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Como funciona o jateamento de CO2?

Veja como a tecnologia de jateamento de gelo seco funciona.

O jateamento de CO2 funciona devido a três fatores principais: energia cinética da pastilha, efeito de choque térmico e efeito termocinético. A Cold Jet otimiza o desempenho do jato para cada aplicação através da combinação dessas forças e do ajuste de:

  • pressão de ar comprimido
  • tipo de bico de jato (distribuição de velocidade)
  • tamanho e densidade de pastilha de CO2
  • taxa de massa da pastilha e densidade de fluxo (partículas por unidade de área por segundo)

Energia cinética de pastilha

O processo da Cold Jet incorpora bicos de alta velocidade (supersônica) para preparo de superfície e aplicações de remoção de revestimento. Como a força de impacto cinético é um produto da massa da pastilha e da velocidade ao longo do tempo, o sistema de entrega da Cold Jet alcança a maior força de impacto possível a partir de uma pastilha sólida de CO2 através da propulsão de pastilhas às mais altas velocidades alcançáveis no setor de jateamento.

Mesmo a altas velocidades de impacto e ângulos diretos de impacto, o efeito cinético de uma pastilha sólida de CO2 é mínimo quando comparado a outro meio (granular, areia, PMB). Isso se deve à relativa maciez do CO2 sólido, que não é tão denso e rígido como outros meios. Além disso, a pastilha muda de fase de sólido para gás quase instantaneamente com o impacto, o que efetivamente fornece um coeficiente de restituição quase inexistente na equação do impacto. Muito pouca energia de impacto é transferida para o revestimento ou substrato e, por isso, o processo de jateamento da Cold Jet é considerado não abrasivo.

Efeito de choque térmico

A sublimação instantânea (mudança de fase de sólido para gás) da pastilha de CO2 no impacto absorve o máximo de calor da camada superior muito fina da superfície do revestimento ou contaminante. Calor máximo é absorvido devido ao calor latente da sublimação.

A transferência de calor muito rápida da camada superior do revestimento para a pastilha cria uma diferença de temperatura extremamente grande entre as sucessivas microcamadas dentro do revestimento. Esse acentuado desnível térmico produz alta tensão de cisalhamento entre as microcamadas. A tensão de cisalhamento produzida também depende da condutividade térmica do revestimento e do coeficiente térmico de expansão/contração, bem como da massa térmica do substrato adjacente. O alto cisalhamento produzido dentro de um período curto de tempo causa propagação rápida de microfissuras entre as camadas levando a contaminação e/ou falha na ligação do revestimento na superfície do substrato.

Efeito termocinético

O impacto combinado de dissipação de energia e transferência de calor extremamente rápida entre a pastilha e a superfície causa a sublimação instantânea do CO2 sólido em gás. O gás expande aproximadamente 800 vezes o volume da pastilha em poucos milissegundos o que é efetivamente uma "microexplosão" no ponto de impacto.

A "microexplosão", quando a pastilha passa ao estado gasoso, é reforçada por levantar as partículas de revestimento fraturadas termicamente do substrato. Isso ocorre devido à falta de energia de recuperação da pastilha, que tende a distribuir sua massa ao longo da superfície durante o impacto. O gás CO2 se expande ao longo da superfície e sua resultante "explosão frontal de choque" efetivamente fornece uma área de alta pressão concentrada entre a superfície e as partículas de revestimento termicamente fraturadas. Isso resulta em uma força de elevação muito eficiente para carregar as partículas para longe da superfície.

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