본 글에서는 성공적인 세척 프로세스를 위한 6가지 핵심 요소를 살펴보고 그 각각에 대해 고려해야 할 몇 가지 장단점을 제공 하였습니다. 

수세성 세척의 기본 아이디어는 간단하지만 처음에는 세부 사항이 복잡하고 압도적으로 보일 수 있습니다. 하지만 그럴 필요는 없습니다.

 제조 또는 비파괴 검사 중이나 그 이후에 부품을 세척하기 위해 수세성 세제를 사용하는 "모든 것에 적합한"옵션은 없습니다.

 시간 제약, 사용 가능한 장비 및 인력, 품질 요구 사항, 예산 및 유지 관리를 고려하여 애플리케이션에 적합한 것이 무엇인지 결정할 수 있습니다.

 세척 로세스의 성공과 그 상호 관계에 영향을 미치는 6 가지 주요 요소를 일반적으로 청소 방정식(The Cleaning Equation) 이라고합니다.

Agitation (교반) × Chemistry(화학) × Temperature(온도) × Time(시간) + Rinse(헹굼) + Dry(건조) = Clean (세척) 

필요한 결과를 얻기 위해 이러한 요소의 균형을 맞추는 것이 핵심 입니다. 

1. 교반 (Agitation)

스프레이 및 초음파 교반은 단순한 침지보다 빠르게 세척됩니다

세척액에서 부품을 이동하는 (또는 때때로 부품 위로 세척액을 이동하는) 물리적 동작을 교반이라고합니다.

이 작업을 수행하는 방법은 사용 가능한 설정, 부품의 배열 및 형상, 제거되는 토양 유형에 따라 여러 가지가 있습니다.

교반 방법은 일반적으로 고정된 세척 방정식의 첫 번째 매개 변수입니다. 세척을 수행하는 데 필요한 장비 및 자본 투자가 포함되기 때문입니다.

청소 방법 중 하나를 선택하면 시간, 화학 및 온도에 대한 제약이 따릅니다.

주요 교반 방법은 손 닦기, 분무, 담그기 및 초음파입니다.

담그는 것(Soaking) 은 가장 간단하고 가장 기본적인 교반 수단입니다.

세척해야하는 부품은 세척액 욕조에 담기 만하면 오염을 제거 할 수 있을 만큼 충분히 오래 머무를 수 있습니다.이 방법은 노동력이 가장 적지 만 일반적으로 청소 방법 중 가장 많은 시간이 필요합니다.

Hand wiping (손으로 닦는 것)

솔벤트와 헝겊 또는 브러시를 사용하여 부품을 손으로 닦는 것이 다음으로 가장 간단한 방법입니다.

솔벤트는 흙을 풀고 쉽게 제거 할 수있게 해주는 반면, 부품을 닦는 물리적 작용은 흙을 제거합니다.

이 방법은 구현하기 가장 쉽지만 작업자가 부품에서 흙을 제거하는 모든 작업을 수행하기 때문에 인건비 측면에서 비용이 많이들 수 있습니다.

스프레이(Sprays) 는  일반적으로 시간이 제한된 대량 생산 라인에서 사용됩니다.

부품은 세정액을 분사하는 노즐 배열이있는 챔버에 배치됩니다.

세정액의 작용은 스프레이의 물리적 영향과 결합하여 부품 표면에서 오염을 효과적으로 제거합니다.

이 방법은 가장 빠른 청소 방법 일 수 있지만 작업장에서 구현하려면 더 많은 장비와 엔지니어링이 필요합니다.

초음파 세척(Ultrasonic cleaning) 은 음파를 사용하여 세척 용액에 미세한 기포를 생성 한 다음 스스로 다시 붕괴시킵니다.

이렇게하면 부품 표면 전체에 미세한 스크러빙 작업이 발생하여 부서지고 먼지가 제거됩니다.

초음파 세척 탱크를 설치하고 운영하는 데 드는 비용은 일반적으로 교반 탱크보다 높지만 정밀 부품으로 더 나은 결과를 생성하는 경우가 많습니다.

교반 증가의 장점(Advantages of Increasing Agitation)

-클리너를 더러운 영역으로 이동
-토양 분자를 분해
-부품에서 토양을 멀리 이동
-세척 효율을 높이고 세척 시간을 줄입니다.

교반 증가의 단점(Disadvantages of Increasing Agitation)

-사용 가능한 장비 유형에 따라 제한됨
-섬세한 부품 및 특수 코팅 또는 도금이 손상 될 수 있습니다.
-높은 장비 비용 및 유지 관리 요구 사항

2. 화학(Chemistry)

세척제의 유형은 부품 표면에서 오염을 제거하는 정도에 영향을 미칩니다.

세척 용액은 매우 간단하거나 (비누와 물) 매우 복잡 할 수 있습니다 (항공 인증 세척제).

클리너 포 뮬레이션에 사용되는 구성 요소는 표면 상태, 부품의 재질, 토양, 세척 방법 및 부품이 제조에서 거쳐야 할 다음 단계에 따라 크게 달라집니다.

넓은 의미에서 세정액에 사용되는 화학 물질에는 기본 용매, 계면 활성제, 빌더 및 첨가제가 포함됩니다.

솔벤트(Solvents) 는 대부분의 세척 용액을 구성합니다 (수세성 세제의 경우 용매는 물임).

계면활성제(Surfactants) 는 세척중인 부품이 용액에 젖어 있는지 확인하고, 토양을 현탁액으로 끌어 들이고, 토양을 유화하여 표면에서 씻어 낼 수 있도록하는 데 사용됩니다.

빌더(Builders)는 그리스 및 오일 분해, 용액의 pH 수준 유지, 경수 미네랄 분리 또는 여과 및 제거를 위해 부유 토양 응고와 같은 다양한 방식으로 계면 활성제를 보조하는 다양한 화학 물질입니다.

첨가제(Additives) 는 부식 방지, 거품 형성 제한 또는 강화, 점도 증가 또는 감소, 심지어 용액에 기분 좋은 향이나 색을 부여하는 등 세척 용액에서 보조 기능을 수행하는 화학 물질입니다.

단단하거나 뭉쳐진 토양을 다룰 때 효과적인 청소를 위해서는 매우 공격적인 화학 물질이 필요합니다.

산성 세정제는 미네랄 스케일에 효과적이지만 부품의 금속 표면 (즉, 녹)을 산화하거나 금속 자체를 에칭 할 가능성이 있습니다.

부식성 세제는 무거운 그리스와 탄화 토양에 효과적이지만 코팅과 도금을 벗겨 내거나 부드러운 금속을 부식시킬 가능성이 있습니다.

부품 손상을 방지하기 위해 청소할 부품의 표면 및 야금에 대한 공격적인 화학 물질의 영향을 이해하는 것이 중요합니다.

일부 세척 솔루션은 특히 고온에서 작업 할 때 청소되는 부품에 필름을 증착합니다.

잔여 필름이 제조 공정의 향후 단계를 잠재적으로 방해 할 수 있기 때문에 제조 단계 사이에 부품이 세척되는시기를 이해하는 데 매우 중요 할 수 있습니다.

나중에 부품에 대한 원치 않는 간섭이나 손상을 방지하기 위해 부품 표면에 남아있는 화학 물질을 세척하기 위해 세척 과정이 끝날 때 깨끗한 헹굼을 포함하는 것이 매우 중요합니다.

다양한 유형의 청정 화학(Different Types of Cleaner Chemistry)

부품을 원하는 수준으로 청소할 수있는 가장 덜 공격적인 화학 물질을 사용하십시오.

중성 수세성 세정제 (pH 7-9)

Examples: Daraclean 212, Daraclean 235, Daraclean 236

이점 (Advantages)

-매우 자유로운 헹굼, 잔류 물 없음
-운영자에게 더 안전
-섬세한 합금에 적합

단점(Disadvantages)

-보다 공격적인 세제보다 적은 세척력
-거품 발생 가능성이 높고 스프레이 장비와 함께 소포제를 사용해야합니다.

알칼리성 수세성 세정제(Alkaline Aqueous Cleaners (pH 9-12)

Examples: Daraclean 282 and Daraclean 282GF

이점 (Advantages)

-일반 다목적 청소
-여러 금속 및 합금과 함께 사용하기에 안전함
-스프레이 장비를위한 낮은 거품 수준

단점(Disadvantages)

-무거운 탄화 토양에는 좋지 않음
-잔여 물을 방지하기 위해 잘 헹구어 야 함

고 알칼리성 수세성 세척제 High-Alkaline Aqueous Cleaners (pH 12-13)

 Examples: Daraclean 200 and Daraclean 283

이점 (Advantages)

-무거운 그리스 및 탄화 토양에 대한 고강도
-저농도에서 효과적

단점(Disadvantages)

-변환 코팅 및 연질 금속을 손상시킬 수 있음
-부식 및 잔류 물을 방지하기 위해 잘 헹궈야 합니다.

솔벤트 세척제(Solvent Cleaners)

Example: SKC-S

이점 (Advantages)

-오일 및 그리스를위한 탁월한 세정제
-헹구지 않고 잔류 물이 거의 남지 않습니다.
-빠르고 사용하기 쉬움

단점(Disadvantages)

-환경에 위험하고 나쁠 수 있음
-미네랄 스케일에는 효과적이지 않음
-재활용 또는 재사용 불가

3. 온도(Temperature)

온도가 높을수록 세척액의 효율성이 높아집니다.

일반적으로 낮은 온도보다 높은 온도에서 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다. 이는 온도가 상승함에 따라 세척 프로세스의 거의 모든 단계가 더 빠르고 쉽게 이루어지기 때문입니다.

화학적 관점에서 세척을 살펴보면 용액과 토양 사이의 모든 반응이 더 빠른 속도로 발생합니다.
화학 반응 속도 방정식은 세척 속도가 온도에 따라 기하 급수적이라는 것을 보여줍니다. 즉, 온도가 상승하면 세척 시간이 크게 단축 될 수 있습니다.

온도는 토양의 특성에도 영향을 미칩니다. 온도가 상승하면 토양의 점도가 감소하여 공격적인 세정제에 더 쉽게 침투하고 교반에 의해 표면에서 더 쉽게 제거 할 수 있습니다. 

오일은 온도가 올라감에 따라 더 쉽게 유화되고 부유 방울은 더 작아집니다.

반면에 온도 상승은 부품 표면에 해로울 수 있습니다. 온도가 높을수록 세척 용액에 더 공격적인 화학 물질이 포함되어 부식 또는 에칭이 더 빨리 발생합니다.

또한 고온은 세척 용액의 휘발성을 증가시켜 증발 손실을 초래합니다. 온도가 125 ° F / 50 ° C 이상으로 올라가면 세척조에서 증발이 상당 할 수 있습니다.

고온을 사용하는 세척 공정을 설계 할 때 이러한 사항을 염두에 두는 것이 중요합니다.

더 높은 세척 온도의 장점(Advantages of Higher Cleaning Temperatures)

-더 나은 청소 결과, 청소가 더 빠르고 쉽습니다.

-수조 온도를 높이면 거품이 감소합니다.

높은 세척 온도의 단점 (Disadvantages of Higher Cleaning Temperatures)

-높은 장비 비용, 운영 및 유지 보수 비용

-청정 화학의 공격성을 증가시켜 부품 표면을 손상시킬 가능성이 있습니다.

-부품이 뜨거운 수조에서 제거 될 때 수조가 증발하면 고온으로 인해 잔류 물이 증가 할 수 있습니다.

4. 시간(Time)

청소 방정식의 다른 요소를 조정하여 부품을 청소하는 데 필요한 시간을 최소화 할 수 있습니다.

청소 프로세스의 결과는 소요 시간에 따라 크게 달라집니다. 

더 긴 청소 시간은 일반적으로 더 많은 청소 범위를 의미합니다. 이것은 간단한 용어로 이해할 수 있습니다. 

부품을 문지르거나 뿌려주거나 적시는 시간이 길수록 세정제의 화학 물질이 토양에 작용하는 시간이 길어지고 더 많은 토양이 제거됩니다.

이상적인 세상에서 청소 프로세스는 부품이 깨끗한 지 확인하는 데 필요한만큼 오래 걸립니다.
그러나 현실 세계에서는 청소 시간에 제한이있는 경우가 많습니다.

시간 제한은 여러 가지 방법으로 부과 될 수 있습니다. 가장 명백한 제한은 제조 공정에 있습니다.
생산중인 부품은 전체 라인을 유지하지 않고 각 단계에서 많은 시간을 소비 할 수 있으며 청소도 예외는 아닙니다.

생산에 소요되는 시간은 간접비 및 인건비로 직접 전환되기 때문에 대부분의 기업은 부품 또는 완제품의 전체 생산 시간을 줄이기 위해 노력할 것입니다. 

따라서 부품 청소에 소요되는 시간을 최소화해야한다는 압력이 항상 존재합니다.

또 다른 중요한 시간 제한은 청소 프로세스 자체의 세부 사항에 의해 부과 될 수 있습니다.
잘 지워지지 않거나 뭉쳐진 흙을 제거하기 위해 세척 용액은 종종 공격적인 화학 물질을 포함하거나 고온에서 작동해야합니다. 

이러한 조건은 섬세한 부품의 침식 또는 부품 표면의 부식으로 이어질 수 있습니다.

공격적인 세척액을 사용하는 경우 효과적인 토양 제거와 세척 할 표면의 잠재적 인 손상 사이에 균형을 맞춰야합니다.

특정 세척 공정과 화학 물질을 사용하면 토양이 표면에 다시 쌓이기 전에 달성 할 수있는 최대 청정도를 얻을 수 있습니다.

세척액에 이미 떠있는 흙의 양, 세척 방법 (스프레이 캐비닛, 담금 탱크 등), 세척액의 화학적 성질 등 여러 요인이이 제한에 영향을 미칩니다. 

이러한 유형의 문제를 해결할 때 전체 청소 방정식을 고려해야합니다.

세척 시간 증가의 장점(Advantages of Increasing Cleaning Time)

-화학은 더 효과적인 청소를 위해 토양을 분해하는 데 더 많은 시간이 필요합니다.

세척 시간 감소의 장점 (Advantages of Decreasing Cleaning Time)

-세척 공정을 통한 부품 볼륨 증가 

5. 헹굼(Rinsing)

흙뿐만 아니라 찌꺼기를 방지하기 위해 세척제도 충분히 헹궈야 합니다. 

수세성 세척제 및 수용성 화학 물질을 사용할 때 적절한 헹굼은 여러 가지 이유로 부품의 최종 청결에 중요합니다.

첫째, 헹굼은 특히 다른 교반이 거의없는 담금 응용 분야에서 부품 표면에서 흙을 물리적으로 제거하는 가장 좋은 방법입니다. 

스프레이 또는 와이프 적용시 특히 건조 상태로두면 부품 표면을 부식시킬 수있는 화학 물질을 사용할 때 헹굼도 중요합니다.

둘째, 생산 중 부품을 청소할 때 최종 헹굼은 다음 단계로 넘어가는 부품 표면의 상태에 중요합니다.
세정제 화학 물질이 충분히 헹궈지지 않으면 부품이 건조되고 부품이 다음에 거쳐야하는 코팅, 접착제, 도금 또는 기타 조건이 손상 될 수 있습니다.

마지막으로 깨끗한 물로 충분히 헹구면 화학 물질이 제거되어 부품이 제조 공정에서 계속 될 수 있습니다.


헹굼의 이점(Advantages of Rinsing)

-세척 잔여 물, 표면 오일 제거
-다음 제조 단계를위한 표면 준비
-부품을 보호하기 위해 헹굼물에 부식 억제제를 추가 할 수 있습니다.

헹굼의 단점(Disadvantages of Rinsing)

-헹굼물은 깨끗한 물이어야합니다.
-한 번 이상의 헹굼이 필요할 수 있습니다.
-수돗물은 물 얼룩을 남길 수 있습니다.

6. 건조(Drying)

부품에 남아있는 물은 부식을 유발하거나 세척 후 공정을 방해 할 수 있으므로 건조를 무시해서는 안됩니다.

특히 제조 공정의 다음 단계가 NDT 검사인 경우 부품 표면을 건조하는 것은 다른 단계와 마찬가지로 우수한 세척 공정에 중요합니다.

액체 침투제 검사를 사용하면 표면에 남아있는 모든 물이 침투제의 표면 불연속성을 방해 할 수 있습니다. 


젖은 표면은 침투 검사의 감도에 부정적인 영향을 미치므로 가열 건조기를 사용해야합니다.

또한 부품 표면에 남아있는 물은 특히 수질 오염이 장비를 오염 시키거나 장기간 장비 부식을 일으킬 수있는 침투제 또는 자성 입자 오일 배스 (Carrier II)와 같은 다음 공정 단계를 오염시킬 수 있습니다.

건조의 장점(Advantages of Drying)

젖은 부품이 녹슬 수 있으므로 부품 부식 ​​방지
침투 테스트를 방해 할 수있는 물 잔류 물 제거

다양한 건조 옵션 :
-에어 나이프
-공기 호스
-오븐 (액체 침투 검사 전에 필요)

건조의 단점(Disadvantages of Drying)

-높은 장비 비용
-높은 운영 및 유지 보수 비용
-건조기 오븐에서 장시간 열에 노출되면 코팅이나 섬세한 부품 표면이 손상 될 수 있습니다. 

본 문서는 미국 Magnaflux 사의 

6 Factors to Get the Best Aqueous Cleaning Results

자료를 번역하여 게재 한 글입니다. 

(문의: 월드마케트상사 영업부 차장 윤종민 02-3473-1191)

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