溶劑清洗之極性、KB值以及SP值

首先，在分子結構中原子排列不對稱，正負電荷的重心沒有重合，這種分子就叫極性分子，由極性分子構成的污染物就叫極性污染物，反之亦然。

常見的極性污染物如：有機酸、無機酸、鹽類、堿類、污水、手汗、電鍍殘液、焊接活化劑等。

常見的非極性污染物如：潤滑油、防銹油、機油、淬火油、蠟、脂等。

常見的極性溶劑如：水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、環己酮、乙二胺、乙二醇等。

常見的非極性溶劑如：CFC-113、四氯化碳、己烷、庚烷、辛烷、苯、汽油、煤油等。

極性溶劑比較容易溶解極性污染物，反之亦然。

KB值:貝松脂丁醇值，也叫考里丁醇值   用來度量有機溶劑溶解非極性污染物的相對能力，值越大，溶解能力越強。

SP值：溶解度參數   表示溶劑與溶質（污染物）之間相互作用的一個參數，兩者的SP值越接近表示越容易溶解。

 

SMT 清洗工藝---實驗選用SMT清洗溶劑

一.  前置作業
1.將錫膏送入烤箱，以240℃的溫度烘烤，使錫鉛粉與助焊膏分離。
2.自然泠卻四天(模擬PCB經Reflow后沒有立刻清洗，松香已部分硬化)，共取得50g助焊膏待用。
二.   后段操作步驟及觀察
取250ml的燒杯，將0.5ml的助焊膏各放入兩個燒杯內，將200ml清洗溶劑加入燒杯。
靜置5分鐘，看溶劑是否有混濁，助焊膏是否有溶解。
接著攪拌1分鐘后來觀察燒杯內的變化.攪拌完后再靜置10分鐘, 并觀察燒杯內的變化
溶劑與助焊膏有部分不相溶會出現上面的情況。右側的溶劑效果很好。
溶劑溶解這種助焊膏的溶解能力差，會出現上面的情況，可以看一左側的杯子有少許殘留部分沒有被溶解，右側的溶劑效果很好

 

水基清洗劑替代碳氫清洗劑、三氯乙烯工藝(圖)

***五金制品加工后序原表面處理工藝是采用了碳氫清洗劑除油清洗工藝，我司于2010年4月21日針對該工藝改良為水基除油工藝的可行性進行現場試驗。  

原工藝設備：老式三氯乙烯清洗機

原工藝清洗劑：溶劑型碳氫清洗劑（經現場檢驗非真正碳氫清洗劑，碳氫清洗劑密度為0.73-0.85,而實測1.2以上）  

原工藝流程：將工件浸泡在溶劑中，稍加熱，超聲波振動清洗，僅為一槽。  

水基清洗工藝：工件  → 5－7%清洗液，加溫70℃，超聲振動清洗 → 5－7%清洗液，加溫70℃，超聲振動清洗 →水，冷浸泡漂洗 → 純凈水冷浸泡漂洗 → 烘干  

采用水基清洗劑的優勢

水基清洗劑以其絕對環保，對人體無傷害，清洗力強，可洗去手印，成本遠遠低等優勢走在清洗行業的前沿。水基清洗代替溶劑清洗已經是一種行業發展的必然。

試驗情況：

一、試驗工藝流程

第一次試驗：工件→5－7%清洗液，加溫70℃，超聲振動清洗 → 市水冷漂洗 → 市水冷漂洗 → 烘干

第二次試驗：工件→5－7%清洗液，加溫70℃，超聲振動清洗 → 市水冷漂洗 → 純水冷漂洗 → 烘干  

二、試驗結果

第一次試驗結果：工件的清洗潔凈度達標，但漂洗全用市水漂洗烘干后工件表面有少許水印跡。

第二次試驗結果：工件的清洗潔凈度達標，最后一道漂洗采用純凈水漂洗，解決了水印跡的問題。  

可行性分析：

一、改良工藝要求

1、采用水基工藝是可以達到生產要求的。清洗液的參數為：濃度5－7%，清洗溫度70℃，清洗方式超聲波振動清洗

2、從貴司原工藝上了解到，部分工件臟污相對較多。故建議清洗除油部份應用采用二次除油，即兩個清洗槽。第一槽進行粗洗除油，第二槽進行精洗除油。

3、自來水雜質較多，容易在工件表面殘留下水跡，所以在第二道漂洗工序中要采用純凈水漂洗。

二、成本優化評估（以下成本對比只是一個理論估數！與實際使用肯定是有所誤差！）

1、原工藝：原清洗劑以3000元/200L桶算，每月估計用量在9-10桶左右，那么溶劑30000元左右

2、水基工藝：水基清洗劑以30元/公斤算，每用最大用量估計在200公斤左右，那么成本為6000元左右

三、生產效率評估

 1、原工藝大約每四至五分鐘可以完全一個清洗流程出成品。工藝方法比較簡單，所以生產效率很高。

2、水基清洗工藝大約每四至五分鐘出成品。但工藝比較多，需經四個工序，所以費工。而且在開機時需加溫要費點工時，第一籃工件的成品的完成要經過一個流程大約是二十分鐘左右，之后才是進入正常流程四至五分鐘出成品。  

綜上所述貴司在進行水基清洗工藝改良是可行的，但存在以下需要克服問題。 1、漂洗工序方面，漂洗槽可以采用現有的塑料框，但在最后一道漂洗工序需要純凈水，目前沒有這個設備。

2、水基清洗工藝最后一道工序是烘干，沒有現成烘干設備

3、水基清洗工藝與現用的溶劑清洗工藝相對比較繁瑣。操作員需在認識上能接受。  

 

超聲清洗工藝及清洗液的選擇

在購買清洗系統之前，應對被清洗件做如下應用分析： 明確被洗件的材料構成、結構和數量，分析并明確要清除的污物，這些都是決定所要使用什么樣的清洗方法，判斷應用水性清洗液還是用溶劑的先決條件。最終的清洗工藝還需做清洗實驗來驗證。只有這樣，才能提供合適的清洗系統、設計合理的清洗工序以及清洗液。考慮到清洗液的物理特性對超聲清洗的影響，其中蒸汽壓、表面張力、黏度以及密度應為最顯著的影響因素。溫度能影響這些因素，所以它也會影響空化作用的效率。任何清洗系統必須使用清洗液。選擇清洗液時，應考慮以下三個因素：
1 ．清洗效率：選擇最有效的清洗溶劑時，一定要做實驗。如在現有的清洗工藝中引入超聲，所使用的溶劑一般不必變更；
2 ．操作簡單：所使用的液體應安全無毒、操作簡單且使用壽命長；
3 ．成本：最廉價的清洗溶劑的使用成本并不一定最低。使用中必須考慮到溶劑的清洗效率、安全性、一定量的溶劑可清洗多少工件利用率最高等因素。當然，所選擇的清洗溶劑必須達到清洗效果，并應與所清洗的工件材料相容。水為最普通的清洗液，故使用水基溶液的系統操作簡便、使用成本低、應用廣泛。然而對某些材料以及污垢等并不適用于水性溶液，那么還有許多溶劑可供選用。不同的清洗液，要區分的清洗系統 水性系統：通常由敞口槽組成，工件浸沒其中。而復雜的系統 由多個槽組成，并配備循環過濾系統、沖淋槽、干燥槽以及其它附件。
溶劑系統：多為超聲波汽相除油脂清洗機，常配備廢液連續回收裝置。超聲波汽相清除油脂過程是由溶劑蒸發槽和超聲浸洗槽成的集成式多槽系統完成的。在熱的溶劑蒸汽和超聲激蕩共同用下，油、脂、蠟以及其他溶于溶劑的污垢就被除去。經過一列清洗工序后下料的工件發熱、潔凈、干燥。

清洗件處理
超聲清洗的另一個考慮因素是清洗件的上、下料或者說是放置清洗件的工裝的設計。清洗件在超聲清洗槽內時，無論清洗件還是清洗件籃都不得觸及槽底。清洗件總的橫截面積不應超過超聲槽橫截面積的 70% 。橡膠以及非剛化塑料會吸收超聲波能量，故將此類材料用于工裝時應謹慎。絕緣的清洗件也應引起特別注意。工裝籃設計不當，或所盛工件太重，縱使最好的超聲清洗系統的效率也會被大大降低。鉤子、架子以及燒杯都可用來支持清洗件。

清洗時間： 3-10分鐘，最好采用定時方式清洗。

 

超聲波清洗應用原理

超聲波清洗的應用原理是由超聲波發生器發出的高頻振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質，清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡（空化核）在聲場的作用下振動，當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然閉合，在氣泡閉合時產生沖擊波，在其周圍產生上千個大氣壓力，數百度的高溫，利用閉合時的爆炸沖擊波破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中，當團體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達到清洗件表面凈化的目的。由于超聲波固有的穿透力，所以可以清洗各種表面復雜，形狀特異的物件，對小孔和縫隙都有很好的清洗效果，對不吸音或吸音系數小的物體清洗效果最佳。

正確使用超聲波設備
1、 了解超聲波
用超 聲波可以分為三種，即次聲波、聲波、超聲波。次聲波的頻率為20Hz以下；聲波的頻率為20Hz~20kHz；超聲波的頻率則為20kHz以上。其中的次聲波和超聲波一般人耳是聽不到的。超聲波由于頻率高、波長短，因而傳播的方向性好、穿透能力強，這也就是為什么設計制作超聲波清洗機的原因

超聲波清洗是利用超聲波在液體中的社會化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。目前所用的超聲波清洗機中，空化作用和直進流作用應用得更多。
（1）空化作用：空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進行透射。在減壓力作用時，液體中產生真空核群泡的現象，在壓縮力作用時，真空核群泡受壓力壓碎時產生強大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達到精密洗凈目的。
（2）直進流作用：超聲波在液體中沿聲的傳播方向產生流動的現象稱為直進流。聲波強度在0.5W/cm2時，肉眼能看到直進流，垂直于振動面產生流動，流速約為10cm/s。通過此直進流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產生對流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對污物的搬運起著很大的作用。
（3）加速度：液體粒子推動產生的加速度。對于頻率較高的超聲波清洗機，空化作用就很不顯著了，這時的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對污物進行超精密清洗。

 

化學清洗、物理清洗、微生物清洗

清洗劑現狀
清洗劑的研究一直是清洗行業最薄弱的環節。過去經常使用的清洗劑主要是ODS清洗劑，ODS在清洗行業中是指CFC一113，TCA，CTC(四氯化碳)三種清洗劑。眾所周知，臭氧層的破壞，是當今人類社會面臨的最為嚴重的環境問題之一。為了保護臭氧層，中國已于2003年12月終止CTC作為清洗劑使用；于2005年12月停止CFC一113清洗劑的生產和使用；將于2009年12月終止TCA（三氯乙烯）清洗劑的使用。在過去10年里，清潔技術和清洗劑配方也得到了不斷的提高。目前的清洗劑可以分為三類：水基清洗劑、半水基清洗劑、溶劑清洗劑 。其中水基清洗劑主要成分是以水為基體，再配以表面活性劑、洗滌助劑、緩蝕劑等，是清洗中應用較廣泛的一種清洗劑。
從長遠來看，工業清洗劑的在未來將會有很大的發展潛力。清洗領域已從石油、化工、能源、電子擴展到冶金、建筑、機械電子、郵電通訊、交通運輸、紡織印刷、核工業、輕工業等各行各業之中，從企業到家庭、從成套設備到電子零部件都需要清洗服務，只是不同的行業對清洗的重視程度不同，清洗的目的不同，對清洗業的依賴程度不同。清洗已從重點工業城市向中小型城市擴散滲透，已形成廣闊的市場氛圍。既有簡單的單元設備除塵除垢除銹，也有大型成套設備的系統清洗和表面防腐保護，甚至核工業的除垢去污，精密電子儀器和電子線路的不停電除塵、去污、長輸管道的清洗、干燥等，清洗行業已無處不在。目前，中國市場上用量最大的清洗劑還是以溴丙烷HEP-2(NPB)、三氯乙烯、二氯甲烷、一氟二氯乙烷HCFC-141b、水基清洗劑為主。清洗劑生產企業仍存在著配方簡單、無科學的檢測儀器、檢測項目不全與實際清洗工藝不一致、不能提供詳細的清洗劑安全說明書等問題l4 ；清洗劑市場存在著沒有統一的管理規范和技術標準、操作技術水平落后以及從業人員素質較低等問題，總體的清洗水平遠遠落后于發達國家，遠不能滿足國內市場的需求 。
清洗劑發展趨勢
國內的清洗劑的發展主要經過了簡單型、組合型、傻瓜型三個發展階段。第一階段主要使用一些腐蝕性很強的強酸強堿，這些清洗劑組成簡單，緩蝕性能差。第二階段出現了各種功能型的清洗劑如滲透劑、剝離劑、促進劑、催化劑、三價鐵離子還原劑和銅離子抑制劑等，使清洗劑的功能性更強、協同性能更好、除垢性能和緩釋效果更佳。第三階段隨著清洗主劑、緩蝕劑和清洗助劑的日益完善，各種更安全、使用方法更簡單的專用型清洗劑大量涌現，使清洗劑更加的專業化、精細化、高效化、安全化、系列化。
目前清洗市場主要使用化學清洗的方法，物理清洗還比較落后。國內化學清洗技術逐步向精細化、功能化、集成化方向發展，形成了很多功能性很強的傻瓜型專用清洗劑產品，清洗水平部分達到或超過國際先進水平。但加入WTO后，為加強競爭實力，我國也必將加大清洗劑的研究和開發力度，加大科技投入，充分利用網絡信息資源，研究和開發系列化、功能化、個性化、集成化的綠色環保型清洗劑產品。未來工業清洗劑將向著環保、安全，GWP、ODP值最好為零；無毒，工人長期接觸，不影響健康；化學穩定性、熱穩定性好，與清洗設備、清洗對象各組成材料相容性好；低表面張力，低粘度，有優良的清洗力，后續處理簡單、費用低的方向發展。
清洗方法
1，化學清洗
化學清洗是利用化學藥劑對垢物的溶解作用而將污垢去除，其本質是化學清洗劑從與之相接觸的污垢表面開始進行溶解，同時清洗劑向污垢內部滲透，減小污垢自身各顆粒問的結合力和減小污垢與基體設備間的結合力，使污垢溶解或使污垢松散脫落而除去的過程。化學清洗的操作，其目的是去除污染、提高質量以及獲得良好的加工性能。化學清洗技術的發展是與清洗劑的進步密切相關的。最近提出綠色化學清洗即綠色化學和化學清洗概念的結合，即在減少或消除有害物的使用且避免有害物質產生的條件下，盡可能使用最少的化學藥劑，去除物體表面積垢，而使其恢復原表面狀態的過程。
隨著精細有機合成技術、生物技術和檢測技術等相關技術的進步，化學清洗劑將向分子設計方向發展，將合成具有生物降解能力和酶催化作用的綠色環保型化學清洗劑；弱酸性或中型的有機化合物將取代強酸強堿；直鏈型有機化合物和植物提取物將取代芳香基化合物；無磷、無氟清洗劑將取代含磷含氟清洗劑；水基清洗劑將取代溶劑型和乳液型清洗劑；可生物降解的環保型清洗劑將取代難分解的污染型清洗劑；各類系列傻瓜型清洗劑功能性強，操作簡便。在清洗助劑方面更注重催化劑、促進劑、剝離劑的作用，并使其無毒化、低劑量化，緩蝕劑則需要開發特種條件下專用的高效緩蝕劑。化學清洗技術發展到今天，雖然已經取得了很大的進步，但仍有一些問題需要解決。需要開發出性能更好的清洗劑，其中包括腐蝕性小、操作簡便安全、成本低以及更高效的緩蝕劑；需要開發符合環保要求的綠色清洗劑。即便是今天，在線化學清洗技術也沒有得到大范圍的應用。
2，物理清洗
物理清洗(或機械清洗)是在污垢處施加物理作用(如熱、攪拌摩擦、研磨、壓力、超聲波等)而使其脫落，從而達到清洗的效果。常用的方法有：高壓水射流清洗技術、噴丸清洗技術、PIG清管清洗技術、干冰清洗技術、超聲波清洗技術、激光清洗技術、膠球清洗技術等。
物理清洗技術以污染小、操作靈活、無腐蝕等優點將逐漸取代化學清洗并成為工業清洗的主流，物理清洗技術的研究和應用將更受關注。物理清洗的設備、專職將向小型化、多樣化、集成化發展，應用領域越來越寬。在物理清洗中，我國高壓水射流清洗占主導地位，并呈加快發展態勢；PIG清洗也將加快速度發展；脈沖清洗將得到快速推廣應用。隨著技術的進步，干冰清洗、超聲波清洗等污染的物理清洗技術將廣泛應用于工業設備的清洗當中。干冰清洗是將COz氣體制成柱狀的干冰顆粒，然后將其鏟入清洗設備中，通過空壓機加壓，直接對清洗物進行高壓噴射清洗。由于對環境無任何污染，絕緣性能好，所以干冰清洗被稱作綠色技術。該技術非常適合重油污，厚灰塵等的清洗。所以推動工業清洗劑的發展中，技術優勢將占據主要的地位。
3,微生物清洗
微生物清洗是利用微生物將設備表面附著的油污分解，使之轉化為無毒無害的水溶性物質的方法。這種清洗把污染物(如油類)和有機物徹底分解，是一種真正意義上的環保型清洗技術。微生物清洗主要是利用微生物體內的八大微生物催化劑，但其中主要有四類如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纖維酶。酶是微生物清洗催化劑，酶的催化反應比非酶催化劑的反應速度一般要高106～1012倍。它用量少、條件一般，操作容易，省人、省力、費用不高，效果特好，完全可以保證自然環境美滿，人類身體健康。一般水垢、銹垢、油垢、泥渣和其它殘渣，都可加入微生物清洗劑一多種酶用于清除各種污垢。該項技術在美國、德國、意大利、日本的應用實例很多，我國則剛剛起步。
展望
研究開發無污染的清洗技術，包括開發新型化學清洗技術，實現清洗過程的高效、低成本與低污染；實現過程的免洗、免拆或在線清洗等都是未來清洗業的發展方向。為了進一步有效的開展清洗，必須開發清洗軟件，在專家系統決策清洗方案的基礎上，逐步建立數學模型，各程序系統軟件，在計算機處理中就會很容易地決定最佳清洗方案、清洗劑配方和廢液排放處理方法。
溫和、生物降解性，可再生資源及多功能這些說法早已滲入家用，個人保護及工業與公共設施洗滌用品市場用的表面活性劑，最近又提出濃縮及高活性的觀點。清洗和清潔行業的技術革新正在邁向綠色和環保時代。一般的工業清洗將走向品牌化、專業化、規范化。

物理清洗與化學清洗的范圍

通常把利用機械或水力的作用清除物體表面污垢的方法叫物理清洗，實際上目前物理清洗還包括利用熱能的作用，電流的作用，超聲波以及紫外線的作用進行去污的方法，因此凡是利用熱學、力學、聲學、光學、電學的原理去除表面污垢的方法都應歸為物理清洗范圍。

把利用化學藥品或其他水溶液清洗物體表面污垢的方法叫做化學清洗。去污依靠的是化學反應的作用。常見的化學清洗如用各種無機或有機酸去除金屬表面的污垢、水垢，用漂白氧化劑去除物體表面的色斑，用殺菌劑、消毒劑殺滅微生物并去除物體表面附著的泥垢或霉斑等。

 

清洗處理方法及清洗劑

清洗處理方法及清洗劑
    用一種清洗方法很少能從金屬表面清除掉所有污染物。經常要聯用物理法、化學法和物化法來清洗。除了純機械清洗外（打磨、研磨），經常也用由化學溶劑配制成的清洗劑，其物理或化學的效果可以用物理過程的方法加以強化，例如超聲波。
    中世紀人們已知道水有清洗功能，水的液體形式使它可以達到表面的任何部位。時至今日，最常用的清潔方法還是用水溶液，其中又以堿溶液清洗最常用。
    在這方面，皂化通常不重要。但物理和膠體化學作用是很重要的，例如吸附、脫附，粒子吸引和排斥，乳液形成和破碎。其中表面活性劑起了控制作用。
    這些物質中主要是能形成離子的化合物（酸、堿、鹽、皂），它們在水溶液中有活性。在這些溶液中，負離子顆粒聚集在受污染的表面區域上使臟的灰塵顆粒帶負電荷。由于金屬表面也帶負電荷，它們就相互排斥。
    陰離子對污染物的親和性不是惟一的活性因素。硅酸鹽和磷酸鹽能形成相對大的聚合離子（在水溶液中）。它們與銷的離子相比，可以將分散的以及水不溶性的臟顆粒漂浮在清潔液中，而且是以膠體形式漂浮，使分散很細的臟東西不會聚結。
    除了無機物質外，現代的工業清洗劑有些為有機化合物。其中有些使20世紀20年代發現的非離子型表面活性劑。它們有類似肥皂的功能卻不會在硬水中沉淀。在所有的工業清洗劑和洗滌劑中都能找到它們。
    表面活性劑分子由不同物質組成，遵循“相似相溶”原理。系數物質僅溶于水或油。表面活性劑由一個親水基和一個疏水基組成，因此，既溶于水，又溶于油。溶于水溶液時，即使是極少量的表面活性劑也會降低表面張力，它們會集中在界面處形成很高的局部濃度。因此，清洗劑溶液會浸濕，包圍并滲透到污染物中，可以改進清洗效果，更方便地清除臟東西。局部濃度會較高。在溶液中達到一定濃度時，表面活性劑會形成分子基團（稱為“膠束”），可分散或乳化（分散、使其溶解）水不溶性物質，如油和潤滑脂。
    在現代工業用清洗劑中，經常聯合試用離子型和非離子型的化學物質。清洗劑地作用就是靠各種相互協調地物理和化學作用來實現的。

清洗劑的系列化
    用戶可以根據需要選擇水溶液型、溶劑型以及乳液型清洗劑。根據用戶需要選擇清洗劑類型和不同的清洗劑。
（1） 水溶液清洗劑
    有噴霧型和液體型兩種形式。由于安全性和易使用性，更為常用的是液體型。多數清洗劑屬于帶有堿性的中性清洗劑，酸性地較少。由于濃度、溫度和應用場合不同，它們可在許多不同條件下應用。
    清潔地成功與否取決于污染物情況。例如要清除已經儲放了較長時間地潤滑油時，由于起皮和硬化，其清除難度會大一些。總的來講，污染物清除難度會大一些。
    含固體物以及著色深地成型潤滑劑地清除會困難一些。由于具體情況如固體顆粒、尺寸、工件和固體間相互作用、成型工藝負荷不同，目前還沒有一種標準地清洗劑。
    由于清洗地殘余物即使在深度沖洗后還會在化學表面處理和熱化學工藝中對鍍層形成有影響，為避免這種影響，要使用特殊用途的清洗劑才行。此外，要進行處理的堿性金屬的天然性質（如鐵、鋁、銅、鋅等）也要給予考慮。
    根據堿性清洗液的PH值，可進行如下分類：
        ◆低PH值堿性清洗劑（PH值為7.0～10.5）；
        ◆中PH值堿性清洗劑（PH值為10.5～11.5）；
        ◆高PH值堿性清洗劑（PH值大于11.5）。
    低PH值堿性清洗劑經常被稱為“中性清洗劑”，這是因為它們略有一些皂化天然和合成脂類物質的作用，但實際上“中性清洗劑”的標準定義并不存在。
    酸性清洗劑（PH值小于7.0）有特殊用途。它們還能去掉鐵銹、鐵斑或其他用堿洗不能去除的物質。這種苛性脫脂劑其組成中主要有鹽酸、硫酸或磷酸，并添加有緩蝕劑。
    除了脫除潤滑油膜外，磷酸基的酸性清洗劑還用來形成一薄層磷酸鹽（大約0.1～0.3μm），這就有利于噴涂層的形成，例如，電泳鍍層及/或粉末鍍層。

★水溶液清洗劑的作用
    選擇清洗劑要根據所用的清洗方法來進行。
        ◆浸浴式清洗劑；
        ◆噴涂式清洗劑。
    特殊用途的清洗劑有：
        ◆高壓清洗劑；
        ◆蒸汽噴射清洗劑；
        ◆機器清洗劑。
    浸浴式清洗是一個老的清洗方法。可以容易地溶解油和潤滑脂，分散污物顆粒在清洗小部件或大表面積地平面部件時用這種方法。在浸浴時如還有更多的工序時也可以用浸浴方法，例如電鍍處理。經常要根據要求采用多級清洗方法。
    在浸浴式清洗后，部件要在高溫下處理相對長的一段時間。一般要進行多級處理。
（2） 浸浴式清洗設備
    標準的設備很容易制造。最簡單的辦法式用薄鐵皮做的可加熱容器，例如高溫下進行浸浴，這種方法如今很少用。這里沸騰液體僅作為一個機械清洗的支持手段。現代化的設備已能避免老式設備的缺陷，例如熱損大、易飛濺、過渡沸騰、蒸汽過多等。
    清洗效果可以通過循環清洗劑溶液或溢流來達到，溶液要用泵循環送到浴液中，中間由很多位置不通的閥來控制。額外安裝一個噴灌系統，奶油狀潤滑油就會從浸浴表面沖走，防止已清洗好的部件再被脫乳化的油污染。和“煎”浴相比，這樣的好處式清洗效果好，溫度也低（60℃～90℃）。有時浸浴液不用泵打而用壓縮空氣。這時，需要清洗劑不容易起泡。
（3） 超聲波清洗
    另一種浸浴式清洗辦法是超聲波清洗。在有些工業，例如飾品和銀制品工業，光學玻璃及設備工業以及高精度合金鋼、接頭及其他結構組件的制造業中，對多數拋過光的表面區域的清潔度要求極高。所用材料殘渣和金屬碎屑必須要費大力氣才能清除掉，因為顏料和金屬、玻璃表面接合很牢。
    因此，僅用水溶液清洗而不用其他機械方法是不夠的，這時用超聲波會有更好效果；超聲波清洗是用通過特殊振動系統產生的高頻聲波來進行清洗的。
    超聲波的作用是在清洗劑溶液中，以縱波的形式沿縱向傳播的，由于壓力變化大，會在溶液中形成許多小的低壓泡，它們很快崩潰并放出能量。表面的微小粗糙度和所積累的粒子形成空腔。這對角落、鉆孔、裝飾性浮雕及其他普通方法難以奏效的地方來說特別有用。在干凈溶液中，我們能觀察到臟顆粒是如何從表面被去除掉的。該方法主要是基于氣泡破裂時產生的壓力，局部壓力超過了100MPa。
    聲頻在20～40kHz，溫度為50℃～70℃時會有最佳效果。一般最少的清洗時間不超過2min。
    超聲波發聲器應設定為每升浸浴液的聲波能量為5～20W。

 

廢舊塑料清洗劑的選擇與使用

現在的回收廢塑料中，有很多污垢．油垢，油墨等。大多是需要清洗的，在經過廣范的調查研究，發現了－些與塑料清洗有關的問題，現在拿出來，與大家－起分享討論。

    廢舊塑料的品種：塑料編織袋，塑料薄膜，PP.PE.PET膜等，塑料瓶、桶、片材，粉碎料等，品種很多，不清洗直接粉碎造粒，做出的產品無論顏色質量光潔都會很差的，附加值不高。

    污跡的種類，主要以印刷油墨為主，當然也有很多的象動植物油、礦物油污、化工殘留等，不干膠類，其他附著物如銹跡、包裝物品殘存等，有些東西不清洗掉甚至都無法使用，＾真的就成了廢品。

    以印刷油墨為例，清洗劑的選擇，大致需要關注以下幾個方面

    －，首先是環保要求

    1.清洗殘液及沖洗用水必須不能造成水污染，這不僅是國家的環保要求，也是每個從業者的個人職責所在，為了一己私利破壞生存環境，得不償失，是我們每個塑料從業者的良心所在，社會職責。

    2.不能對操作人員造成傷害，清洗劑中不能含有易揮發的有機溶劑，象苯、酮類，刺激人的皮膚，呼吸道等，要珍惜自已和工作人員的生命健康！

    3.清洗劑中也不能含有磷等國家明令禁止的富氧成分，以免排放后污染當地的水系，這也是每個塑料回收業者的社會責任！

    無論你用再環保的產品，建議不要直接排放，為了一方凈水，請過濾沉淀后排放，因為洗下的油墨等是有毒的，要集中處理。

    二，再有就是成本因素

    溶劑型清洗劑往往脫墨很快，效果可謂立桿見影，但易揮發，循環使用效果差，洗一次兩次，再洗就不行了，要使用能多次循環使用的，以降低清洗成本。

    合理的的安排清洗裝置及配制清洗液，也能最高限度的節約成本，浸泡池是建在地面上還是在地面下好呢？多大的池子最合適呢？多深最合適？濃度與時間成反比的，溫度與時間也成反比，這里面很有學問的。加熱設施的選擇，以鍋爐為例，大了成本高，但清洗快且效果好，小的價錢少，但溫度低效果差時間長，也不節約，一句話，不長不短剛剛好，是最佳狀態。當然也跟業者的生產能力有關，不能老牛拉大車，也不能高射炮打蒼蠅，呵呵，開個玩笑。

    還有你清洗用水的水質問題，水質差會浪費清洗劑，盡量使用軟點的水，我的清洗劑都帶有硬水改質劑的。

    三，其實，最重要的還是清洗效果

    效果不好，說什么都白搭，一切都是過程，效果好才是目的地。再環保再節約，洗的效果不好全是瞎話！因為我們目的就是洗干凈，管用才是硬道理！

    當然塑料材質不同，油墨污垢種類不同，需要的清洗劑與工藝也會不盡相同，不能一個方子治百病，不同的東西，要用不同的解決方案，選擇最佳組合，是清洗的關鍵。

    歡迎廣大回收塑料業者交流指導，多交流才能共同提高，發現不足才是提高的前提。

衛生清洗劑未來主打綠色牌

從今日起，我國首部衛生潔具清洗劑國家標準開始實施。這部由國家質檢總局和國家標準委聯合發布的標準明確規定，衛生潔具清洗劑中表面活性劑的可降解度要達到90％以上，酸度不能超過12％，這對規范國內清洗劑市場、推廣環保型產品、保障消費者利益等方面都將產生重要的促進作用。

 

激光清洗技術在石材行業清洗中的應用

激光清洗技術是近10年來飛速發展的新型清洗技術，它以自身的許多優點在眾多領域中逐步取代傳統清洗工藝。本文介紹了激光清洗的原理和激光清洗的一些典型應用，展示了激光清洗這一"綠色"清洗技術廣闊的發展前景。

　　一、激光清洗原理

　　激光具有高亮度，高方向性、高單色性和高相干性的特點，這是普通光源所無法比擬的。利用激光的高亮度，經過透鏡聚焦后，能在焦點附近產生上千萬度甚至上萬度的溫度。激光的高方向性使得激光能有效進行長距離傳輸。激光的單色性極高，波長單一，有利于聚焦和波長選擇。

激光清洗就其清洗機理而言，可分為兩大類：一類是利用清潔基片（也稱為母體）與表面附著物（污物）對某一波長激光能量，具有差別很大的吸收系數。輻射到表面的激光能量，大部分被表面附著物所吸收，使之受熱或氣化蒸發、或瞬間膨脹，并被表面形成的蒸氣流帶動脫離物體表面，達到清洗目的。而基片由于對該波長的激光吸收能量極小，不會被損傷。對此類激光清洗，選擇合適的波長和控制好激光能量，是實現安全高效清洗的關鍵。另一類是適用于清潔基片與表面附著物的激光能量吸收系數差別不大，或基片對涂層受熱形成的酸性蒸氣較敏感，或涂層受熱后會產生有毒物質等情況的清洗方法。該類方法通常是利用高功率高重復率的脈沖激光沖擊被清洗的表面，使部分光束轉換成聲波。聲波擊中下層硬表面后，近回的部分與激光產生的入射聲波微小爆炸，涂層被粉碎、壓成粉末，再被真空泵清除，而底下的基片不會損傷。

　　激光清洗與機械磨擦清洗、化學腐蝕清洗、液體固體強力沖擊清洗，高頻超聲清洗等傳統清洗方法相比，有明顯的優點。它高效、快捷、成本低，對基片產生的熱負荷和機械負荷小，清洗為非損傷；廢物可回收，無環境污染；安全可靠，不損害操作人員健康；多功能，可以清除各種不同厚度、不同成份的涂層；清潔過程易于實現自動化控制，實現遠距離遙控清洗等。

　　二、激光清洗的方法

　　從方法上分析，激光清洗方法有4種：1.激光干洗法，即采用脈沖激光直接輻射去污；2.激光+液膜方法，即首先沉積一層液膜于基體表面，然后用激光輻射去污；3.激光+惰性氣體的方法，即在激光輻射的同時，用惰性氣體吹向基體表面，當污物從表面剝離后會立即被氣體吹離表面，以避免表面被再次污染和氧化；4.運用激光使污垢松散后，再用非腐蝕性化學方法清洗。目前，常用的是前3種方法。第4種方法僅見于石質文物的清洗中。

三、激光清洗的應用

　　石雕和石刻等年代久遠的高檔石質藝術品，由于其極精細和易損的表面結構，成為激光清洗技術應用最早的領域。人們發現，用激光清除石質文物表面的污垢有其獨特的優勢，它能夠十分清確地控制光束在復雜的表面上移動，清除污垢而不損傷文物石材。例如，1992年9月，聯合國教材文組織的世界文化遺產保護組織為紀念該組織創建20周年，對十分著名的英國亞眠大教堂進行了維修，亞眠大教堂西側圣母門十分精美的大理石雕刻是工程的關鍵。在為期一年的圣母門維修工程中，維修人員借助于激光，用激光光束除去了覆蓋在大理石雕刻花紋上幾毫米厚的黑色垢層，大理石表面原來的色澤體現出來，使精美的雕刻重現光彩。又如，英國最重要的石雕收藏處之一的英斯布倫蒂爾的石雕收藏品經激光清洗后，也得到同樣的效果。圖1為奧地利的文物保護工作者用帶有關節臂的YAG激光對14世紀中葉的St.Stephen大教堂上的石雕進行清洗。

人們用電子顯微鏡觀察激光清洗后的石雕表面，發現激光清洗后石頭的結構沒有變化，被清洗的表面既光滑又平坦，沒有損傷。這跟用微粒子噴射法（噴砂法）清洗后的表面完全不同。微粒子噴射法清洗后大理石表面結構的損傷是難以避免的，特別是對已有硫酸鹽垢層的大理石表面。電子顯微鏡的觀察還發現，激光照射后，表面下巖石材料的各項性質既無退化，也無改變。目前，用激光清洗石灰后，大理石等高檔石質材料表面污垢的工作已成為一項新的很有前途的業務項目。除了對石質材料的清洗外，激光清洗在玻璃、石英、金屬、模具、牙齒、芯片、電極、磁頭、磁盤以及各種微電子產品的清洗中都有很好的效果，已經有了一定的應用。

　　四、激光清洗效益分析

除此以外，工業上還用激光對模具進行定期清洗，以保證產品的質量，下面以激光清洗輪胎模具為例，說明激光清洗與脫機噴砂清洗和干冰清洗設備相比的經濟效益。激光清洗技術具有明顯優勢：清洗快速，勞動強度低，無磨損，對操作員無危險。然而，設備的首期投資較高，達30～60萬美元。因此工廠需要確立一個合現的投資回收計劃。典型的JET激光系統工廠可以在18個月內取得投資回收。硫化停工時間短，勞動力成本低，模具磨損少以及較低的生產成本是潛在的效益。譬如，一臺日產20000條輪胎的設備，按8臺硫化機（16模）每天平均清洗一次的要求，假設每班清洗3臺硫化機或每天清洗9臺硫化機（有的工廠清洗兩次），從友誼比賽化機上拆下兩半模具進行脫機清洗，大約需要15h的作業和10h的停機時間，如采用激光對兩半模具進行清洗，則需要0.3h的作業和3h的停機時間，這樣，清洗完一臺硫化機就可以節約14h的作業和7h的停機時間。又假設，只做10次清洗（5臺友誼硫機），5次在模具車間進行脫機清洗，采用激光清洗將產生巨大的回報：每天可節約70小時的作業和35小時的停機時間，那么按一年320天的工作日算，每年可增加22400小時作業和11200小時的上機時間。

　　激光清洗設備的維修和維護費用也應該計算在內，為擦干凈激光鏡和清除沉積在過濾器上的殘余物，每周需對裝置進行30min的維護，每4周對主要部件進行60min的檢修。每6個月按照制造商的要求對裝置進行常規維護并運行一次激光系統。大部分機械部件可以和激光器機架一樣都有10年以上的使用壽命，一些激光部件在使用大約3000h后要求替換。這些零部件可在常規預防維修期間進行現場更換。激光裝置加上其一年的保修服務，包括易損件的更換并提供典型備件，總算起來操作成本約為每小時4～8美元。所有設備都安裝有Modem（調制調解器），這樣制造商就可以提供遠程服務。

　　綜合以上因素，總體來看，激光清洗技術的經濟效益是十分顯著的。

　　五、結束語

用激光進行焊接和切割等加工工藝已經有多年的歷史，然而用激光清洗表面卻是一項相對年輕的技術。盡管這項工藝能清除所有有機材料（如口香糖的清除），但在工業清洗中的應用直到最近才開始。相信隨著激光器的發展和激光清洗技術的不斷完善，將會在各種清洗領域里得到越來越多的應用。

 

工業清洗應用

12.1工業清洗方法
　　在工業生產領域，盡管同各種工業設備接觸的介質有所不同，但在不同溫度、壓力、介質之間的物理化學作用下，常常會在設備中產生高溫聚合物、結焦、水垢、油垢、沉積物、腐蝕物等。這些污垢的產生顯著影響到設備運行的效益和安全，使裝置效率下降、能耗物耗增加、工藝流程中斷、設備裝置失效、惡性事故發生。盡管通過水質處理、添加化學劑、采用合理的工藝參數等措施可在一定程度上改善這些狀況，但要完全避免污垢的產生是不可能的。因此，采用正確的方法進行清洗就成為工業生產中的一個不可缺少的環節。
　　工業清洗的主要作用是:
　　(1)恢復生產。在生產過程中，有時會因為突發性情況或操作不當造成設備的堵塞；或有些裝置的生產是間斷性的，需要定期進行清洗。這時候，清洗的主要作用是恢復生產。
　　(2)恢復裝置的生產效率。幾乎所有的工業裝置在正常情況下都會隨著開工時間的延長而使流程中的污垢逐漸增加。盡管這時候生產還可以維持，但能耗物耗增加、生產效率下降。這時候清洗的主要作用是恢復裝置的生產效率。
工業清洗的效益是非常顯著的，無論是由于提高清洗質量而延長設備使用壽命，還是因清洗速度加快而縮短設備檢修周期，都將獲得巨大的經濟效益和社會效益。
　　工業清洗的主要方法有:
　　(1)人工清洗。指依靠人工采用簡單的工具對工業設備進行清洗。如采用鋼釬、手電鉆等清理換熱器的管程；用機械式清管器清理鍋爐管路；用鋸片、刮鏟等清理換熱器殼程；用小鏟、鋼絲刷等清理塔盤、容器、反應釜內外壁等。
　　采用人工清洗的弊端是顯而易見的。其清洗質量差、速度慢，需要占用大量的人力，特別在企業大檢修期間，同時有大量的設備需要清洗，這時候往往要組織“突擊隊”進行長時間、高勞動強度、惡劣工作環境下的清洗工作。而對一些有毒、有害環境下的清洗工作，人工往往難以承擔。
　　(2)化學清洗。化學清洗的歷史也比較悠久了，對于工業管路、設備、系統、人們早就采用一些化學藥劑加上相應的溫度、壓力環境來用化學反應和水力沖刷或單純化學浸泡的方法來清除工業污垢。常用的辦法有酸洗、堿洗等。近幾年來，針對酸洗、堿洗存在的對設備的腐蝕影響，還相應開發出了一些低腐蝕性的化學清洗劑。
化學清洗相對人工清洗來說簡便、易行，無疑是在工業清洗技術方面前進了一步，使得快速、高效地進行大規模工業清洗成為可能。但是，化學清洗也有它的不足:一是由于在化學清洗過程中，許多不同類型的化學清洗劑對工業設備的金屬材料都有一定的腐蝕作用，在一定程度上使設備的使用壽命受到影響；另外一個影響化學清洗應用的原因是化學清洗廢液的處理和排放，大多數化學清洗液都是難以再次回收利用的。此外，為降低對設備的腐蝕，化學清洗后的設備還經常需要用另外的化學藥劑(如緩蝕劑和中和劑等)進行處理，以及用大量的清水進行反復沖洗，才能使設備達到使用要求，這就大大增加了廢液的處理量和排放量，相應地增加了清洗成本并受到環保法規的制約。由于世界各國對環境保護日益重視，也使化學清洗的發展受到了一定的限制。因此，在許多情況下都采用機械、物理清洗方法。例如，在美國石油化工企業的換熱設備清洗中，除了百分之十不需要清洗外，采用高壓水射流清洗的占百分之八十，而采用化學清洗的只占百分之十【1】。因此，化學清洗主要用于其它清洗方法難以奏效的設備和系統清洗中。
(3)氣體噴砂。氣體噴砂除應用于設備制造業作為金屬材料的表面處理外，也用于工業設備表面的除垢作業，可快速清除設備表面的積垢、銹斑等。但由于噪聲、粉塵影響作業人員的健康，噴砂材料(銅礦渣)成本較高，廢渣的處理亦存在問題，限制了它的應用場合。美國環境大氣質量標準(The National AmbientAir Quality Standards)及OSHA條例已禁止許多工種的噴砂作業。
　　(4)超聲波清洗。超聲波清洗也是近年發展起來的一項工業清洗技術，并得到推廣應用。超聲波清洗的主要應用范圍為小型物件的清洗，而難于應用到大型設備的清洗上。
　　(5)高壓水射流清洗。高壓水射流的主要用途之一即是進行工業清洗，其實質就是由高壓泵(或增壓器)產生的高壓水流經噴頭噴射出一束或多束不同方向的高速水流，對清洗對象進行沖蝕、剝層、切除、打擊以達到清洗目的。廣泛應用于船舶、電力水利、民航、核電、輕工、建筑、石油、化工等各工業部門。
　水射流應用之所以如此廣泛，主要是由于其通用性和快速、高質量的作業能力，而且由于采用清水作清洗介質，一般不添加化學藥劑，可對廢水進行簡單處理、過濾后循環使用，大大減少了廢水的排放量和降低了清洗成本，減輕了對環境的危害。另外，同一套清洗裝置可對各種不同的設備、不同的材料表面進行清洗.可完成從表面除垢到管道內壁清洗等許多工作，通用性很強。現在，不僅國內外許多企業擁有水射流清洗設備和作業人員，而且大規模的專業化工業清洗承包業也發展起來了，這更加促進了清洗設備向更大功率、更高壓力、更完善的成套功能方向發展，使作業效率和操作者的安全性均得到大幅度提高。同化學清洗相比，在清洗單臺設備和大面積清洗方面水射流清洗占有一定的優勢，但對于成套工業裝置和復雜管路系統的清洗則化學清洗較為適宜。隨著清洗技術和設備的不斷完善和推廣應用，水射流的應用也在不斷地推向深入。
　　12.2有效清洗的參數控制
　　1.工業清洗壓力的選擇　針對不同的工業清洗對象，清洗機制造廠商生產了各種規格的水射流清洗設備。但不論其具體用途和周邊設備如何變化，所有水射流清洗系統都是高壓泵(或增壓器)以及配套的控制機構、執行機構和輔助機構等基本部件組成的。根據使用場合的不同分為移動式或固定式。在移動式裝置中，主泵及原動機(電動機或柴油機)一般安裝在卡車或拖車上。早期的水射流清洗設備，除了應用于生活及輕工業一些易清洗污垢(如汽車、釀造廠的儲罐和發酵罐、肉食加工廠等)場合采用4～10MPa的清洗壓力外，一般用于工業清洗的設備壓力參數為30～40MPa，但在這個壓力范圍內對許多工業設備的清洗效果不佳。因此，目前工業清洗設備的壓力參數一般都設置為70～140MPa，功率等級在55～250kW。特大型清洗設備的功率可達1320kW，其壓力為70MPa，流量9600L/min。
　　不同應用場合進行有效清洗的參數選擇可參見表12-1。
　　
　　2.超高壓水射流進行工業清洗的優勢　隨著超高壓技術的迅速發展，采用280MPa增壓器組成超高壓清洗系統也得到了廣泛應用。此類系統的流量一般在4～10L/min，流量較小。在很小的反沖力下，形成穿透力很強的水射流，用于清除一些難以清除，的污垢(如環氧樹脂等)效果較好。并且，加入磨料后具有一定的切割能力，可用于切割管線、水泥柱、鋼筋混凝土等。
　　使用超高壓水射流設備進行工業清洗的好處有:對于許多工業污垢來說，除垢效率隨著壓力的升高而增加，即單位功率所清洗的工作表面積隨著壓力的升高而增加；在較高的工作壓力下，相同功率的水射流流量減少，這不僅降低了操作者所承受的反沖力，使其不易疲勞，增加了安全性，而且還減少了耗水量和需處理的廢液量。換言之，在相同的反沖作用力下，人們可以得到更多的射流功率用于清洗【2】。
　　圖12-1為固定射流功率時，不同壓力下反沖力和流量的變化情況。
　　圖12-2為固定反沖力時，不同壓力下射流功率和流量的變化情況。
　　
　　3.超高壓水射流對除垢速度和效率的影響　通過試驗得知，水射流的除垢速度在很大程度上依賴于水射流速度。水射流速度和噴嘴壓力的關系如圖12-3所示【3】。
　　水射流壓力對除垢效果的影響可以由不同的方式得到。美國FLOW公司在試驗室試驗時經常使用金屬合金來測量噴嘴的效率，因為除去合金的能力通常與噴嘴在實際除垢中的表現有關。圖12-4即為采用0.3mm直徑的噴嘴除去青銅合金靶材的試驗結果。在這項試驗中，采用280MPa的壓力比采用140MPa壓力時的切除效果增強了150%。這一效果的增加不是由于在280MPa時有較高的功率輸出，而是單位功率除去靶材的質量增加了。不同的靶材和噴嘴會有不同的結果，但總的趨勢是類似的。
　　
　　圖12-5表明了另外一個由于壓力增高而使除垢效率增加的例子。這項試驗表明了壓力和靶距相結合的影響。用一扇形噴嘴在280MPa壓力下，以12.7mm的靶距取得了4.25g/kWh的高除垢效率，而在140MPa壓力下所取得的最好除垢效率僅為1.5g/kWh。在這種情況下，使用280MPa的壓力，除垢效率的增加超過180%。
　　
　　水射流清洗過程是與靶材特性、噴嘴設計、操作方法等密切相關的，因此根據試驗結果對實際現場除垢特性進行預測是有局限性的。但是較高的壓力可以使除垢效率得到顯著提高，這對那些難以清除的工業污垢特別是如此。除垢效率的進一步提高可通過適當的選擇和使用噴嘴和操作工況(如噴頭的轉速和靶距)來得到。
　　12.3管束的清洗
　　在工業領域中，各個行業都要用到大量的保溫、冷卻、換熱設備，特別在石油化工行業此類設備往往占所需清洗設備的一個很大比例。根據具體用途的不同，換熱器的結構型式、外形尺寸各異，但量大面廣的有列管式、U形管式、浮頭式等。這類換熱器材的共性在于分為管程和殼程兩個不同的工作區間，不同工作區間的介質(可能相同也可能不同)在流動過程中通過與管道內外壁的接觸達到傳熱的目的。這樣，在其工作時的溫度、壓力、介質的物理與化學作用下，往往在換熱器管道內外壁附著產生污垢，使設備的傳熱系數降低、物料流通面積變小，增大設備運行時的能耗與物耗，嚴重時使設備不能正常工作。因此，在平時正常運行期間和檢修期間都需經常對其污垢進行清洗，以恢復設備性能，達到生產工藝的要求。
　　管殼式換熱器材的清洗分為管程和殼程兩部分，分別予以討論。
　　12.3.1換熱器管程的清洗
　　通常用高壓水射流清洗管程的污垢，所采用的方法有:
　　1.人工手持剛性噴桿作業　用一外徑小于換熱器管內徑的剛性管(一般控制單邊間隙在2mm左右)連接于軟管上，另一端連接相應的固定噴頭或旋轉噴頭(或采用液壓、氣動方式使噴桿本身旋轉)，由人工遞進管道內進行清洗，腳踏控制閥用來控制高壓水的開啟與關閉，對于清洗換熱器為直管的列管式換熱器材很有效，見圖12-6。這種方法簡便易行，但由于剛性噴桿的進給作業需要一定的距離和空間，因此對較長的換熱器需多人手持噴桿協同作業，勞動強度較大。在清洗在線設備時，一般需要搭設腳手架進行作業。
　　2.人工手持柔性軟管作業　有些換熱器的管道不是直管，而是有一定曲率半徑的彎管，如U形管換熱器、立式鍋爐水管等，采用剛性噴桿作業就難以適應，此時可采用柔性軟管作業。柔性軟管的種類有金屬制造的小直徑柔性管和外包敷有橡膠或塑料的多層鋼絲纏繞軟管。為了保證安全，軟管的一端應連接適當長度的一段硬管后再與噴頭相連，硬管的長度應保證在清洗時軟管在管道內不會突然反向沖出管道而使作業人員受到傷害。
　　
　　用軟管清洗管道內壁時，同樣由操作人員通過腳踏控制閥來控制高壓水的開啟和關閉。此時所采用的噴頭可為力平衡型　(即多眼噴頭的前后向噴射射流反沖力相互平衡)，由人工遞進進行清洗；也可采用具有自進性能的噴頭(依靠噴頭向后噴射時所產生的反沖力推動噴頭沿管道前進)進行清洗。但為了安全不宜采用前向噴頭，并應采用噴頭護套以避免由于射流反沖力使噴頭突然由管路內退出傷人。采用柔性軟管人工作業的情形可見圖12-7。
　　
　　上述兩種作業方法的優點是簡便易行，適應性廣，特別是可使換熱器進行在線清洗，適應運行中設備搶修的需要；缺點是勞動強度大，作業效率較低。
　　3.機械化清洗作業　由于清洗工作環境一般比較惡劣，隨著射流清洗壓力和流量的提高，使得人工操作越來越困難。近幾年來射流技術的進步，特別是旋轉密封技術的進步，清洗作業的機械化就開始普及應用。圖12-8即為用于清洗換熱器管程的專用設備。其工作原理為被清洗的管束在液壓驅動的滾軸組上和清洗設備臺架上的鉆槍成一直線，在臺架上可同時安裝單根或多根剛性噴桿，噴嘴安裝在噴桿的前端，噴桿在液壓裝置的驅動下進行旋轉，并通過液壓驅動直接伸入管內，在管內進行旋轉并噴射高壓水射流。在噴桿支架下安裝有一升降平臺，以使鉆槍能夠進入每根管內，確保每根管子均得到徹底清洗。這樣的清洗裝置需要建立大功率的清洗站。
　　
　　柔性噴桿的機械化清洗裝置除了相應的工作臺架具有垂直和水平進給以保證連接于柔性軟管上的噴頭能通過導向段與所需清洗的管道對中外，還采用一相應直徑的絞盤(須保證高壓軟管的允許彎曲半徑)執行回卷和進給軟管的功能。此時應選用自進噴頭進行清洗作業。圖12-9所示為一種手工操作柔性軟管清洗管程的設備。作業時人工手持噴槍對準所需清洗的管道，打開扳機，在氣動裝置驅動下轉盤放出并進給軟管，加之噴頭的射流反沖力使之沿管束前進；回程時由氣動裝置驅動轉盤轉動收回軟管，以便清洗下一根管程。這一裝置的特點是可快速清洗大量的小直徑管束，較好地解決了小直徑軟管的動力進給問題。
　　采用機械化清洗裝置進行作業，不論是單噴桿裝置還是多噴桿系統，一般都具有比較完善的自動化控制系統。除了簡化操作程序、降低作業人員的勞動強度、加強工作現場的安全性外，由于噴桿、噴頭由機械裝置牢固地支撐遞進，消除了人工操作時反沖力大對操作人員的限制，所以可直接使用大功率機組進行清洗作業，同時也避免了反濺水及污垢殘渣對作業人員的不利影響，大大提高了清洗作業的效率和質量。隨著清洗作業的專業化，具有多功能的、自動化程度較高的機械化清洗場將越來越受到重視。其不便之處是必須將換熱器從生產線上拆卸下來集中清洗，但作業效率的提高完全可以補償所造成的不便，特別適合大檢修時的大批量清洗。
　　
　　12.3.2換熱器殼程的清洗
　　同換熱器管程的清洗相比，徹底地清洗換熱器殼程的難度則相對大一些。因為一般工業用管殼式換熱器列管數目龐大，管子之間相隔距離較小，此外在管束上還布置有若干導流板，使得一般的噴槍及清洗噴頭難以接近內層管壁進行清洗。對殼程的清洗和對管程的清洗一樣，正由初期的人工清洗逐漸轉變到機械化清洗方面來。
　　通常情況下人工手持噴槍可以清除殼程的大部分污垢，但對管間距較小的換熱器則只能對殼程外邊的幾層管壁進行較好的清洗。或者采用較細的噴桿、扁平狀的噴頭伸入管間距內進行清洗。此時由于射流反沖力的影響，操作人員對穩定地操作噴槍可能會感到困難，并由于手持式噴槍射流反沖力的限制，人工作業時的射流機組功率也就受到了一定的限制。
　　對經常有大量換熱器需進行清洗的場合，最佳方式還是采用機械化作業清洗。圖12-10所示為一機械化清洗換熱器殼程實例。這種裝置一般都是將被清洗管束放于兩個液壓驅動的滾軸組上，使被清洗管束在作業中能按要求滾轉，而噴嘴及其支架則通過液壓、氣動或電動方式完成所需要的進給運動。清洗中管束在滾軸組上旋轉，噴嘴系統在支架上或上下、或左右進給，支架在導軌上沿管束平行移動，同時噴嘴在其活動機構的驅動下做弧形擺動，保證管束外部的所有部位均被徹底清洗。機械化清洗裝置可采用大功率設備以帶動多個噴嘴進行清洗，而使清洗作業效率成倍提高。
　　
　　除了管殼式換熱器殼程外，另外還有一些設備的清洗類似于這種情況，如各種鍋爐爐膛內的熱水管道、空氣預熱器、煙道的清洗。在鍋爐爐膛內熱水管道外壁上經常沉積很厚的一層灰垢，其厚度根據所使用的煤質或燃油的品質而不同，特別當燃燒、通風不完全時會結成非常硬的煙垢。在這種管外壁清洗作業中，主要是清除管束外壁上的積垢。為了提高清洗質量和盡可能地清除積垢，操作人員應按圖12-11所示的作業方式進行清洗，在這樣清洗后，通常可近于完全恢復鍋爐的效能。在清洗壓力的選擇上，50～60MPa是必要的，甚至可用到80MPa的壓力。噴頭應選擇與工作壓力和流量相匹配的圓柱形噴嘴。用于這種場合的清洗機組功率建議為110kW，流量大約為75L/min。此外，在工作時應考慮到在鍋爐中應有合適的排水孔，在爐膛內搭設必要的腳手架。鍋爐類管道內壁的清洗則類似換熱器材管程的清洗，其清洗壓力根據垢層的不同而異，一般60MPa的工作壓力已足以清除管道內的污垢。但清洗堵塞的煙道管內壁時，則宜采用較高的工作壓力。
　　
　　12.4跟蹤管道自進清洗
　　1.復雜管路系統的清洗　管道清洗，特別是管道內壁的清洗是工業清洗應用的一個重要領域。對于管道內壁清洗，一般采用固定噴頭或旋轉噴頭利用射流反沖力沿管道前進并清洗內壁的污垢。對復雜管路系統來說，若其中沉積的污垢比較牢固，利用射流反沖力作為噴頭前進的動力，則射流能量的分散使打擊力下降、清洗質量下降。另外，管路過長或彎頭多時噴頭旋轉和進給速度也難于保證。所以，理想的方法是選用軟管旋轉推進器強制軟管進給，裝置簡圖見圖12-12。
　　
　　軟管旋轉推進器一般由動力車、旋動車和推進器三部分組成，與高壓泵機組配合使用。其工作原理為由高壓泵機組產生的高壓水經軟管接到旋動車上的旋轉接頭固定端，再從其旋轉端沿一根可以轉動的高壓軟管經推進器后進入被清洗管路內孔，從噴頭上的三個噴嘴噴出。旋轉接頭的固定端與旋動車固定在一起，旋轉端由液壓馬達驅動旋轉，帶動高壓軟管轉動。推進器是固定的，它把裝有噴頭的軟管的旋轉運動轉化為邊旋轉邊進給的復合運動。噴頭噴出的高壓水流沿管路產生螺旋軌跡，該軌跡可包絡整個管道內表面，從而將管道內壁清洗干凈。由于高壓軟管的柔性，在進給作用下能夠進入彎曲的管路，軟管的動力驅動裝置可帶動軟管對長距離復雜管路系統進行清洗。動力車由小型內燃機組驅動液壓系統，通過液壓膠管給旋動車提供動力源。噴頭的轉速調節通過液壓系統的節流閥來實現無級調速。由于工作中對轉速穩定性要求不高，所以利用節流閥雙向節流的特點，在液壓馬達正轉時構成進油口節流調速回路，使軟管在管道中向前進給；反轉時又構成回油口節流調速回路，使軟管向后進給，簡化了回路設計。推進器是推動軟管進給和牽引旋動車前進的支座，它工作時放置在管路人口附近，工作原理為用三個膠輪夾持住膠管，膠輪軸線與軟管軸線成α角。當軟管旋轉時，膠輪與軟管形成一對摩擦傳動的螺旋運動副，α角即為螺旋升角，其相互作用的機理類似于蝸輪蝸桿傳動。為了保持膠輪對軟管適當的正壓力，除了合理地選擇膠輪材料外，還采用一套調整膠輪位置的裝置。工作中調整α角，即可方便地改變每轉的進給量，以滿足不同清洗工況的需要。每個噴頭設計在圓周方向均布三個噴嘴，噴嘴與軸線夾角為30°，一個前噴，兩個后噴，以保持一個向前的反作用合力，使膠管在管道內拉直。噴嘴采用硬質合金特制，用機械連接方式固定在噴頭上，磨損后可方便地進行更換。軟管旋轉推進器的技術指標為:工作壓力100MPa，噴頭旋轉速度4～25r/min，清洗管路最大直徑1.5m【4】。它主要用來配合高壓清洗機清洗管道內壁，能通過彎曲的管路和彎頭，管路系統不需拆卸即可進行清洗，有利于縮短設備檢修周期，清洗質量好，適用于化工、石油、電站、鹽業等部門管路系統的清洗除垢作業。
　　2.城市排水系統的清洗　城市排水系統是城市清潔系統的一部分，它充斥著各種污水和液狀廢棄物。城市排水系統還具有排泄地表雨水、溢流造成的積水的功能。由于各種原因，下水道經常被污泥等堵塞，因此下水道的疏通、維護就成了市政維修部門的一項經常性任務。
　　下水道的清洗作業條件是較差的，不清潔的下水道內會細菌滋生、產生異味，而且會傳播疾病。清理下水道的作業人員不僅要保證下水系統暢通無阻而且還要清除掉那些對污水處理廠造成不必要負擔的固體廢物殘渣，此外還需將下水道壁面上附著的一層污垢膜也清除掉。因為它不僅是細菌的滋生地，而且還妨礙下水道系統的正常維護和保養。
　　早期人們清理下水管道主要有機械疏通法和水力沖刷法，不僅占用路面時間長，妨礙交通和存在安全隱患，而且勞動強度大、施工環境惡劣、工作效率不高，難以保證清洗質量。高壓水射流應用于下水道的清洗則有顯著的優勢，它不僅比沖刷法優越，而且同傳統機械清理方法相比不需要作業人員進入下水道，還可避免傳統機械清理工具可能給下水道管壁造成的損害和工具的適應性問題。因為一次只需打開一個窨井，工作效率比原來快許多，對交通的妨礙也降到了最低限度。高壓水射流作業的效率和質量遠高于其它下水道清洗方法，降低了人工費用和時間，也可顯著地降低清洗成本。
　　高壓水射流首次用于城市下水道系統的清洗是在1959年由德國Duisburg市引入的，當初用來恢復和清洗戰爭期間遭受轟炸區域的下水道系統。這些系統的位置和方向都是未知的。因為高壓水射流作業不需要從一個窨井到另一個窨井之間連通作業，所以在這種情況下是最為可行的。對一些通向湖海和河流的下水道系統就更加適用了。
　　高壓水射流清洗下水道通常采用一輛配備水箱、內燃機(或由電動機驅動)和高壓泵的清洗車或兩輪拖車。如果清洗裝置本身不帶水箱，則可直接從消防栓供水，也可由池塘或其它容器供水。下水道清洗車的結構可參見3.7節。
　　用高壓水射流來清洗下水道時，將清洗車尾部對著窨井孔以便放下纏繞在絞盤上的軟管。使噴頭、高壓軟管從絞盤進入窨井，噴頭到達窨井的底部后打開控制閥，噴頭就借助射流反沖力的作用自行進入下水道。絞盤的轉速、轉向是可以控制的。如果噴頭到達了下一個窨井，或前進了預期的一段距離，則可通過改變絞盤的轉向來回收軟管，回收的速度取決于下水道的清潔程度。對日常維護的下水道，回收速度約為15～25m/min，以保證清洗質量。這時，應考慮下水道截面所通過的流量，下水道的截面尺寸越大、泥沙沉積物越多，回收軟管的速度應越慢。在泥沙沉積嚴重的區域，建議采用分段清洗法，即首先清洗10m一段，然后20m、30m……。清洗工作完成后，可關閉控制閥，將軟管完全回收到絞盤上。然后用手持噴槍沖洗窨井、路面后蓋好井蓋。如果清洗后留在井孔中的泥沙較多，或在清洗若干段后積累了大量的泥沙，就需要用真空射流泵或抽吸車將其清除。在采用高壓水射流清洗的整個過程中，操作人員并無必要進入窨井，交通安全由安裝在清洗車上的信號燈來保障。
　　3.水井進水管的清洗　地下水含有許多化學元素和離子及離子化合物，在采水區域或含水層中也含有大量的泥沙、粘土、有機或無機物雜質等，會由于沉淀、生物和化學作用而在進水管管壁形成一層垢層，使水井的產水量下降。水井生產能力下降后采用的清洗方法通常是機械式的，即在抽干水井后，用鋼絲刷清理進水管。盡管清理工作是復雜和耗費時間的，往往還是不能達到所希望的效果。因為用鋼絲刷清理，水垢及離子氧化物可被清除，但進水管上的孔槽(沿縱向開設的窄縫8mm×40mm到8mm×80mm)則不能被清理干凈。進水區域由于堵塞使滲透性下降后，也不能采用一般的辦法來清除堵塞使其保持暢通來增加水量。
　　在將高壓水射流清洗方法引入后，情況就發生了變化，圖12-13所示即為用高壓水射流清洗水井的例子。圖中在水平進水管的末端是一個閘門，此外連接一個瀉流罩(見“I”細部圖)將帶有噴頭的軟管導人到這個瀉流罩內。當閘門打開時，帶有噴頭的軟管在射流反沖力的作用下進入進水管。此時水下工作的噴頭要考慮到水下約0.2MPa的壓力。噴頭噴出的射流不僅清除了管壁上和縫隙里的污垢，而且足以攪動進水管周圍的滲水區，改善了滲水條件，使水井的產量增加。清洗結束后，水井必須進行消毒，可用次氯酸鈉制成1:10的溶液進行消毒。在用次氯酸鈉消毒后，清洗泵應用清水清洗干凈。
　　
　　4.高層建筑垃圾豎井的清洗　在實際工作中，高層建筑垃圾豎井的清洗一直是一個難以解決的問題。在法國已經成功地將高壓水射流應用于這種情況的清洗，并取得了很大的成功。
　　當建筑物高達6層(包括地下室)時清洗工作壓力為8～10MPa，噴頭可利用射流反沖力自行上行而無需拖曳繩和絞盤。垃圾豎井的尺寸在歐共體內已經標準化了，對6層或7層其尺寸為250mm×300mm，7層以上減小為75mm×100mm。清洗時污水的下瀉可通過一個位于豎井下端開口的導流容器來解決(見圖1214)。當然，也可以采用不具有自行能力的噴頭來進行清洗，此時則應采用拖曳繩或其它方式進行導向。清洗結束后，可將消毒劑加入到水中對豎井進行消毒。
　　
　　12.5管道內外表面同步清洗
　　許多管道和管路系統的內外壁同介質接觸后都會產生較嚴重的污垢而影響正常使用，因此就需對管道內外壁進行清洗。管道內外表面的同步清洗裝置可大幅度地提高清洗效率和質量，其中一個典型的例子就是應用于油田采油油管的同步清洗裝置。
　　油管經過一段時間的采油使用后，因原油中雜質含量高，就會在管內外壁結垢，嚴重影響了原油開采作業，必須取出清洗。油管垢層通常含有瀝青、白蠟和其它有機物等，粘附于管壁，難以清除。為此，油田都設有專門的油管廠來應付常年累月拆換下來的油管的清洗。
　　傳統的油管清洗方法不外乎沸煮，即首先將油管在露天干化，然后放人注滿酸液、堿液或清洗液的大池中沸煮，煮后的油管內壁可直接磷化或再用機械清理。盡管如此，這樣處理的油管仍難于達到內外壁完全干凈的要求。原因在于垢層厚薄不一，大塊垢層看似干化，實際仍粘附于壁面，很難溶化或整體脫離，管扣部分則更難洗凈；清洗液的配比難以理想化，并且隨著清洗液濃度越來越稀其作用也越來越弱。但是，因為沒有更理想的工藝取而代之，這種傳統的化學清洗方法仍在各油田沿用。
　　另外，化學清洗油管作業存在許多難以克服的實際問題。首先是清洗液煮沸后會揮發出有毒氣體，嚴重影響工人的身體健康；周圍環境濃霧彌漫、可視度低，要靠工人將沸煮后的油管撈出，進入下一道工序，有的油田則采用機械鉆垢工序，勞動強度極大，且鉆桿易損傷管的內壁。除此之外，作業現場到處積垢，清洗池換清洗液時沉積的油垢也難以排出。油管清洗工藝的改造已得到油田的廣泛重視，到了非進行不可的地步。
　　用高壓水射流清洗油管的難點是結垢粘稠、附著力強；但它又有容易作業的一面，這就是標準化的油管尺寸便于設計專用清洗流水線。油管的具體尺寸為
　　
(內徑62mm、外徑73mm、接箍外徑93mm)、3″(內徑76mm、外徑89mm、接箍外徑114mm)，長度均為9.7m。
　　在70MPa射流壓力下，分別以55kW和110KW清洗機組進行油管清洗試驗。試驗表明，對垢層不厚但附著力很強、表面很硬的垢層，采用70MPa、55kW高壓水射流機組便能較好地清洗內外壁。具體結果是，內壁呈現均勻的本底發黑色，外壁附著力極強的白色油漆標識被剝除，管扣全部溝槽發白锃亮，但除漆速度較慢。采用70MPa、110kW高壓水射流機組試驗，速度明顯加快。內壁清洗分別采用旋轉噴頭和固定多噴嘴噴頭，結果旋轉噴頭能均勻洗凈，不留垢跡，但噴頭本身會因偶而的外界作用(如碰壁、污垢粘附等)停止旋轉；而固定多噴嘴噴頭在內壁往往打出可見溝槽，即留有垢跡。試驗還顯示出一個重要結果:射流以一個人射角接觸壁面比垂直接觸壁面清洗效果好得多。這就說明射流的切向作用至關重要，也就是說讓射流旋轉起來模仿鉆桿作業是個有效的方式。
　　油管清洗裝置的設計原則是:形成兩束高壓旋轉射流，以旋轉噴頭清洗內壁，以環形旋轉噴頭清洗外壁，噴頭相對油管轉動，而油管相對噴頭一個往復運動便完成全部清洗。圖12-15所示為油管內外壁同步清洗裝置原理圖。裝置包括兩臺70MPa、110kW高壓往復泵，控制臺、執行機構和油管進給機構【5】。
　　
　　油管進給裝置基本借用油田現有裝置，即由滾輪的轉動帶動油管的往復進給，進給速度由調速電動機保證。一根油管的清洗周期設計在2.5min左右。每一個滾輪由端部的皮帶聯動，油管的上、下線則由液壓操作。整套裝置自動控制作業。
　　為了保證內外壁同步清洗，將內、外旋轉噴頭嵌套在同一位置，內、外壁旋轉噴頭的轉速應與油管進給速度一致，保證清洗無遺漏。兩個旋轉噴頭是本裝置的技術關鍵，也是這一新工藝的成功所在。旋轉噴頭一直是水射流的攻關技術，壓力越高，技術性也就越強。
　　圖12-16所示為內表面旋轉噴頭。它采用偏置一對噴嘴形成噴頭旋轉水力扭矩，這也是自轉旋轉噴頭的特點；間隙節流無接觸密封可靠地保證了水射流70MPa高壓力工況。噴頭旋轉后，由于水力扭矩沒有降低，轉速會越來越快，高達約2000r/min，這樣水射流就會產生嚴重霧化，破壞了應有的射流打擊力。為此，在噴頭內設計了粘性流體減速機構，噴頭轉動要克服粘液剪切應力，從而使轉速下降，保證了良好的射流形狀。內表面旋轉噴頭在油管中的對中性非常重要，否則噴頭轉動就會因外力而停滯。為此，必須在噴頭后的噴桿上設置相應支撐機構，采用塑料滾輪使噴頭相對于油管對中。
　　
　　外表面旋轉噴頭專為油管外壁清洗設計成環狀，噴頭與油管進給相匹配的低速擺動依靠齒輪傳遞動力控制，實現高壓環形擺動水射流。環形噴頭沿周向均勻布置6個噴嘴，擺幅略大于90°。主要用于清洗63mm(2.5in)、76mm(3in)油管和鉆桿。裝置采用專用扇形噴嘴，目的是形成一個具有一定寬度的窄扁水射流，作業時掃出一個寬帶，以提高清洗效率。該噴頭的最大優點是擺動旋轉避免了大直徑高壓旋轉密封，提高了運行可靠性，但它對高壓軟管的柔韌性要求較高，且平穩性不如大直徑高壓旋轉噴頭。
　　考慮兩臺110kW機組耗水量在9m3/h，而油管廠均須連續作業，可在清洗現場配置污水池。用過的水首先流入污水池，沉淀并刮去表層浮油污物，再經過濾后進入清水池供泵循環使用，達到循環用水的目的。油管內外壁同步清洗裝置的應用從根本上實現了高壓常溫清水同步清洗油管內外壁新工藝，具有良好的經濟和社會效益。
　　12.6容器的清洗
　　容器(包括塔、釜、罐、槽、艙等)的內外壁除垢、清洗對容器的制造、檢驗、安全評定與使用維護極為重要。多年來，容器的清洗除垢技術和工藝有手工刮鏟除、機械清除、氣體噴砂、涂刷化學清洗劑等，但都不同程度地存在著工作環境惡劣、勞動強度大、作業作率低下、清洗效果不盡人意等弊病。將高壓水射流技術引入到這一領域則在一定程度上解決了上述問題。
　　1.大型容器內壁清洗裝置　對大型容器內壁清洗裝置的主要要求是室外控制，并保證35～70MPa的高壓水射流能沖洗到容器內壁的每一點。該裝置為在通用高壓清洗機的基礎上配備專門的進給機構和三維旋轉噴頭而成。
　　三維旋轉噴頭工作時其水射流噴頭可沿兩個互相垂直的軸旋轉，轉速可在5～100r/min之間調節，通常工作最佳轉速為20～40r/min。噴嘴的旋轉可利用水射流反沖力通過噴嘴的偏心配置所產生的水力旋轉力矩，并通過一對傘齒輪實現噴嘴自身的自轉和
　　
噴頭體對主軸的公轉，也可以通過氣動、液動的方式使噴嘴產生所需要的自轉和公轉。重要的是噴嘴的轉速不能過高，以免射流霧化影響清洗效果。
　　立式容器和臥式容器的進給裝置不同。圖12-17所示為幾種常見立式容器進給裝置。圖a進給機構具有四項功能:(1)垂直進給:通過三層矩形管內置高壓軟管同三維旋轉噴頭相連接，依靠自身重力自上而下進給，同時蝸輪蝸桿聯動絞盤牽引鋼絲繩控制進給的方向和速度。該機構進給深度可達8～12m，垂直進給動作可使噴頭停在任一高度位置進行清洗作業；(2)傾斜:在外層矩形管與底座之間設置轉動支點，通過傾斜機構3的螺距調節，使伸縮機構4相對于鉛垂軸線最大傾斜達40°，以保證噴頭貼近容器內壁。(3)旋轉:整個進給機構4的質量通過推力軸承和滾動軸承組合支承在底座2上，旋轉機構5使一組蝸輪蝸桿帶動一組鏈輪，被動鏈輪固定在外管上，由此實現整個機構相對于容器內壁的轉動，使三維旋轉噴頭在自轉的同時又能隨裝置做360°的公轉，保證水射流的復合旋轉并能在任意角度停止且作業；(4)曲臂:曲臂機構6與矩形管端面有一個旋轉接頭，其動力來自進給機構的蝸輪蝸桿箱，同樣以鋼絲繩牽引。該箱兩軸輸出，分別驅動進給和曲臂機構。在軸端設計有一離合器，保證兩種動作可分可合。曲臂的目的在于使用列式噴頭進行大面積清洗和內壁的上部進行清洗，這個功能對于矩形艙室尤其很有意義。它的曲臂角接近180°。上述四種功能均可在高壓下獨立動作，也可復合動作，能夠滿足各種釜、罐、艙的內壁清洗需要【6】。圖b機構將噴頭直接聯接于高壓軟管，軟管的伸縮控制噴頭進給深度，而軟管外套管的擺角則控制著噴頭與容器壁的距離。圖c機構最為簡單，絞盤轉動帶動軟管伸縮控制著噴頭的進給深度。
　　圖12-18所示為幾種臥式容器內壁清洗裝置。圖a為通過可伸縮套管使噴頭進給到所需清洗位置上；圖b為通過液壓裝置使安裝有噴頭的套管張開到所需角度和長度，對壁面進行清洗；圖c為通過桁架的伸縮推進噴頭進行清洗。清洗臥式容器同樣使用
　　
三維旋轉噴頭，它的進給裝置較為簡單，且容器尺寸越小就越簡單。容器內壁清洗的關鍵在于性能良好的三維旋轉噴頭，由于動作速度較慢，一般采用手動控制。此外，與三維旋轉噴頭匹配的高壓泵機組性能參數(壓力、流量、功率)范圍很廣，對不同的清洗對象只需相應更換噴嘴即可。
　　
　　2.小直徑容器的清洗　小直徑容器和大口徑管道的清洗大多采用二維旋轉噴頭，其外形尺寸與所清洗內壁直徑相適應。同三維旋轉噴頭一樣，二維旋轉噴頭的旋轉動力可以來自于射流反沖力，也可采用氣動或液動。旋轉密封的結構也與三維旋轉噴頭相似。二維旋轉噴頭清洗作業的進給方式一般有噴桿直接遞進與繩索牽引兩種。前者用于較短的容器(如氣瓶)與管道的清洗，后者則用于較長的容器(如塔器)與管道(煙囪、輸送管等)的清洗。圖12-19所示即為二維旋轉噴頭裝置用于清洗塔器類較長容器及管道時常見的作業方式。小型容器和管道的清洗也常采用固定噴頭。固定噴頭具有結構簡單、性能可靠、進給方式簡便(一般直接采用噴桿或軟管遞進)等優點，但為了清洗得盡可能徹底、均勻，固定噴頭上的噴嘴數必須盡可能多，一般均在4～5個以上，這樣就分散了射流功率，降低了射流打擊力。為了確保全面徹底的清洗效果，作業時往往需要進行多次反復進給清洗。因此，就同樣功率的機組設備而言，采用固定噴頭清洗作業，其速度與效果均不及采用旋轉噴頭作業理想。
　　12.7平面清洗　　
　　1.地面清洗　平面清洗器是對地板、柵格等平面進行清洗的有效工具，其產生的平面旋轉射流能有效地去除各種地板或地面上的污垢、痕跡、粘著物、廢舊油漆等。大部分用于混凝土表面及柏油路面上的涂層(如焦油、油漆層及環氧樹脂隔膜等)都可以用水射流清除。
　　在平面清洗裝置中，旋轉射流應完全封閉。設備底部裝有小輪，可很容易地用手推著走，有些還設置有液壓或氣壓助動行走機構。產生旋轉射流的旋轉動力可以是水射流的反沖力，或靠氣動、液壓裝置驅動。平面清洗器可使水射流的功率得到更充分的發揮。
　　平面清洗器的典型應用有汽車制造廠噴漆車間地板格柵和地板的清洗。由于噴漆室的工作特點，地板格柵總是很快就沾滿了漆垢，因此用水射流設備進行經常性的清洗對于保證正常的工作環境是十分必要的。
　　另外，水射流在高速公路、市政建設中也得到了廣泛應用。較小半徑的平面旋轉射流是用來除去道路上舊的交通標志線的有效工具。
　　在機場，由于飛機頻繁起降而造成跑道掛膠過多使摩擦系數下降，嚴重影響飛機的起降安全。國內外機場都在普遍應用水射流進行除膠作業。根據機場除膠頻次的不同，可分別采用手推式平面清洗器配合高壓清洗機組和水車進行除膠，或采用自動化程度較高的專用除膠車利用車載式平面清洗器進行除膠作業。有關除膠設備的詳細介紹可參見3.8節。
　　2.建筑物外墻清洗　外墻清洗與外墻涂料相比，最大的好處是建筑物在清洗掉污垢以后可以恢復原有的色彩和光澤。
　　上海工業展覽中心建于50年代末，大廈外墻用的是50年代的先進工藝“滲色水泥汰白元石”，表面微觀凹凸參差，但遠遠望去整幢大廈氣勢恢宏，呈現一派俄羅斯風情。由于從啟用后一直未對大廈外墻進行清洗，經過40余載的風蝕雨滌，整個建筑的廊、檐、廓、柱及陰陽鏤花到處衍生灰褐斑駁的各類酸堿混合物，跟基體堅固復合，通常的物理方法根本清除不掉。為使這一著名建筑物重放異彩，展覽中心物業管理處曾試圖用化學清洗來還其本來面目，但龐大的建筑群外墻面積達5萬m2，難以實施。后來，采用兩臺高壓水射流清洗機進行了清洗，通過試驗得出表12-2所示結果【7】。通過對試驗結果進行分析認為，當壓力為70MPa、流量為60L/min、配以雙孔旋轉噴頭時，清洗效率高、清洗質量好、對墻面無損傷，適合于大面積的清洗。但是對于那些廓、檐、陰陽鏤刻、凹凸成形等具有民族風格的建筑花紋，則清洗效果不理想，長年沉積的苔漬幾乎清洗不掉。當提高壓力時，建筑花紋因承受不住壓力而成塊剝落。后通過試驗在40MPa壓力的水射流中加入40#的石英砂形成磨料水射流，則可洗得干凈且不傷花紋，達到了滿意的效果。
　　用高壓水射流和磨料水射流進行建筑物外墻清洗，比用清洗劑加水射流進行沖洗可省去刷化學清洗劑這一道工序，既避免污染，又較為方便，另外，由于磨料射流具有較強的沖蝕、剝離、磨削能力，因而可以顯著改善清洗效果，提高清洗效率。但對于光滑墻壁(如釉面磚等)建筑物的清洗，采用水射流加清洗劑的工藝也很有效。
　　
　　12.8水下清洗應用
　　當在水下清洗船體、樁基等金屬或混疑土結構物時，用清水射流可以非常成功地清除各種海洋生物附著生成的垢層及大面積銹蝕，所使用的工作壓力在30～40MPa。對距離水面小于2m的水下待清洗表面，清洗工作可由操作人員在水面上使用加長的噴桿或噴槍進行。這時候人們應當選用合適的扇形噴頭，也可使用一個T型接頭在上面安裝兩個扇型噴頭進行清洗。對較深的水下待清洗面或不便于在水面上用加長噴槍進行清洗的表面，如水下閘門、樁基、構件等，可由潛水員進行水下清洗作業，此時須注意所選用的噴頭必須是平衡型的，以抵消射流反沖力對潛水員的影響。水下清洗通常選用散射角為30°～45°的扇型噴頭，而平衡反沖力則選用圓柱狀射流噴頭。
　　除了采用普通高壓水射流清除水下船體等的海生附著物外，國外還進行了空化射流清除水下結構生物附著的應用研究【8】。高壓水射流清除與機械清理方法相比有了很大的進步，而磨料射流和超高壓純水射流的成功應用大大提高了清洗速度和質量，但空化射流可在較低的壓力下具有較強的沖蝕性能，因此所耗用的能量相對較少。空化射流是采用空化噴嘴在水射流中產生大量氣泡，當氣泡被沖擊到被清洗表面產生的高壓駐止區破裂時，由于氣泡破裂的能量聚集在一個微小的區域內，所產生的集中應力較大，使得空化射流比穩定的普通射流在相同的壓力和流量下沖蝕能力更強。空化射流的另一個優點是氣泡破碎時形成的微小射流速度對不同特性的被沖擊表面材料不一樣，較軟的表面材料會降低其速度和沖蝕力。根據這個機理，工作在較低壓力下的空化射流可用于選擇性地去除堅硬的海生物附著垢層而不損傷較軟的油漆表面。圖12-20所示為試驗用噴頭型式，圖12-21所示為靶距和壓力在進給速度為0.6m/s時空化射流對油漆涂層的影響。由圖可以看出，在20MPa壓力時對油漆涂層的損傷很小，靶距大于40mm時所去除的漆層厚度小于25μm；在5.2MPa時對漆層無可測量到的損傷；在壓力為7MPa、靶距為13mm時去除的漆層厚度小于13μm。并且，由于被清洗表面的局部凸起所引起的靶距變化不會對漆層產生不利影響。
　　
　　圖12-22表明了不同的清洗參數對清洗寬度的影響。圖a為靶距固定在40mm，改變壓力和進給速度所得到的結果。由圖可以看到，海生物垢層在低達3.5MPa的壓力下即可被清除掉，隨著壓力的升高和進給速度的降低清洗寬度緩慢地有所增加。圖b表明在進給速度為0.3m/s時靶距的變化對漆層的影響。除了在靶距很小的情況外，靶距的變化對漆層的影響非常小。選擇高達75mm的靶距即可使清洗效果在作業中變化不大，又可使清洗噴頭越過表面凸起的部分(如焊縫等)而不造成對噴頭和被清洗表面的損傷。
　　清洗作業的清洗效率可表示為
　　
　　對清洗效率的表達式，并不能簡單地理解為加大進給速度和清洗寬度、減小射流壓力和流量即可提高η，事實上清洗寬度是進給速度、壓力和流量的函數，因此在選擇工況參數時應考慮到它們之間的相互影響。根據試驗得到的數據，由一組空化射流噴頭組成的清洗工具，當工作在4.0～6.2MPa壓力時，清洗效率可達130m2/(h·kW)。噴嘴安裝在一個由射流反沖力形成旋轉的旋臂上，當清洗裝置前進時即均勻旋轉掃過船體表面。若要進一步提高清洗效率，則需通過試驗進一步優化噴嘴和工況參數。
　　
　　12.9輪轂清洗裝置
　　該設備是設計用于客車和貨車輪轂的全自動清洗裝置(見圖12—23)，可進行輪盤、軸頸和軸的清洗。輪轂組件在不添加任何化學劑的情況下用常溫清水在4MPa壓力下進行射流清洗。清洗是在一個封閉的工作間內進行的，它的進入側和出口側都由升降門來開啟和關閉。系統的操作全部在清洗間外控制進行。所需的清洗用水由兩個安置于清洗間旁、低于地面的水池提供。清洗水在一個封閉的循環系統中運行，從清洗間出來的污水經過排水溝進入第一個水池(粗濾池)進行初步的凈化，污泥和固體雜質進入污物桶；漂浮在上層的油污被撇油器刮除，并由一個收集容器或類似的設備所收集。在第二個水池(精濾池)內進行進一步的凈化后，再被水泵抽吸經管路送到噴嘴。根據循環水的污染程度，間隔一定時期后循環清洗用水必須進行更換。清洗設備中所有的與水相接觸的部件都經過鍍鋅，以防生銹。
　　
　　清洗間前后兩扇升降門可以避免在清洗過程中飛濺的水流和水霧的影響，在輪轂進入和離開時，這兩扇門由一個電氣裝置控制自動地上升和下降。在每扇門上還設有兩個用厚安全玻璃制成的觀察窗。由于該機組的門架式結構，輪轂組件可以從其前面滾人到清洗間，清洗結束后再從后面滾出。為了固定和松開輪轂，采用了一個設置在清洗機中部的固定升降裝置。該裝置可扣緊輪轂的邊緣將其固定，與升降裝置配套的自動定位系統可自動將輪轂的高度同噴嘴的工作區域相吻合。在升降裝置升起輪轂后，有一個旋轉機構使輪轂旋轉，它采用可調節速度的液壓馬達驅動，速度一經設定后，在工作期間則保持一定。升降裝置上的固定和釋放機構能將輪轂精確地定位在升降裝置上，當清洗結束后升降裝置下降且能自動釋放輪轂使其滾出。在清洗間內設置有用于清洗輪軸的固定噴嘴組和通過進給運動用于清洗輪盤表面的活動噴嘴組，活動噴嘴組的進給速度可根據所需的清洗時間進行調節。清洗裝置用水泵為一臺多級離心泵，額定工作壓力為4MPa。為了防止水泵空運轉，在水池中設置了兩個水位開關，當水位到達一半時給出燈光報警信號，到達最低水位時切斷泵的運行。此外還設有壓力表和流量計來顯示泵的工作狀態。
　　12.10　危險場合的清洗
　　1.爆炸性材料的清洗　過去從彈殼內清除炸藥都沿用蒸汽液化法【9】，這種方法對于難融裝藥則不適用。如果采用普通回收方法，不僅效率低而且危險性大；若對其銷毀，則會造成嚴重的環境污染和人力物力的浪費。類似地，在固體火箭發動機中經常會遇到固體裝藥因質量問題而報廢的情況【12】，因此必須將報廢的推進劑裝藥從燃燒室清除掉，以使昂貴的金屬殼體得到回用。由于固體推進劑有較高的沖擊、摩擦敏感性，易燃易爆，所以無法用傳統的機械切削方式進行清除。采用人工清除則難度大、效率低，而且極為危險，操作中稍不留意就會引起爆炸。此外，對既要將燃燒室內的固體裝藥清除掉，又不允許破壞金屬殼體內表面粘接的玻璃鋼內襯的發動機來說，傳統的手工處理方式更是難以奏效。鑒于水射流清洗的高效和安全，在國內外正被成功地用于過期或剩余彈藥的處廢以及火箭發動機固體裝藥的清除工作【9-12】。
　　在對各種爆炸性材料進行分析的基礎上，利用水射流切割、清洗時不產生火花和顯著的切削熱的特性，在選擇合理的工況參數后，經過試驗和應用表明:水射流清洗爆炸性材料不僅安全可靠、提高清洗效率幾倍到幾十倍，而且可根據爆炸性材料的特性任意調節水壓、靶距、進給速度和噴射角等參數。
　　由于一般彈藥殼體和火箭發動機殼體大多是圓柱體或變截面回轉體，所以對其內部裝藥的清洗類似于小直徑容器類的清洗。在充分考慮安全措施的前提下，可采用類似圖12-24所示的方法進行【10】，即在噴桿的前端裝有合適的噴頭，噴桿在進給機構的作用下具有前后、左右、上下三個位移自由度，此外可以通過進給機構、旋轉噴頭或使工件產生旋轉來提供正反兩個方向的旋轉自由度。在實際清洗應用中，對一些體積較大的工件要產生旋轉比較困難時，則主要靠進給機構提供必要的旋轉運動或采用旋轉噴頭來達到清洗裝藥的目的，從而使工件的夾持裝置得到簡化，這對于防止薄壁大口徑類容器的變形是非常重要的。
　　
　　在一般情況下，不僅要求徹底清除裝藥，同時還要求清洗裝藥容器的表面。根據移動水射流的沖蝕機理，為充分利用水射流的切割、沖蝕和水楔作用，可使噴嘴沿著炸藥與容器的分界面轉動清洗。在70～100MPa的壓力范圍內，容器壁面可達到金屬發白的清潔程度。
　　水射流還可對固體火箭發動機燃燒室內壁表面上粘貼的隔熱貼片進行清除。隔熱貼片是一種特制膠片，經加溫加壓固化形成厚度不等、形狀各異的隔熱層被牢牢粘貼在內壁上。在貼片過程中有時會遇到質量問題而需重新貼片，或是發動機進行地面熱試車后需將貼在燃燒室內腔的貼片層和貼片燒蝕后的殘留物(包括碳化層和熔融橡膠層)清除干凈重新貼片。用傳統方式采用化學藥劑浸泡后人工鏟剝撕扯，勞動強度大、清理不徹底，且易損壞金屬殼體。用水射流進行清理時，雖然隔熱貼片具有很高的柔韌性，與金屬殼體的粘接力也很強，但只要調節好水壓和流量，采用合適的清洗角度，即可有效地清除貼片，確保具有各種內型面的發動機殼體在清洗時不受損壞，表面清洗質量遠勝于手工清洗。
　　在大批量的彈藥處廢作業中，有必要建立相應的清洗工作站，并解決不同于小規模試驗和小批量清洗作業中的特殊問題。首先，規模清洗作業時，為了滿足環保法規和降低消耗，整個清洗用水應是可循環使用的，并需考慮到及時移走清洗工位的廢水和爆炸物碎屑。通過分離、過濾系統使固液分離，將固體爆炸物碎屑收集后回收或進一步處理，液體則可循環使用。由于水在系統中閉式循環，所以水溫的升高也是一個需要考慮的問題。解決方法一是可在系統中加入冷卻器，二是可向系統中注入新鮮常溫清水以免溫升過高。在清洗工位上，由工件輸送系統輸送來的工件(如去掉引信的炮彈頭)被夾持裝置夾持并旋轉到合適的角度，以利于噴頭進行沖洗，并利用重力的作用使清洗廢水和爆炸物碎屑流出，由射流泵抽走進入分離系統。
　　表12-3即為上述幾種場合的主要參數。
　　
　　2.放射性污染的清洗　在具有放射性的場合進行清洗作業一般有兩種目的:一是通過清洗降低被清洗表面的放射性，以利于人員接近進行正常的操作或維護；二是對沾染放射性的污垢進行清除，以達到降低放射性污染和恢復設備功能的雙重目的。由于人員不宜在強放射性場合下進行作業，以免受過多的輻照劑量的影響，所以采用常規方法進行清洗受到了制約。這時采用遙控操作的高壓水射流裝置進行清洗除污就成為一種適宜的工藝，特別適用于反應堆熱室等高放射性場合。雖然反應堆熱室的環境使得人員不宜直接進入其內部進行清洗，但可參照立式容器的清洗方法，采用配有進給機構的三維旋轉噴頭對其內表面進行均勻有效的徹底清洗。除因場合和被清洗表面帶有放射性而需對人員和設備按有關規定進行防護外，其余的清洗步驟同立式容器內壁的清洗。
　　此外，核反應堆退役前都需對沾染放射性的設施進行消除放射性處理。國內曾對某退役反應堆的工藝水池進行了高壓水射流去污試驗【13】。該反應堆運行時間長達20年，工藝水池內存有大量的從堆芯中卸出的燃料元件鋁塊、工藝管頭、控制棒等多種高放射性物件，在反應堆關閉5年多后，仍有多種放射性廢物存放其中。該工藝水池的長為5m，寬為3.7m，深6.6m。其中垂直長度方向有兩塊高3m的隔板，將水池中下部等分為三個池格。整個水池去污內表面積為183m2，容積為122m3。在長期使用過程中，水池的碳鋼覆面因空氣氧化和電化學腐蝕，在表面上形成了一層瘤狀鐵銹。經過高放射性溶液的浸泡，使池壁也變成了高放射性表面。為了減少退役作業人員的受照射劑量，確保工藝水池安全退役，必須對水池進行徹底的清洗去污。在將池內存放元件時所用的水溶液排出后，剩余污染主要是池面污染，放射性的主要載體為池壁與池底由于多年腐蝕和沉積形成的銹垢。水池內表面的去污采用高壓水射流裝置配以三維旋轉噴頭(如圖12-25所示)進行。去污作業分三格進行，中間穿插放射性取樣測量、廢液排放和固體廢物的收集與清理等工作。通過試驗表明，欲去除水池表面的銹垢并露出金屬基體，噴射壓力不應低于30MPa，且噴射點距壁面不能太遠。清洗試驗的去污效果較好，所產生的廢液不含化學劑，不需進行特殊的化學處理。廢液放射性濃度為4.79×104Bq/L(<3.7×105Bq/L)，屬低放射性廢液，可直接排放到天然蒸發池。所產生的固體廢物直接收集后，其放射性比活度為(1.3～2.5)×105Bq/kg，屬中放射性廢物，需裝桶存放。采用高壓水射流全自動噴射去污效果好、工效高、作業人員受輻照劑量小、廢物易處理，適合于工藝水池的清洗去污，有重要的工程應用價值。

 

國內工業清洗四大問題凸顯

提到清洗，誰都不會陌生，因為在日常生活中，我們每個人幾乎每天都多多少少地要用洗面奶、香皂、肥皂、洗滌靈、洗衣粉、洗發精等這些洗滌用品進行清洗，然而，一提起工業清洗，恐怕知道的人寥寥無幾。
　　在石油、化工、鋼鐵、電力、食品等許多基礎工業的生產過程中，由于新裝置的設備及管道，在制造、運輸、貯存、安裝及生產過程中，都會不可避免地產生軋制鱗片、油污泥沙、焊渣、表面浮層及各種氧化物，另外，正在運行的設備如各類塔器、管道換熱器、罐類容器、夾套、反應釜等也會“藏污納垢”，產生如聚合物、結焦、水垢、油污垢、沉積物、鐵銹腐蝕等，如果在裝置運行前或者運行了一、兩年后不及時進行清洗，那么就會導致設備中的物質變性、破壞工藝、影響最后產品的品質，有的會使設備和管線失效、能耗增加、效率降低，嚴重的會使流程堵塞中斷，裝置被迫停產，再有甚者還可能會發生泄露和爆炸等重大安全事故。
常用的清洗方法有化學清洗和物理清洗二種。由于管道系統一般屬隱蔽工程，化學清洗是采用一種或者多種化學藥劑對物體表面污染物或者覆蓋面進行化學轉化、溶解剝離以達到脫脂、除銹和去垢的效果，因此化學清洗較為徹底，應用也比較普遍，約占工業清洗的60%左右。物理清洗一般指的是機械清洗和水力清洗，約占40%。
　　20年前國內還沒有一家專業化的清洗公司，僅有的一兩家企業僅靠幾桶酸、幾桶堿、一把刷、一張抹布就可承攬大型裝置，賺取高額利潤。20年后的今天，工業和科技的飛速發展，國內已經擁有世界上最先進的清洗裝備、儀器、清洗劑，其中包括有化學清洗技術、PIG管道清洗技術、高壓水射流清洗技術、氣動彈清洗技術、氣脈沖清洗技術、微生物清洗技術、管道干燥、防腐技術及裝備，擁有閉塞解析儀、管道測漏儀、ＰＩＧ跟蹤儀等裝備及相應的自動分析、檢測、控制儀器，并且國內工業清洗的創始人藍星清洗還獨立開發、研制了世界領先的“全自動多功能清洗工程車”及“三合一常溫清洗劑”，工業清洗的產業隊伍也壯大到近1000家。
　　據信息產業部分析數據，我國民用和工業清洗市場每年的需求高達3000億。一位工業清洗業內專業人士分析，3000億主要以民用清洗為決大多數，工業清洗僅能占10%左右，不難推算，工業清洗市場每年的需求應是300億。
　　專家分析，國內工業清洗市場巨大，但問題多多。

第一、亟待提高準入門檻。由于目前國內清洗行業存在有多頭管理、條塊分割現象，因此行業保護、無序競爭、工程服務質量良莠不齊現象比比皆是。
　　第二、品牌企業不多。由于行業沒有準入門檻，因此清洗行業以個體企業為主，占到近60～70%，并呈急劇上升之勢，這些企業當中有一批不具備清洗大型工程的技術和設備，但卻可以以絕對的低價擾亂工程的投標。
　　第三、行業標準落后。據了解，目前國內工業清洗企業能夠參照執行的標準還都是上世紀八九十年代化工部等部門頒布的相關標準，已經遠遠不適應時代的要求。
　　第四、亟待開發環保型清洗技術。隨著全球環境的惡化，開發新型環保、無污染、低成本的綠色清洗技術已經成為清洗業必然發展趨勢和競爭條件。

 

超聲波清洗技術應用實例及清洗劑的選擇

行業類別    
  清洗對象的制品分類     
  主要應清洗附著物  
  主要潔洗劑類   
  電子及電氣工業機器   
  各類印刷線路板、電視機零部件、電位計、硅片、滑環線圈、線圈、磁性材料、電容器、延遲線、光圈、導波管、變阻器    
  銹、氧化物、塵、鹽、手垢  
  有機性洗劑(三氯乙烯、三氯乙烷等)醇類(丙酮等)堿性洗劑、中性洗劑、酸性洗劑純水  
  光學機械、寶石加工、鐘表業  
  透鏡、眼鏡框、貴金屬裝飾品、光圈零件、液晶玻璃、計器、表針、表帶、帶扣、數字盤  
  油漆、凡立水、油、油脂、化合物、石墨、染料、銹、塑膠殘留物  
  有機性洗劑(三氯乙烯、三氯乙烷等)堿性洗劑、中性洗劑  
  汽車、摩托車產業  
  減震器、軸瓦、油泵油嘴、缸體、閥體火星塞、氧化器、蓄電池、電極板活塞環    
  油、油膽、防銹劑、機械切屑、塑膠殘留物、磨料、石墨、焦油、塵埃、碳  
  有機性洗劑(三氯乙烯等)堿性洗劑、酸性洗劑、中性洗劑  
  化纖  
  噴絲板、噴絲濾芯、外科用橡膠制品、橡膠成形用金模具  
  指紋、塵、油墨、染料塑膠殘留物、橡膠殘渣  
  堿性洗劑、酸性洗劑  
  酷家釀造  
  瓶、蓋、標簽除去裝置、排氣裝置  
  食物殘渣、指紋、塵埃  
   
  堿性洗劑、中性洗劑  
  飛機產業  
  燃料油濾機、燃料計器、注入噴嘴、旋轉翼、流量控制裝置、機械性控制裝置用零件、水車水壓系零件、液壓元件、氣動元件  
  氧化物、塵、機械、切屑、油類、磨粉、防銹劑、銹、碳、氧化皮  
  有機性洗劑(三氯乙烯、三氯乙烷等)碳剝離劑、中性、堿性洗劑  
  機械工業  
  精密機械設備及部件、壓縮機、相機、軸承等  
  油脂、磨料、塵埃  
  有機性洗劑、中性洗劑、酸性洗劑  
  廣播、電力、通訊  
  街燈、駐車表、燃料油表、思力計、熒光燈、電燈、吊燈、玻璃、螺管、軟片、電報機、濾油器  
  油墨、油、塵污、紗屑、銹、泥、海的鹽分  
  有機性洗劑(三氯乙烯等)堿性洗劑、中性洗劑  
 
  醫院、醫研  
  注射器、手術器具、滴管、研究實驗具、標簽除去、玻璃容器、控針、牙科用鉆、搪孔器、食道鏡、氣管支鏡、直腸鏡、膀胱鏡、牙科技工鑄器、顯微鏡用試料  
  血液、明膠、塵、紗屑、指紋、血漬、料理物殘汀、蛋白(卵白)   
  堿性洗劑、中性洗劑、都市自來水  
  金融機構  
  印章、號牌、硬幣、高級陶器、銀制品  
  手垢、塵、指紋、朦朧  
  堿性洗劑、中性洗劑  
  金屬制品工業  
  真空鍍膜前處理件、電鍍件、鎖、小五金件、螺絲、噴嘴、齒輪、工模、固定裝置用附屬品、彈簧  
  磨料、切屑、防銹劑化合物、切屑油、冷卻油、研磨油、助油劑、磨、化氧皮  
  有機性洗劑(三氯乙烯、三氯乙烷、四氯乙烯等)、醇系(IPA等)   堿性洗劑、中性洗劑

 

清洗技術多種清洗工藝比較特點

清洗技術多種清洗工藝比較特點

清洗技術清洗是指清除工件表面上液體和固體的污染物，使工件表面達到一定的潔凈程度。清洗過程是清洗介質、污染物、工件表面三者之間的相互作用，是一種復雜的物理、化學作用的過程。清洗技術不僅與污染物的性質、種類、形態以及粘附的程度有關、與清洗介質的理化性質、清洗性能、工件的材質、表面狀態有關、還與清洗的條件如溫度、壓力以及附加的超聲振動、機械外力等因素有關。

 

太陽能熱水器需要定期清洗和清洗方法

目前，太陽能熱水器已經進入尋常百姓家庭，其安全、經濟、實用備受人們青睞，但人們在充分享受到太陽熱水器帶來便利的同時，卻沒有意識到其中潛伏的隱患。太陽熱水器由于長期不清洗會造成水質渾濁，水溫不高及縮短太陽熱水器的壽命。若不定期清洗，太陽熱水器將會縮短壽命，降低其使用價值，不能充分發揮其作用，還會給您帶來不必要的麻煩——如爆裂、漏水等，如果任由細菌不斷生長繁殖，甚至會危及您的身體健康。
　　經有關專家的實驗證明，太陽能熱水器如使用1年未進行除垢，熱水溫度會明顯降低，水質也會受到污染，無法保證真空管、傳感器的正常工作，繼續下去，水垢會急速增厚。因此，必須對熱水器系統定期清洗，以除去水箱和真空管的沉積物（污垢），滅殺微生物。
　　一、水垢的形成
　　 1、 某種鹽類（如鈣、鎂鹽）的溶解度隨溫度的升高而降低，因此在接近受熱面的水中，此種鹽類會從水中析出形成沉淀物；

2、水被加熱，重碳酸鹽類受熱分解，生成難溶的沉淀物；
　　 3、自來水中的雜質以及微生物死亡形成的污垢。
　　這些沉淀物、雜質、污垢粘在真空管壁，就形成了難溶的水垢。
　　二、水垢的危害
　　 1、水垢的導熱系數比金屬低得多，金屬鋼管的導熱系數是水垢的6～1000倍，真空管結有水垢會嚴重影響熱水的溫度；
　　 2、真空管是集熱部件，承受高溫，結垢后導熱較慢，因此水垢會影響真空管的使用壽命；
　　 3、水垢會造成傳感器失靈；
　　 4、水垢積累多會影響使用水的質量。
　　三、定期清洗的好處
　　 1、迅速恢復熱水器的加熱功能，提高熱水器對太陽能的利用率，顯著縮短升溫時間，增加熱水供應量，節省電費。
　　 2、延長太陽熱水器的壽命，節省開支。
　　 3、清洗太陽熱水器是一種衛生習慣，是健康生活的保障。
　　 最佳清洗周期：6個月。
　　四、清洗內容與方式
　　 1、保溫水箱、真空集熱管清洗、消毒。
　　 2、采用進口食品級清洗劑，對人體無任何危害，清洗后可直接飲用。

 

純水機-微濾膜的清洗方法-物理清洗

物理清洗是用機械方法從膜面上去除污染物，這種方法具有不引入新污染物、清洗步驟簡單等特點，但該法僅對污染初期的膜有效，清洗效果不能持久。物理清洗包括多種方法，如正方向沖洗、變方向沖洗、透過液反壓沖洗、振動、排氣充水法、空氣噴射、自動海綿球清洗、水力方法、氣-液脈沖和循環洗滌等。
 
1、   反沖洗  指從膜的透過側吹氣體或液體，將膜面污染物除去的方法。注意應在較低的操作壓力下進行（132kPa左右），以免引起膜破裂。反沖時間一般需要20~30min。
2、 靜置浸泡加水力反沖洗  對于長期連續運轉透水量下降而再生又有困難的膜組件，在停止運轉時純凈水浸泡靜置10h以上，然后再進行水力反沖洗是提高通量的有效方法。

3、   機械刮除  對管式組件可采用軟質泡沫塑料球、海綿球（直徑略大于膜管內徑），對內壓管膜進行清洗，在管內通過水力讓泡沫、海綿球反復經過膜表面，對污染物進行機械性的去除。這種方法對軟質垢幾乎能全部除去，但對于硬質垢則不但不易除去而且容易損傷膜表面。因此，該法特別適用于以有機膠體為主要成分的污染膜表面的清洗。

 

 

　碳氫真空清洗機(在日本也叫碳化水素清洗機)是利用碳氫化合物對產品進行清洗的設備,這項清洗技術在日本發展的已經十分成熟.由于碳氫化合物不含ODS物質,對大氣臭氧層沒有損害,因而在環保方面受到環保部門及用戶的歡迎.碳氫化合物具有一定的特點,因此,對清洗設備的設計制造有一定的要求.

　　本文以日本清洗技術協會與中國洗凈協會技術交流關于碳氫清洗劑的介紹的技術資料為主，結合筆者所在公司與日本清洗設備制造商的合作，在設備制造上積累的一定經驗，在碳氫清洗機逐漸在中國被接受的時候，與同行業及用戶交流經驗，推廣碳氫清洗技術，達到合理替代含ODS物質清洗機的目的。

　　曾經被廣泛使用的清洗行業的優秀清洗劑CFC-113（氟里昂）以及1.1.1-三氯乙烷（乙烷）已經被全面禁止生產、進口。目前大致使用的有氯系清洗劑（三氯乙烷、三氯乙烯、二氯甲烷等）、水系清洗劑及碳氫系清洗劑等替代品，面對于大多數用戶而言，由于含氯系清洗劑可以通過對原有設備略加改造即可使用的優點，可以推測這些用戶曾有一段時間均改為使用含氯清洗劑。

　　然而含氯清洗劑由于有毒，環境控制很嚴，且由于ISO14000系列對含氯清洗劑有限制要求，企業為了取得ISO14000證書，現在都開始改用碳氫系的清洗劑和水系清洗劑。而水系清洗劑的設備投資成本高、不易干燥，清洗后的產品常會生銹跡、斑點，還需考慮排水問題，及在中國水資源缺乏等問題，現在各廠家已逐步開始研究其替代品。

　　另一方面，使用非水系清洗劑時需要分開考慮可燃性和不可燃性的問題。碳氫系有可燃性，而且與含氯系清洗劑相比具有不易干燥的弱點。但這些方面已逐步在清洗設備上得到補償，從而預測碳氫系清洗劑將逐步成為當今替代清洗劑的主流。因此本文以碳氫清洗劑及設備為中心進行介紹。

　　一、碳氫系清洗劑

　　1、碳氫系清洗劑的種類

　　通過蒸餾原油得到的留分溶劑有石油系、石油系碳氫化合物、碳氫化合物系、烴（烴）、工業用汽油等稱謂，其定義至今尚不明確。碳氫化合物顧名思義，只是由兩種元素組成的化合物。以前曾簡單將原油蒸餾精致得到的燈油直接作為清洗劑，由于有臭味，引火性以及從干燥性方面考慮以逐漸不被使用。

　　現在使用的大多數碳氫系清洗劑并不是原油簡單蒸餾精致的產品，而是化學合成品或經過高級精煉處理的產品。碳氫系清洗劑從其化學結構上可以分為正構烴系、異構烴系、環烷烴和芳香烴四類。

　　正構烴：結構式為CnH2n+1的飽和鏈烴。直鏈烴的安定性好、臭味小。將燈油餾分過分子篩萃取，蒸餾調整沸點。也有單一組分的物質。

　　異構烴：結構式為CnH2n+2的飽和鏈烴。與直鏈的正構烴相比，異構烴具有支鏈，其安全性也好、臭味小。大多為合成制得。

　　環烷烴：結構式為CnH2n的飽和鏈烴。碳原子數不同，可有單純的環狀烷烴，具有側鏈的環烷烴等。從結構上看比鏈烴的溶解性好，但安定性、臭味方面稍差。一般將含環烷烴多的原油蒸餾或向芳香系中加入核水至得。

　　芳香烴：含苯環，溶解力強，由于擔心其毒性現在較少使用。

　　二、碳氫清洗劑的清洗原理

　　1、清洗機理

　　非水系清洗劑的清洗原理簡單地說是依據溶劑的溶解力進行清洗。基于對油脂或油性污染的溶解性的脫脂機理是：相似相溶原則。汽油、燈油等碳氫化合物容易溶解重油，其它烴類，易與相近的鹵代烴（四氯化碳、三氯乙烷等）互溶。水能與具有與水結構相似OH的化合物如R-COOH（低級脂肪酸）、R-OH（低級醇）等互溶也是基于此。異種液體間的溶解性與表面張力、界面張力有密切關系。例如，苯、環烷烴等溶劑的表面張力與焦油、潤滑油的表面張力差別不大，兩者間的界面張力值近似容易互溶。對于溶劑對油脂或油性污物的溶解性，不同溶劑一定溫度下的溶液在冷卻過程中，溶質分離的溫度越低其對溶質的溶解度就越大。

　　2、KB值

　　KB值是噴漆、涂料工業如表示天那水的溶解力而使用的值，指25℃下從120g標準kaurigum-丁醇溶液中析出kaurigum所需要稀釋劑的ml數，KB值越高溶解性越好。作為清洗用溶劑溶解力的判別曾以KB值作為指標，但KB值是指對樹脂的溶解性，與清洗力無直接關系因而難于作為基準。

　　3、SP值

　　清洗用溶劑的溶解性能指標有溶解度參數SP值。SP值用下式表示：

　　SP值：δ=(△E/V)△E：蒸發能V：摩爾體積

　　SP值相近的物質具有相近的凝集能，因而易于互相溶解。此現象即相似相溶的經驗規則。各物質的SP值如另頁所示。一般碳氫系清洗劑的SP值為7～8，此值因與加工油的SP值（7～8）一致，因此易于溶解，且有高的清洗力。但與樹脂的SP值相距甚遠，因而不易侵蝕這些材料。同時對于含樹脂的污物，醇類的溶解性較差清洗效果不好。選擇清洗劑時SP值可以作為一個指標，但僅以數值作為判斷比較危險，必須用實際污染油等作清洗性能實驗進行評價。

　　4、物理性

　　影響清洗力的因素除溶劑的溶解力外，還有熱、攪拌、摩擦力、加壓、減壓、研磨、超聲波等物理作用力的影響。不是只考慮其中的一種因素，而是將所有因素通盤考慮才能提高清洗效果。表2是影響清洗力的因素總結。

　　三、影響碳氫清洗劑清洗力的因素

　　化學力：溶解力…界面張力…表面活性劑（助劑）化學反應力…

　　物理力：加熱…促進其它清洗因素的反應、污物的物理變化，被清洗物的物性變化。超聲波…由超聲所引起的空化作用、加速度、直進流引起的強力剝離、分散。攪拌…為促進被清洗表面與新鮮清洗液的接觸的攪拌，由于均一化作（搖動、用提高清洗效果、機械促進被清洗表面污物的剝離，分散剝離回轉）后的污物于清洗液中，防止清洗面的再附著。減壓…使減壓液向細微處浸透，使污物膨脹除去。根據以上影響清洗力的幾點因素，碳氫清洗設備在設計和配置上要有所針對性，例如清洗的主功能槽的配置通常如下：

　　工作原理：第一階段：首先由操作者將欲清洗的產品放入洗籃，然后將洗籃放進設備上料區，通過操作員控制機械臂將洗籃提到清洗主槽。這時氣缸驅動槽蓋自動關閉清洗槽，真空脫氣系統啟動，將槽內空氣抽盡.在真空狀態下可以將需要清洗的產品的狹小縫隙內氣體及含在清洗劑中的氣體抽出，超聲波啟動，搖擺裝置啟動，帶動洗籃轉動，使清洗劑可以充分進行清洗；到設定的時間后，真空釋放,氣缸驅動將蓋子打開,機械臂將洗籃提出,進入第二槽清洗.至于需要幾個槽進行真空清洗,則需要根據產品表面的油污,雜質等物質及產品的產量來決定.