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水性清洗剂的清洗原理看似简单,但在实际应用上有着复杂的技术细节。对清洗结果的影响因素也是多种多样的,而且并不存在某一种清洗剂和参数,能够满足设备制造阶段或无损检测阶段所有的需求。
您需要考虑在一定的时间要求、清洗质量要求和现有的设备、人员、预算和维护成本的条件下,寻找最适合您的解决方案。
影响清洗过程的六大主要因素及其之间的关系通常可以使用"清洗方程式":
清洗方式x 清洗剂 x 清洗温度 x 清洗时间 + 水冲洗 + 干燥 = 清洗
问题的关键就是如何平衡这些因素而获得所需的结果!
1. 清洗方式
喷淋和超声波清洗比单纯的浸泡清洗速度更快。
我们让设备和清洗剂溶液产生相对运动方式统称为搅动。有许多清洗方法可以实现此搅动,具体取决于设备配置、设备的形状和排布、以及需要清洗的污垢类型。
搅动方式是清洗方程的第一个参数,因为它涉及完成清洗工序所需的配置设备以及资金。选择哪一种搅动方法,同时也对时间、化学品和温度等参数产生影响。
主要搅动方法包括手动擦洗、喷淋、浸泡和超声洗:
手动擦洗使用蘸了清洗剂溶液的抹布或刷子手动擦洗设备,清洗剂可令污垢与设备表面疏离,从而便于手动地将污垢擦除。这种方法是最容易实现的,但需要的人力成本高,且效率低。
喷淋使用喷头将清洗剂溶液高速均匀的喷淋在被清洗物表面,高速冲刷的清洗剂可令污垢与设备表面疏离,从而通过清洗剂溶液将污垢带离设备表面,通常用于形状规则、容积大的设备,这种方法速度最快、且对环境污染小。
浸泡使用清洗基站将清洗剂溶液充满整个被清洗设备,清洗剂可令污垢与设备表面疏离,从而通过清洗剂溶液将污垢溶解,通常用于多设备连接、内部结构复杂的设备,这种方法劳动力输出低、且清洗时间长。
超声波清洗使用超声波在清洗剂中产生微小的气泡,通过设备的表面上微小气泡产生的冲力,从而分解并清除污垢。超声波清洗设备的成本通常比较高,但对于精密零设备上可带来更好的效果。
2. 清洗剂
清洗剂的类型将影响去除污垢的能力。
使用何种成分和配方的清洗剂,在很大程度上取决于设备表面状况、材质、污垢类型、清洗方法以及设备的下一道工序。
从广义上讲,清洗剂的成分主要包括基础溶剂、表面活性剂、助剂和添加剂:
溶剂在化学清洗中主要以水为主。
表面活性剂确保被清洗表面能被完全浸润,并将污垢或油污乳化使其能够从表面清洗下来。
助剂是以多种不同方式协助表面活性剂的化学品,分解油脂和油,保持溶液中的PH值,使硬质水中的矿物质或凝固悬浮污垢得以过滤。
添加剂在化学清洗中起到辅助功能,提供防腐蚀的缓蚀剂、限制泡沫的形成的消泡剂等,甚至是使溶液能具有气味或颜色。
不同类型的化学清洗剂在满足清洗要求的情况下,应优先选用相对温和的化学清洗剂。
在处理固体或结块污垢时,要求清洗剂具有较强的化学去污能力。
酸性清洗剂对矿物类污垢非常有效,但针对不同的设备使用不当时,会对设备进行腐蚀。
碱性清洗剂对重油和碳化污垢更有效,但会腐蚀设备表面的涂层和电镀层,还会腐蚀两性金属。
因此了解化学清洗使用的腐蚀性化学品是否对被清洗设备表面是否存在腐蚀也是十分重要的。
有些清洗剂清洗结束后还会在设备表面上形成一层致密的氧化膜,特别是在高温清洗时。残留的膜虽然会保护设备表面不被腐蚀,但可能会干扰未来的加工工序。
在化学品清洗结束后,需进行二次冲洗,将设备表面残留的化学物质洗去,以防止不必要的损害。
3. 清洗温度
较高的温度可提高清洗效率。
高温清洗的效果比低温要好。这是因为随着温度的升高,清洗剂在溶液中进行化学反应的速度更快、更容易。从化学角度来看,溶液和污垢之间的所有反应都在加速发生。化学反应速率方程表明,清洗速率随温度呈指数级上升,这意味着如果提高温度,清洗时间可以显著降低。
温度也会影响污垢的特性。随着温度的升高,流体污垢的粘度会降低、油也更容易被乳化,使其更容易被清洗剂渗透,并更容易通过扰动作用从设备表面去除。
温度也会影响化学清洗,较高的温度意味着清洗剂中更具腐蚀性,从而加速腐蚀。同时,高温也会增加清洗剂的挥发,增加清洗剂消耗量。
在方案设计时也要注意工艺要求。
4. 清洗时间
化学清洗的时间,其实在清洗过程中可以算是被动项 ,因为在选用清洗方式和清洗剂时,几乎已经可以确认清洗的时长了。
更长的清洗时间通常带来更好的清洗效果:设备被擦洗、喷淋、浸泡的时间越长,则清洗剂的化学品发挥作用的时间也越长,那么更多的污垢可以被清除。
在理想状态下,清洗过程可通过延长时间,来确保设备已经洗干净了。然而实际上,可用于清洗的时间往往是有限的。因为限制时间的因素也是多样的。最明显的限制来自制造过程。
其中一个重要的限制来自清洗过程本身。为了去除顽固或干燥的污垢,清洗过程中会进行加热,此时如果还为了清洗效果延长清洗时间,可能会造成设备的腐蚀。而且在使用强力清洗剂时,必须严格控制清洗时间,以免清洗过度。
5. 水冲洗
充分的二次冲洗,不仅可以去掉污垢,还可以清除清洗剂的化学残留。
当使用水性清洗剂和水溶性清洗剂时,适当的冲洗对设备的最终清洁度至关重要。原因有几个:
首先,冲洗是将污垢从设备表面物理去除的最佳方法。在擦洗、喷淋和浸泡清洗中,冲洗也很重要,对清洗结束后设备内残留的清洗剂很可能对设备局部进行化学腐蚀,二次冲洗不可省略。
6. 干燥
干燥不应忽视,因为残留的水可能会产生二次锈蚀影响设备的洁净度。
干燥设备表面与其他步骤一样,对良好的清洗过程至关重要,特别是设备投运开车前的除锈清洗。
表面残留的水还可能会污染下一步骤的化学品,特别是渗透剂或油磁悬液。此外,长期存在水滴还会对设备造成腐蚀。
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