1 概述
在工業清洗中大量應用的清洗方式包括水基清洗和容積清洗。傳統的水基清洗設備需配備純水設備、蒸汽設備、污水處理設備及沉淀池、廢氣處理設備,配備高容量電源等; 傳統的溶劑清洗多為鹵素類溶劑清洗,均存在污染。按照《中國清洗行業 ODS整體淘汰計劃》,鹵素類溶劑將逐漸被淘汰,取而代之的將是無毒的碳氫類清洗溶劑。
碳氫清洗相比水基清洗具有相當大的優勢,碳氫清洗設備無需純水、排污等昂貴的配套設備,無需高容量電源等,對廠房沒有太高的需求。隨著加工制造的精度及質量提高,特別是環保要求的提高,迫使生產廠家采用更高精度要求更環保的清洗設備,環保清洗時代已經到來。
2 碳氫清洗的優缺點
碳氫清洗是利用相似相容原理將零件表面的油脂溶解來達到清洗目的。
主要優點:
1) 清洗性能好。碳氫溶劑與大多數防銹油、機加油同為非極性石油餾分,對這些礦物油的清洗效果遠好于水劑清洗劑。
2) 干燥后沒有殘跡。溶劑干燥時可完全揮發,無任何殘留,水劑清洗若漂洗不干凈則存在殘留物。
3) 節能。碳氫溶劑可通過蒸餾回收重復利用,消耗極低; 設備基本無排污,無需排污處理。
4) 材料相容性好。溶劑中不含水分、氯、硫等腐蝕物,對各種金屬非金屬材料不產生腐蝕,是清洗軸承、液晶屏、精密器件的理想清洗劑。
5) 無毒。經毒理試驗,其吸入毒性、經口毒性及皮膚接觸均為低毒,且不屬于致癌物質,與化學清洗劑及鹵代烴等相比更安全。
6) 環保。碳氫溶劑可自然降解,可回收利用也可焚燒,焚燒物主要為二氧化碳和水,對空氣沒有污染,對臭氧破壞系數為零。
7) 沸點( 150 ~ 190) ℃ ,存儲簡單。
主要缺點:
1) 閃點低[( 50 ~ 75) ℃ ],屬于易燃易爆物品;2) 沸點高,液體加熱非常耗能,且不容易干燥,因此需要采用真空清洗、真空干燥。
3 碳氫清洗主要問題分析
3. 1 真空清洗及真空干燥
浸漬清洗時,清洗劑中殘存的氣體較多,影響了超聲波空化效應,因此一般進行超聲波清洗時盡可能配置真空脫氣裝置。在真空狀態下可以將待清洗產品的狹小縫隙內氣體及含在清洗劑中的氣體抽出,使清洗劑可以充分進行清洗。
碳氫溶劑沸點高,常溫常壓下很難干燥,多是采用比真空清洗更高的真空度,使溶劑沸點迅速降低,附著在零件上的碳氫溶劑在真空條件下迅速形成碳氫蒸汽揮發,被真空泵抽走后在冷卻箱內再形成液體進行循環使用。
3. 2 溶劑回收
碳氫溶劑經過一段時間的使用后,清洗力下降,此時可以對清洗液進行蒸餾回收重復利用,回收能力稱為溶劑回收率。例如清洗槽液體的總量為360 L,工作時間為每天 8 h,若此時蒸餾機的回收率為 95%,則 30 L/h 的蒸餾機每天排出的廢液量為12 L,若每月工作 25 日,則需補充 300 L 的清洗液;而回收率為 98%時為,同樣的工作條件下只需補充120 L,因此提高溶劑回收率可大幅度降低溶劑使用費用。
3. 3 安全性
碳氫溶劑有閃點,設備安全需要考慮如何避免燃燒以及燃燒后如何應對。主要從降低可燃蒸汽蒸汽濃度、隔絕點火源、降低氧氣濃度三各方面進行考慮。降低可燃蒸汽濃度需要在適當位置配置氣體濃度監測裝置,濃度接近爆炸下限時停機報警并啟動強排。隔離點火源需要在選用器件時盡量選用氣動元件,使用電動元件時必須選用防爆器件; 為防止靜電蓄積,設備各部件良好接地。降低氧氣濃度需要在設備中采用真空清洗及真空干燥方式,最大限度降低氧氣濃度。