失效。第四，清洗液選擇。放射性濾芯的清洗通常使用酸、堿等作為清洗劑，其成本相對可控，效果明顯。根據濾芯的材質不同，所處的工藝環(huán)境不同，其外表黏附的放射性物質成分也有所差異。通過針對性的選擇適宜的清洗劑，是能夠保證清洗效率的主要因素之一。第五，超聲波清洗時間。超聲波清洗的還見對清洗效果和質量有著直接影響，時間較短則達不到清洗要求，假如清洗時間過長則影響清洗效率，甚至對工件外表造成空化腐蝕。一般來講，對于一些外表燒結物料比擬嚴重的工件進行清洗時，能夠適當增加清洗時間，對于外表較為光潔、燒結物料較輕的工件，需要控制好清洗時間。3、超聲波技術在放射性濾芯清洗工藝中的應用鈾純化轉化生產線所使用的的濾芯主要以管狀絲網構造為主。材質主要以不銹鋼、蒙乃爾為主。在不同的使用條件中，其過濾的物質成分也完全不一樣。流化床內使用時，整個經過實現的是氣固分離的目的。在詳細使用時，隨著使用周期的延長，通過濾芯的氣體中夾帶的放射性物料或粉塵在濾芯的外表或內部空隙中的積累量逐步增加，濾芯外表的放射性物質黏附層也越來越厚，進一步造成系統(tǒng)氣流阻力過大，濾芯失效。則濾芯需要更換清洗再生，并作為備用元件進行使用管理。通過對超聲波清洗技術的調研以及超聲波清洗實驗設備的安裝調試，清洗周期明顯降低，清洗效果明顯，實現了安全環(huán)保的要求。結合生產線放射性濾芯的多樣性和復雜性，僅僅依靠簡單的化學法是完全無法知足生產需求的。后期由于生產線的產能提升，對于濾芯的需求量越來越大，再加上濾芯具有放射性，在一定程度上對人體具有傷害性，完全依靠傳統(tǒng)的人工刷洗存在一定的輻射防護的風險。結合我們前期對放射性濾芯進行化學浸泡的化學清洗方式方法為基礎，開展針對多樣性、復雜性的放射性濾芯清洗設備的研究，確立一種物理+化學為主的多類型放射性濾芯新型堿萃、超聲清洗、漂洗、鈍化的工藝道路和設備設施。提升放射性濾芯的再循環(huán)清洗能力，并實現含鈾濾芯的再生循環(huán)利用和放射性廢物的最小化處理。4、結束語隨著生產線的發(fā)展以及放射性固體廢物處置的嚴格管控，放射性濾芯元件的清洗再利用技術將越來越重要。超聲波