关于工业清洗技术介绍

工业清洗技术

工业产品在生产、使用和蓄存过程中，受到了液体的、固体的各种污染物的污染，工业清洗就是通过物理的、化学的和机械的手段，清除这些污染物，使工业产品获得以定的洁净度。

1 清洗技术

1．1 化学清洗和物理清洗。

目前国内清洗以化学清洗为主，以物理清洗为辅。但物理清洗以污染小、操作灵活、无腐蚀等优点正逐步取代化学清洗并成为工业清洗的主流。化学清洗是采用一种或几种化学药剂(或其水溶液)清除设备工件表面污垢的方法。它是借助清洗剂对物体表面污染物或覆盖层进行化学转化、溶解、剥离以达到除油、除锈、除垢、去污的作用。物理清洗借助各种机械外力和能量使污垢粉碎、分解并剥离离开物体表面，达到清洗的效果。在物理清洗中，水射流清洗占主导地位，并呈现快速发展态势，PIG清洗、干冰清洗、超声波清洗等无污染的物理清洗技术正得到快速的推广应用。

1．2 工业清洗的意义

清洗行业是随着工业化和现代化的进程及社会生产的需要而产生和发展起来的。所有工业部门都有某种形式的清洗，只是不同的部门对清洗的重视、依赖程度及应用发展水平不同。工业清洗具有重要意义：恢复设备装置生产能力、保证生产连续高负荷运行的必要手段；

对设备的清洗，可以有效地延长设备的使用寿命；对设备的清洗，有利于节能降耗、降低冷却水的用量；对设备的清洗，是降低安全事故发生的有效途径。概括起来有节能、降耗、节水、安全、稳产、提高产品质量、加快生产速度、延长设备使用寿命、降低环境污染以及外表美观和人类的卫生健康等目的。从这个意义上讲，在许多工业生产过程中，对设备中产生的污垢进行有效清洗，本身就属于绿色化学的范畴。

1．3 化学清洗和物理清洗比较

在化学清洗中，主要使用各种酸、碱、有机溶剂、表面活性剂、缓蚀剂、螯合物(络合物)等原材料配制清洗剂清除污垢。在清除完污垢的同时，本身也产生大量的废液、废气，对环境造成极大的破坏。为加快清洗速度，在缓蚀率允许条件下，许多工业清洗都是在比较高的温度下通过清洗剂与垢污进行化学反应以达到清除污垢的目的，这就需要消耗一定的能源和原材料。物理清洗是利用各种力、热、声、光、电等物理作用清除污垢，其技术水平主要体现在设备及其优化配置和综合运用上。物理清洗不需要消耗各种原材料，只需要消耗一定的能源，不会产生各种废液污染环境。以目前清洗技术发展现状看，化学清洗几乎可以清洗所有的设备和污垢，而物理清洗因为清洗设备的局限性，只能清洗储罐、管道、换热器等内部结构比较简单或体积较小的设备。因此，化学清洗还占据工业清洗的主流地位。

2.超声波清洗设备

在工业清洗领域中，相比其它多种的清洗方式，超声波清洗机显示出了巨大的优越性。尤其在专业化、集团化的生产企业中，已逐渐用超声波清洗机取代了传统浸洗、刷洗、压力冲洗、振动清洗和蒸气清洗等工艺方法。超声波清洗机的高效率和高清洁度，得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击波。所以很容易将带有复杂外形、内腔和细空的零部件清洗干净，对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程，在超声波作用下只需两三分钟即可完成，其速度比传统方法可提高几倍到几十倍，清洁度也能达到高标准，这在许多对产品表面质量和生产率要求较高的场合，更突出地显示了用其它处理方法难以达到或不可取代的结果。

超声波清洗的优点：

a.清洗效果好，清洁度高且全部工件清洁度一致。

b.清洗速度快，提高生产效率，不须人手接触清洗液，安全可靠。

c.对深孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净。

d.对工件表面无损伤，节省溶剂、热能、工作场地和人工。

超声波清洗方式超过一般以的常规清洗方法，特别是工件的表面比较复杂，象一些表面凹凸不平，有盲孔的机械零部件，一些特别小而对清洁度有较高要求的产品如：钟表和精密机械的零件，电子元器件，电路板组件等，使用超声波清洗都能达到很理想的效果。超声清洗的原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质—清洗溶剂中，超声波在清洗液中疏密相同的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡。

这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区迅速闭合。在这种被称为“空化”效应的过程中，气泡闭合可形成超过1000大气压的瞬间高压，连续不断地产生瞬间高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面，使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到物件表面净化的目的。

超声波清洗的作用机理主要有以下几个方面：因空化泡破灭时产生强大的冲击波，污垢层的一部分在冲击波作用下被剥离下来、分散、乳化、脱落。因为空化现象产生的气泡，由冲击形成的污垢层与表层间的间隙和空隙渗透，由于这种小气泡和声压同步膨胀，收缩，象剥皮一样的物理力反复作用于污垢层，污垢层一层层被剥离，气泡继续向里渗透，直到污垢层被完全剥离。这是空化二次效应。超声波清洗中清洗液超声振动对污垢的冲击。超声加速化学清洗剂对污垢的溶解过程，化学力与物理力相结合，加速清洗过程。

超声波清洗的主要参数：

频率：≥20KHz

清洗介质：采用超声波清洗，一般两类清洗剂：化学溶剂、水基清洗剂等。

清洗介质的化学作用，可以加速超声波清洗效果，超声波清洗是物理作用，两种作用相结合，以对物件进行充分、彻底的清洗。

功率密度：功率密度=发射功率（W）/发射面积（cm2）通常≥0.3W/cm2，超声波的功率密度越高，空化效果越强，速度越快，清洗效果越好。但对于精密的、表面光洁度甚高的物件，采用长时间的高

功率密度清洗会对物件表面产生“空化”腐蚀。

超声波频率：超声波频率越低，在液体中产生的空化越容易，产生的力度大，作用也越强，适用于工件（粗、脏）初洗。频率高则超声波方向性强，适用于精细的物件清洗。

清洗温度：一般来说，超声波在40℃-50℃时的空化效果最好。清洗剂则温度越高，作用越显著。通常实际应用超声波时，采用50℃-70℃的工作温度。

2．清洗液

因为目前物理清洗的局限性，化学清洗技术在国内仍然得到广泛的应用。目前世界上工业清洗已由传统的溶剂清洗、水洗和表面活性剂清洗方式，发展到精细清洗和绿色清洗阶段。随着精细有机合成技术、生物技术、检测技术等相关技术的进步，化学清洗技术也得到发展，正在向绿色环保方向发展：将合成具有生物降解能力和酶催化作用的绿色环保型化学清洗剂；弱酸性或中性的有机化合物将取代强酸强碱；直链型有机化合物和植物提取物将取代芳香基化合物；无磷、无氟清洗剂将取代含磷含氟清洗剂；水基清洗剂将取代溶剂型和乳液型清洗剂；可生物降解的绿色环保型清洗剂将取代难分解的污染性清洗剂。绿色化学要求对环境的负作用尽可能小，它是一种理念，是人们应该尽力追求的目标。由此，在应用工业化学清洗技术和研究清洗新技术中，工程技术人员应根据绿色化学的原则，选择采用无毒、无害的原料，提高原子的利用率，力争实现“零排放”。同时，在清洗