세척 및 탈지 (Cleaning / Degreasing)

세척 / 탈지

 

[젖음성]

 

젖음성의 개념은 세척과 기름 제거에 대한 심도 있는 논의에 앞서 이해되어야 한다. 사용되는 세척 방법의 유형은 구성 요소 표면이 습윤인지 또는 비습윤인지 여부를 결정하기 때문에 이 방법이 중요하다.

 

알루미늄 구성품은 모두 물에 젖은 것이 아니다. 이것은 물이 분사되거나 담그면 표면에 균일하게 코팅되지 않고 구슬을 꿰어 달아난다는 것을 의미하는데, 이는 갓 왁스를 칠한 자동차 위의 물과 유사하다. 알루미늄 표면이 습윤인지 비습윤인지를 결정하기 위한 보다 과학적인 설명은 접촉 각도 측정과 관련이 있다. 접촉각(액체 방울이 고체 기질로 만드는 각도)이 90도 미만일 경우 이는 쐐기형 상태가 아니다. 접촉 각도가 90도 이상일 경우 젖은 상태로 된다.

 

Wetable 또는 Non-wetable Al 표면이 있는지 여부를 결정하기 위한 간단한 테스트는 워터 딥 테스트다. 부품은 물에 담갔다가 빼낸다. 위에서 설명한 바와 같이 물이 구슬을 세우고 흘러가면 알 성분은 쐐기를 박을 수 없다. 반대로 수지와 표면이 균일하게 코팅되면 구성 부품은 습식성이 있다.

 

Al 구성 요소에 플럭스 슬러리를 적용할 때는 습윤 조건을 선호한다. 다행히 Al 표면 또는 플럭스 슬러리는 습식 할 수 있으며 이는 실제 사용되는 제거 방법에 따라 달라진다. 아래 참고문헌은 좀 더 자세히 설명한다.

세척 [증기 탈지 / Vapor Degreasing]

 

NCOLOK 플럭스 브레이징 초기에는 열교환기의 대량 생산을 위한 세정 방법으로 증기 기름 제거가 광범위하게 사용되었다. 트리클로로에틸렌은 일반적으로 기름 제거제로 사용되었다. 증기 기름 제거는 개별 구성 요소 또는 조립된 구성 요소에서 잔류 윤활유의 대부분을 제거하는데 완벽히 허용되었지만 젖은 표면이 되지는 않았다.

 

증기 기름 제거는 세정제를 밀폐된 환경에서 끓는점 바로 위로 가열하여 작동한다. 작업물이 증기 구름을 통과할 때, 증기는 더 차가운 작업물에 응결되어 기름과 윤활유를 용해시킨다. 응축수가 작업장에서 흘러나와 깨끗한 표면을 남긴다.

몬트리올 의정서 때문에, CFC 기반의 세정제는 더 이상 허용되지 않으며, 이제 수성 세척과 열 기름 제거와 같은 환경 친화적인 세정 방법으로 대체된다.

 

세척 [수용성 세척]

 

수용성 또는 물 기반 세척 프로세스는 CFC 기반 세척제를 사용하지 않는 단계에서 진화되었다. 이 과정은 증기 기름 제거에 비해 환경 친화적이지만 여전히 일부 폐수를 발생시킨다.

 

수용성 세정제는 농축 금속 세정제로 시작되며, 이후 물로 1% ~ 5%(v/v)까지 희석된다. 공급자의 세척액 구성은 독점적이지만, 대개 계면활성제, 세제, pH를 높이는 역할을 하는 탄산나트륨과 같은 활성 성분의 혼합물을 포함한다.

희석된 세척액은 일반적으로 pH 9 ~ 12pH 범위의 pH가 상승한다

 

산성 기반 용액도 있지만 흔하지 않은 것으로 보인다. 세척액은 더 뜨거운 온도에서 가장 잘 작동하며 일반적으로 50 °C ~ 80 °C에서 작동하는 것이 권장된다. 세척 작용은 더 뜨거운 용액 온도에서 더 빠르다.

 

세척은 뜨거운 세척액으로 담그거나 분무한 후 뜨거운 물과 찬물을 연속적으로 헹구는 것으로부터 일련의 단계에서 이루어진다. 일반적인 세척 순서는 다음과 같다.

 

1. 온수 세척액에 제거
2. 온수 린스
3. 찬물 헹굼
4. 탈이온수로 최종 헹굼
5. 공기 분사

 

세척액의 pH가 중요한 역할을 한다. pH 9부터 시작하여 세척액은 Al 표면에서 경미한 에칭 작용을 하며 에칭 작용의 정도는 시간 및 온도에 따라 달라진다. 약 pH 10.5에서는 에칭 작용이 훨씬 더 효과적이어서 접촉 시간과 온도를 낮출 수 있다. 온도를 계속 올리면 접촉 시간이 크게 단축될 것이다. 세척 작용은 접촉 압력, 즉 용액 분무 압력에 따라 다소 달라진다. 분무 압력이 연약한 지느러미를 손상시킬 정도로 높아서는 안 된다.

 

작업물의 식각 작용은 Al 표면을 습식 시킬 수 있게 한다. 이것은 플럭스 슬러리가 습식제를 첨가하지 않고 작업물을 균일하게 코팅한다는 것을 의미한다. 최종 헹굼 탱크 내 물의 전도도를 모니터링하여 탱크 간 세척액 이월 추적을 추적할 수 있다. 미리 결정된 전도성 수준에서 경고 신호는 헹굼 탱크를 버리고 보충해야 함을 나타낼 수 있다. 그렇지 않을 경우 세정액 화합물을 플럭스 슬러리 탱크에 추적할 위험이 있어 이를 피해야 한다.

 

최종 공기 분사는 플럭스 슬러리를 실수로 희석시킬 수 있는 플럭스 부스로의 과도한 물 이체를 방지하기 위해 권장된다. 내부 표면(예: 내부 표면)에서 세척액 흔적을 제거하기 위해 조심하십시오. 브레이징에 영향을 미칠 수 있으므로 라디에이터 튜브 열교환기의 대량 제조에서는 수성 세정소가 플럭스 적용 소 앞에 있어 설비 부품의 취급이 없도록 되어 있다. 부품들이 세척 스테이션을 통해 벨트로 이동하고 슬러리를 유속 하며 브레이징 용해로 안으로 계속 들어갈 수 있도록 공정이 연속적이다.

[계면활성제 / Surfactants]

 

작업물의 표면을 세척하는 방법이 세척되지 않은 경우 유속 슬러리에 습식제 또는 계면활성제를 첨가해야 한다. 계면활성제는 플럭스 슬러리 내 물의 표면 장력을 낮추어 작용하며, 그러면 슬러리가 위로 올라가고 빠지는 대신 작업물을 균일하게 코팅하게 된다. 계면활성제는 0.05% ~ 1%(v/v) 범위에서 매우 낮은 농도로 플럭스 슬러리에 첨가된다.

 

계면활성제는 습윤성이 방금 달성된 지점까지 신선한 플럭스 슬러리에 점진적으로 첨가되어야 한다. 계면활성제를 증분 첨가할 때마다 플럭스 슬러리 탱크에 비 쐐기형 구성품을 담가 시험할 수 있다. 플럭스 슬러리가 시험편을 균일하게 코팅하면 계면활성제가 충분하다. 이 "딥 테스트"는 사용한 슬러리의 습윤성을 주기적으로 점검할 수 있다.

 

계면활성제를 권장 수준을 초과하여 과다하게 첨가하면 브레이징 탄화 가능성, 브레이징 외관 및 부식 성능에 영향을 미칠 수 있다. 현재 플럭스 슬러리의 계면활성제 농도를 결정하는 빠르고 신뢰할 수 있는 방법은 알려져 있지 않다.

이 응용 프로그램에 적합한 저-기포 비이온 계면활성제가 시장에 존재한다.

세척 [탈지 / Thermal Degreasing]

 

탈지는 표면에 있는 윤활유가 꺼지도록 작업물의 온도를 상승시켜 작업한다. 이 절차는 증발 또는 소멸 오일로 알려진 특수 유형의 윤활유에서만 작동한다. 소실 오일은 열 교환기 핀의 제작에 주로 사용되는 가벼운 듀티 윤활유(속건성 오일)로, 현재 다른 열 교환기 구성 요소의 스탬핑 및 형성에 사용되고 있다. 열 기름 제거용으로 설계되지 않은 윤활유를 사용하면 안 된다. 이는 열분해 제품과 제품 외관을 저하시키고 부식을 가속화할 수 있는 카본색의 잔류물을 남길 수 있다.

 

열 기름 제거 과정은 일반적으로 다음과 같이 작용한다. 열 교환기를 조립하고 고정시킨 후, 그것들은 배치 방향으로 특수 제작된 열 기름 제거 오븐에 적재되거나 열 기름 제거 스테이션을 통해 벨트에 연속적으로 적재된다. 어느 경우든 열 교환기는 윤활유를 깜박이기 위해 적절한 온도 주기에 노출된다. 윤활유 공급자는 적절한 사이클을 권장할 수 있다. 배기가스는 국소 배기 정책에 따라 처리(스크러빙 또는 소각) 해야 할 수 있다. 그런 다음 열교환기는 열가소화 사이클 후에 유동된다.

 

기존의 교환 주기는 일반적으로 쐐기가 없는 표면을 생성한다. 이것은 플럭스 슬러리가 균일한 플럭스 침적에 습윤성을 제공하기 위해 계면활성제를 추가해야 함을 의미한다. 그러나 Al에는 습식용 표면이 생성되는 시간 온도 주기가 있는 것으로 알려져 있다. 문제는 상당히 짧은 시간에 습윤성을 달성하려면 온도가 상당히 높아야 한다는 점이다(예: 275°C에서 3분). 습윤성은 낮은 온도에서 달성할 수 있지만 훨씬 더 긴 시간이 필요하다(예: 200°C에서 10분).

 

습윤성을 달성하기 위해 열 기름 제거 사이클을 사용하는 데는 몇 가지 단점이 있다.

 

첫째, 열은 값비싼 효용인데, 특히 윤활유를 번쩍이는 데 필요한 온도가 습윤성을 달성하는 데 필요한 온도보다 훨씬 낮을 때 더욱 그렇다.

 

둘째, 높은 온도에서 알의 표면을 산화시킬 위험이 있다. 그럼에도 불구하고 열교환기 제조업체와 윤활유 공급업체들은 Al의 습식성 교차점을 이용하기 위해 시간 온도 주기와 새로운 윤활유 패키지를 실험하고 있다.

 

그러나 일반적으로 탈지를 사용할 경우 플럭스 슬러리에 계면활성제를 첨가해야 한다는 것은 여전히 인정된다.