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工业清洗工艺处理方法及工业清洗剂的分类选择

清洗处理方法及清洗剂
    用一种清洗方法很少能从金属表面清除掉所有污染物。经常要联用物理法、化学法和物化法来清洗。除了纯机械清洗外(打磨、研磨),经常也用由化学溶剂配制成的清洗剂,其物理或化学的效果可以用物理过程的方法加以强化,例如超声波。
    中世纪人们已知道水有清洗功能,水的液体形式使它可以达到表面的任何部位。时至今日,最常用的清洁方法还是用水溶液,其中又以碱溶液清洗最常用。
    在这方面,皂化通常不重要。但物理和胶体化学作用是很重要的,例如吸附、脱附,粒子吸引和排斥,乳液形成和破碎。其中表面活性剂起了控制作用。
    这些物质中主要是能形成离子的化合物(酸、碱、盐、皂),它们在水溶液中有活性。在这些溶液中,负离子颗粒聚集在受污染的表面区域上使脏的灰尘颗粒带负电荷。由于金属表面也带负电荷,它们就相互排斥。
    阴离子对污染物的亲和性不是惟一的活性因素。硅酸盐和磷酸盐能形成相对大的聚合离子(在水溶液中)。它们与销的离子相比,可以将分散的以及水不溶性的脏颗粒漂浮在清洁液中,而且是以胶体形式漂浮,使分散很细的脏东西不会聚结。
    除了无机物质外,现代的工业清洗剂有些为有机化合物。其中有些使20世纪20年代发现的非离子型表面活性剂。它们有类似肥皂的功能却不会在硬水中沉淀。在所有的工业清洗剂和洗涤剂中都能找到它们。
    表面活性剂分子由不同物质组成,遵循“相似相溶”原理。系数物质仅溶于水或油。表面活性剂由一个亲水基和一个疏水基组成,因此,既溶于水,又溶于油。溶于水溶液时,即使是极少量的表面活性剂也会降低表面张力,它们会集中在界面处形成很高的局部浓度。因此,清洗剂溶液会浸湿,包围并渗透到污染物中,可以改进清洗效果,更方便地清除脏东西。局部浓度会较高。在溶液中达到一定浓度时,表面活性剂会形成分子基团(称为“胶束”),可分散或乳化(分散、使其溶解)水不溶性物质,如油和润滑脂。
    在现代工业用清洗剂中,经常联合试用离子型和非离子型的化学物质。清洗剂地作用就是靠各种相互协调地物理和化学作用来实现的。

清洗剂的系列化
    用户可以根据需要选择水溶液型、溶剂型以及乳液型清洗剂。根据用户需要选择清洗剂类型和不同的清洗剂。
1) 水溶液清洗剂
    有喷雾型和液体型两种形式。由于安全性和易使用性,更为常用的是液体型。多数清洗剂属于带有碱性的中性清洗剂,酸性地较少。由于浓度、温度和应用场合不同,它们可在许多不同条件下应用。
    清洁地成功与否取决于污染物情况。例如要清除已经储放了较长时间地润滑油时,由于起皮和硬化,其清除难度会大一些。总的来讲,污染物清除难度会大一些。
    含固体物以及着色深地成型润滑剂地清除会困难一些。由于具体情况如固体颗粒、尺寸、工件和固体间相互作用、成型工艺负荷不同,目前还没有一种标准地清洗剂。
    由于清洗地残余物即使在深度冲洗后还会在化学表面处理和热化学工艺中对镀层形成有影响,为避免这种影响,要使用特殊用途的清洗剂才行。此外,要进行处理的碱性金属的天然性质(如铁、铝、铜、锌等)也要给予考虑。
    根据碱性清洗液的PH值,可进行如下分类:
        PH值碱性清洗剂(PH值为7.010.5);
        PH值碱性清洗剂(PH值为10.511.5);
        PH值碱性清洗剂(PH值大于11.5)。
    PH值碱性清洗剂经常被称为“中性清洗剂”,这是因为它们略有一些皂化天然和合成脂类物质的作用,但实际上“中性清洗剂”的标准定义并不存在。
    酸性清洗剂(PH值小于7.0)有特殊用途。它们还能去掉铁锈、铁斑或其他用碱洗不能去除的物质。这种苛性脱脂剂其组成中主要有盐酸、硫酸或磷酸,并添加有缓蚀剂。
    除了脱除润滑油膜外,磷酸基的酸性清洗剂还用来形成一薄层磷酸盐(大约0.10.3µm),这就有利于喷涂层的形成,例如,电泳镀层及/或粉末镀层。

水溶液清洗剂的作用
    选择清洗剂要根据所用的清洗方法来进行。
        浸浴式清洗剂;
        喷涂式清洗剂。
    特殊用途的清洗剂有:
        高压清洗剂;
        蒸汽喷射清洗剂;
        机器清洗剂。
    浸浴式清洗是一个老的清洗方法。可以容易地溶解油和润滑脂,分散污物颗粒在清洗小部件或大表面积地平面部件时用这种方法。在浸浴时如还有更多的工序时也可以用浸浴方法,例如电镀处理。经常要根据要求采用多级清洗方法。
    在浸浴式清洗后,部件要在高温下处理相对长的一段时间。一般要进行多级处理。
2) 浸浴式清洗设备
    标准的设备很容易制造。最简单的办法式用薄铁皮做的可加热容器,例如高温下进行浸浴,这种方法如今很少用。这里沸腾液体仅作为一个机械清洗的支持手段。现代化的设备已能避免老式设备的缺陷,例如热损大、易飞溅、过渡沸腾、蒸汽过多等。
    清洗效果可以通过循环清洗剂溶液或溢流来达到,溶液要用泵循环送到浴液中,中间由很多位置不通的阀来控制。额外安装一个喷灌系统,奶油状润滑油就会从浸浴表面冲走,防止已清洗好的部件再被脱乳化的油污染。和“煎”浴相比,这样的好处式清洗效果好,温度也低(6090)。有时浸浴液不用泵打而用压缩空气。这时,需要清洗剂不容易起泡。
3) 超声波清洗
    另一种浸浴式清洗办法是超声波清洗。在有些工业,例如饰品和银制品工业,光学玻璃及设备工业以及高精度合金钢、接头及其他结构组件的制造业中,对多数抛过光的表面区域的清洁度要求极高。所用材料残渣和金属碎屑必须要费大力气才能清除掉,因为颜料和金属、玻璃表面接合很牢。
    因此,仅用水溶液清洗而不用其他机械方法是不够的,这时用超声波会有更好效果;超声波清洗是用通过特殊振动系统产生的高频声波来进行清洗的。
    超声波的作用是在清洗剂溶液中,以纵波的形式沿纵向传播的,由于压力变化大,会在溶液中形成许多小的低压泡,它们很快崩溃并放出能量。表面的微小粗糙度和所积累的粒子形成空腔。这对角落、钻孔、装饰性浮雕及其他普通方法难以奏效的地方来说特别有用。在干净溶液中,我们能观察到脏颗粒是如何从表面被去除掉的。该方法主要是基于气泡破裂时产生的压力,局部压力超过了100MPa
    声频在2040kHz,温度为5070时会有最佳效果。一般最少的清洗时间不超过2min
    超声波发声器应设定为每升浸浴液的声波能量为520W

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