技术

溶剂清洗之极性、KB值以及SP值

首先，在分子结构中原子排列不对称，正负电荷的重心没有重合，这种分子就叫极性分子，由极性分子构成的污染物就叫极性污染物，反之亦然。

常见的极性污染物如：有机酸、无机酸、盐类、碱类、污水、手汗、电镀残液、焊接活化剂等。

常见的非极性污染物如：润滑油、防锈油、机油、淬火油、蜡、脂等。

常见的极性溶剂如：水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、环己酮、乙二胺、乙二醇等。

常见的非极性溶剂如：CFC-113、四氯化碳、己烷、庚烷、辛烷、苯、汽油、煤油等。

极性溶剂比较容易溶解极性污染物，反之亦然。

KB值:贝松脂丁醇值，也叫考里丁醇值   用来度量有机溶剂溶解非极性污染物的相对能力，值越大，溶解能力越强。

SP值：溶解度参数   表示溶剂与溶质（污染物）之间相互作用的一个参数，两者的SP值越接近表示越容易溶解。

 

SMT 清洗工艺---实验选用SMT清洗溶剂

一.  前置作业
1.将锡膏送入烤箱，以240℃的温度烘烤，使锡铅粉与助焊膏分离。
2.自然泠却四天(模拟PCB经Reflow后没有立刻清洗，松香已部分硬化)，共取得50g助焊膏待用。
二.   后段操作步骤及观察
取250ml的烧杯，将0.5ml的助焊膏各放入两个烧杯内，将200ml清洗溶剂加入烧杯。
静置5分钟，看溶剂是否有混浊，助焊膏是否有溶解。
接着搅拌1分钟后来观察烧杯内的变化.搅拌完后再静置10分钟, 并观察烧杯内的变化
溶剂与助焊膏有部分不相溶会出现上面的情况。右侧的溶剂效果很好。
溶剂溶解这种助焊膏的溶解能力差，会出现上面的情况，可以看一左侧的杯子有少许残留部分没有被溶解，右侧的溶剂效果很好

 

水基清洗剂替代碳氢清洗剂、三氯乙烯工艺(图)

***五金制品加工后序原表面处理工艺是采用了碳氢清洗剂除油清洗工艺，我司于2010年4月21日针对该工艺改良为水基除油工艺的可行性进行现场试验。  

原工艺设备：老式三氯乙烯清洗机

原工艺清洗剂：溶剂型碳氢清洗剂（经现场检验非真正碳氢清洗剂，碳氢清洗剂密度为0.73-0.85,而实测1.2以上）  

原工艺流程：将工件浸泡在溶剂中，稍加热，超声波振动清洗，仅为一槽。  

水基清洗工艺：工件  → 5－7%清洗液，加温70℃，超声振动清洗 → 5－7%清洗液，加温70℃，超声振动清洗 →水，冷浸泡漂洗 → 纯净水冷浸泡漂洗 → 烘干  

采用水基清洗剂的优势

水基清洗剂以其绝对环保，对人体无伤害，清洗力强，可洗去手印，成本远远低等优势走在清洗行业的前沿。水基清洗代替溶剂清洗已经是一种行业发展的必然。

试验情况：

一、试验工艺流程

第一次试验：工件→5－7%清洗液，加温70℃，超声振动清洗 → 市水冷漂洗 → 市水冷漂洗 → 烘干

第二次试验：工件→5－7%清洗液，加温70℃，超声振动清洗 → 市水冷漂洗 → 纯水冷漂洗 → 烘干  

二、试验结果

第一次试验结果：工件的清洗洁净度达标，但漂洗全用市水漂洗烘干后工件表面有少许水印迹。

第二次试验结果：工件的清洗洁净度达标，最后一道漂洗采用纯净水漂洗，解决了水印迹的问题。  

可行性分析：

一、改良工艺要求

1、采用水基工艺是可以达到生产要求的。清洗液的参数为：浓度5－7%，清洗温度70℃，清洗方式超声波振动清洗

2、从贵司原工艺上了解到，部分工件脏污相对较多。故建议清洗除油部份应用采用二次除油，即两个清洗槽。第一槽进行粗洗除油，第二槽进行精洗除油。

3、自来水杂质较多，容易在工件表面残留下水迹，所以在第二道漂洗工序中要采用纯净水漂洗。

二、成本优化评估（以下成本对比只是一个理论估数！与实际使用肯定是有所误差！）

1、原工艺：原清洗剂以3000元/200L桶算，每月估计用量在9-10桶左右，那么溶剂30000元左右

2、水基工艺：水基清洗剂以30元/公斤算，每用最大用量估计在200公斤左右，那么成本为6000元左右

三、生产效率评估

 1、原工艺大约每四至五分钟可以完全一个清洗流程出成品。工艺方法比较简单，所以生产效率很高。

2、水基清洗工艺大约每四至五分钟出成品。但工艺比较多，需经四个工序，所以费工。而且在开机时需加温要费点工时，第一篮工件的成品的完成要经过一个流程大约是二十分钟左右，之后才是进入正常流程四至五分钟出成品。  

综上所述贵司在进行水基清洗工艺改良是可行的，但存在以下需要克服问题。 1、漂洗工序方面，漂洗槽可以采用现有的塑料框，但在最后一道漂洗工序需要纯净水，目前没有这个设备。

2、水基清洗工艺最后一道工序是烘干，没有现成烘干设备

3、水基清洗工艺与现用的溶剂清洗工艺相对比较繁琐。操作员需在认识上能接受。  

 

超声清洗工艺及清洗液的选择

在购买清洗系统之前，应对被清洗件做如下应用分析： 明确被洗件的材料构成、结构和数量，分析并明确要清除的污物，这些都是决定所要使用什么样的清洗方法，判断应用水性清洗液还是用溶剂的先决条件。最终的清洗工艺还需做清洗实验来验证。只有这样，才能提供合适的清洗系统、设计合理的清洗工序以及清洗液。考虑到清洗液的物理特性对超声清洗的影响，其中蒸汽压、表面张力、黏度以及密度应为最显着的影响因素。温度能影响这些因素，所以它也会影响空化作用的效率。任何清洗系统必须使用清洗液。选择清洗液时，应考虑以下三个因素：
1 ．清洗效率：选择最有效的清洗溶剂时，一定要做实验。如在现有的清洗工艺中引入超声，所使用的溶剂一般不必变更；
2 ．操作简单：所使用的液体应安全无毒、操作简单且使用寿命长；
3 ．成本：最廉价的清洗溶剂的使用成本并不一定最低。使用中必须考虑到溶剂的清洗效率、安全性、一定量的溶剂可清洗多少工件利用率最高等因素。当然，所选择的清洗溶剂必须达到清洗效果，并应与所清洗的工件材料相容。水为最普通的清洗液，故使用水基溶液的系统操作简便、使用成本低、应用广泛。然而对某些材料以及污垢等并不适用于水性溶液，那么还有许多溶剂可供选用。不同的清洗液，要区分的清洗系统 水性系统：通常由敞口槽组成，工件浸没其中。而复杂的系统 由多个槽组成，并配备循环过滤系统、冲淋槽、干燥槽以及其它附件。
溶剂系统：多为超声波汽相除油脂清洗机，常配备废液连续回收装置。超声波汽相清除油脂过程是由溶剂蒸发槽和超声浸洗槽成的集成式多槽系统完成的。在热的溶剂蒸汽和超声激荡共同用下，油、脂、蜡以及其他溶于溶剂的污垢就被除去。经过一列清洗工序后下料的工件发热、洁净、干燥。

清洗件处理
超声清洗的另一个考虑因素是清洗件的上、下料或者说是放置清洗件的工装的设计。清洗件在超声清洗槽内时，无论清洗件还是清洗件篮都不得触及槽底。清洗件总的横截面积不应超过超声槽横截面积的 70% 。橡胶以及非刚化塑料会吸收超声波能量，故将此类材料用于工装时应谨慎。绝缘的清洗件也应引起特别注意。工装篮设计不当，或所盛工件太重，纵使最好的超声清洗系统的效率也会被大大降低。钩子、架子以及烧杯都可用来支持清洗件。

清洗时间： 3-10分钟，最好采用定时方式清洗。

 

超声波清洗应用原理

超声波清洗的应用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间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡（空化核）在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，数百度的高温，利用闭合时的爆炸冲击波破坏不溶性污物而使它们分散于清洗液中，当团体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油被乳化，固体粒子即脱离，从而达到清洗件表面净化的目的。由于超声波固有的穿透力，所以可以清洗各种表面复杂，形状特异的物件，对小孔和缝隙都有很好的清洗效果，对不吸音或吸音系数小的物体清洗效果最佳。

正确使用超声波设备
1、 了解超声波
用超 声波可以分为三种，即次声波、声波、超声波。次声波的频率为20Hz以下；声波的频率为20Hz~20kHz；超声波的频率则为20kHz以上。其中的次声波和超声波一般人耳是听不到的。超声波由于频率高、波长短，因而传播的方向性好、穿透能力强，这也就是为什么设计制作超声波清洗机的原因

超声波清洗是利用超声波在液体中的社会化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超声波清洗机中，空化作用和直进流作用应用得更多。
（1）空化作用：空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时，液体中产生真空核群泡的现象，在压缩力作用时，真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力，由此剥离被清洗物表面的污垢，从而达到精密洗净目的。
（2）直进流作用：超声波在液体中沿声的传播方向产生流动的现象称为直进流。声波强度在0.5W/cm2时，肉眼能看到直进流，垂直于振动面产生流动，流速约为10cm/s。通过此直进流使被清洗物表面的微油污垢被搅拌，污垢表面的清洗液也产生对流，溶解污物的溶解液与新液混合，使溶解速度加快，对污物的搬运起着很大的作用。
（3）加速度：液体粒子推动产生的加速度。对于频率较高的超声波清洗机，空化作用就很不显著了，这时的清洗主要靠液体粒子超声作用下的加速度撞击粒子对污物进行超精密清洗。

 

化学清洗、物理清洗、微生物清洗

清洗剂现状
清洗剂的研究一直是清洗行业最薄弱的环节。过去经常使用的清洗剂主要是ODS清洗剂，ODS在清洗行业中是指CFC一113，TCA，CTC(四氯化碳)三种清洗剂。众所周知，臭氧层的破坏，是当今人类社会面临的最为严重的环境问题之一。为了保护臭氧层，中国已于2003年12月终止CTC作为清洗剂使用；于2005年12月停止CFC一113清洗剂的生产和使用；将于2009年12月终止TCA（三氯乙烯）清洗剂的使用。在过去10年里，清洁技术和清洗剂配方也得到了不断的提高。目前的清洗剂可以分为三类：水基清洗剂、半水基清洗剂、溶剂清洗剂 。其中水基清洗剂主要成分是以水为基体，再配以表面活性剂、洗涤助剂、缓蚀剂等，是清洗中应用较广泛的一种清洗剂。
从长远来看，工业清洗剂的在未来将会有很大的发展潜力。清洗领域已从石油、化工、能源、电子扩展到冶金、建筑、机械电子、邮电通讯、交通运输、纺织印刷、核工业、轻工业等各行各业之中，从企业到家庭、从成套设备到电子零部件都需要清洗服务，只是不同的行业对清洗的重视程度不同，清洗的目的不同，对清洗业的依赖程度不同。清洗已从重点工业城市向中小型城市扩散渗透，已形成广阔的市场氛围。既有简单的单元设备除尘除垢除锈，也有大型成套设备的系统清洗和表面防腐保护，甚至核工业的除垢去污，精密电子仪器和电子线路的不停电除尘、去污、长输管道的清洗、干燥等，清洗行业已无处不在。目前，中国市场上用量最大的清洗剂还是以溴丙烷HEP-2(NPB)、三氯乙烯、二氯甲烷、一氟二氯乙烷HCFC-141b、水基清洗剂为主。清洗剂生产企业仍存在着配方简单、无科学的检测仪器、检测项目不全与实际清洗工艺不一致、不能提供详细的清洗剂安全说明书等问题l4 ；清洗剂市场存在着没有统一的管理规范和技术标准、操作技术水平落后以及从业人员素质较低等问题，总体的清洗水平远远落后于发达国家，远不能满足国内市场的需求 。
清洗剂发展趋势
国内的清洗剂的发展主要经过了简单型、组合型、傻瓜型三个发展阶段。第一阶段主要使用一些腐蚀性很强的强酸强碱，这些清洗剂组成简单，缓蚀性能差。第二阶段出现了各种功能型的清洗剂如渗透剂、剥离剂、促进剂、催化剂、三价铁离子还原剂和铜离子抑制剂等，使清洗剂的功能性更强、协同性能更好、除垢性能和缓释效果更佳。第三阶段随着清洗主剂、缓蚀剂和清洗助剂的日益完善，各种更安全、使用方法更简单的专用型清洗剂大量涌现，使清洗剂更加的专业化、精细化、高效化、安全化、系列化。
目前清洗市场主要使用化学清洗的方法，物理清洗还比较落后。国内化学清洗技术逐步向精细化、功能化、集成化方向发展，形成了很多功能性很强的傻瓜型专用清洗剂产品，清洗水平部分达到或超过国际先进水平。但加入WTO后，为加强竞争实力，我国也必将加大清洗剂的研究和开发力度，加大科技投入，充分利用网络信息资源，研究和开发系列化、功能化、个性化、集成化的绿色环保型清洗剂产品。未来工业清洗剂将向着环保、安全，GWP、ODP值最好为零；无毒，工人长期接触，不影响健康；化学稳定性、热稳定性好，与清洗设备、清洗对象各组成材料相容性好；低表面张力，低粘度，有优良的清洗力，后续处理简单、费用低的方向发展。
清洗方法
1，化学清洗
化学清洗是利用化学药剂对垢物的溶解作用而将污垢去除，其本质是化学清洗剂从与之相接触的污垢表面开始进行溶解，同时清洗剂向污垢内部渗透，减小污垢自身各颗粒问的结合力和减小污垢与基体设备间的结合力，使污垢溶解或使污垢松散脱落而除去的过程。化学清洗的操作，其目的是去除污染、提高质量以及获得良好的加工性能。化学清洗技术的发展是与清洗剂的进步密切相关的。最近提出绿色化学清洗即绿色化学和化学清洗概念的结合，即在减少或消除有害物的使用且避免有害物质产生的条件下，尽可能使用最少的化学药剂，去除物体表面积垢，而使其恢复原表面状态的过程。
随着精细有机合成技术、生物技术和检测技术等相关技术的进步，化学清洗剂将向分子设计方向发展，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；弱酸性或中型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；可生物降解的环保型清洗剂将取代难分解的污染型清洗剂；各类系列傻瓜型清洗剂功能性强，操作简便。在清洗助剂方面更注重催化剂、促进剂、剥离剂的作用，并使其无毒化、低剂量化，缓蚀剂则需要开发特种条件下专用的高效缓蚀剂。化学清洗技术发展到今天，虽然已经取得了很大的进步，但仍有一些问题需要解决。需要开发出性能更好的清洗剂，其中包括腐蚀性小、操作简便安全、成本低以及更高效的缓蚀剂；需要开发符合环保要求的绿色清洗剂。即便是今天，在线化学清洗技术也没有得到大范围的应用。
2，物理清洗
物理清洗(或机械清洗)是在污垢处施加物理作用(如热、搅拌摩擦、研磨、压力、超声波等)而使其脱落，从而达到清洗的效果。常用的方法有：高压水射流清洗技术、喷丸清洗技术、PIG清管清洗技术、干冰清洗技术、超声波清洗技术、激光清洗技术、胶球清洗技术等。
物理清洗技术以污染小、操作灵活、无腐蚀等优点将逐渐取代化学清洗并成为工业清洗的主流，物理清洗技术的研究和应用将更受关注。物理清洗的设备、专职将向小型化、多样化、集成化发展，应用领域越来越宽。在物理清洗中，我国高压水射流清洗占主导地位，并呈加快发展态势；PIG清洗也将加快速度发展；脉冲清洗将得到快速推广应用。随着技术的进步，干冰清洗、超声波清洗等污染的物理清洗技术将广泛应用于工业设备的清洗当中。干冰清洗是将COz气体制成柱状的干冰颗粒，然后将其铲入清洗设备中，通过空压机加压，直接对清洗物进行高压喷射清洗。由于对环境无任何污染，绝缘性能好，所以干冰清洗被称作绿色技术。该技术非常适合重油污，厚灰尘等的清洗。所以推动工业清洗剂的发展中，技术优势将占据主要的地位。
3,微生物清洗
微生物清洗是利用微生物将设备表面附着的油污分解，使之转化为无毒无害的水溶性物质的方法。这种清洗把污染物(如油类)和有机物彻底分解，是一种真正意义上的环保型清洗技术。微生物清洗主要是利用微生物体内的八大微生物催化剂，但其中主要有四类如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维酶。酶是微生物清洗催化剂，酶的催化反应比非酶催化剂的反应速度一般要高106～1012倍。它用量少、条件一般，操作容易，省人、省力、费用不高，效果特好，完全可以保证自然环境美满，人类身体健康。一般水垢、锈垢、油垢、泥渣和其它残渣，都可加入微生物清洗剂一多种酶用于清除各种污垢。该项技术在美国、德国、意大利、日本的应用实例很多，我国则刚刚起步。
展望
研究开发无污染的清洗技术，包括开发新型化学清洗技术，实现清洗过程的高效、低成本与低污染；实现过程的免洗、免拆或在线清洗等都是未来清洗业的发展方向。为了进一步有效的开展清洗，必须开发清洗软件，在专家系统决策清洗方案的基础上，逐步建立数学模型，各程序系统软件，在计算机处理中就会很容易地决定最佳清洗方案、清洗剂配方和废液排放处理方法。
温和、生物降解性，可再生资源及多功能这些说法早已渗入家用，个人保护及工业与公共设施洗涤用品市场用的表面活性剂，最近又提出浓缩及高活性的观点。清洗和清洁行业的技术革新正在迈向绿色和环保时代。一般的工业清洗将走向品牌化、专业化、规范化。

物理清洗与化学清洗的范围

通常把利用机械或水力的作用清除物体表面污垢的方法叫物理清洗，实际上目前物理清洗还包括利用热能的作用，电流的作用，超声波以及紫外线的作用进行去污的方法，因此凡是利用热学、力学、声学、光学、电学的原理去除表面污垢的方法都应归为物理清洗范围。

把利用化学药品或其他水溶液清洗物体表面污垢的方法叫做化学清洗。去污依靠的是化学反应的作用。常见的化学清洗如用各种无机或有机酸去除金属表面的污垢、水垢，用漂白氧化剂去除物体表面的色斑，用杀菌剂、消毒剂杀灭微生物并去除物体表面附着的泥垢或霉斑等。

 

清洗处理方法及清洗剂

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：
        ◆低PH值碱性清洗剂（PH值为7.0～10.5）；
        ◆中PH值碱性清洗剂（PH值为10.5～11.5）；
        ◆高PH值碱性清洗剂（PH值大于11.5）。
    低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0.1～0.3μm），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（60℃～90℃）。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20～40kHz，温度为50℃～70℃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5～20W。

 

废旧塑料清洗剂的选择与使用

现在的回收废塑料中，有很多污垢．油垢，油墨等。大多是需要清洗的，在经过广范的调查研究，发现了－些与塑料清洗有关的问题，现在拿出来，与大家－起分享讨论。

    废旧塑料的品种：塑料编织袋，塑料薄膜，PP.PE.PET膜等，塑料瓶、桶、片材，粉碎料等，品种很多，不清洗直接粉碎造粒，做出的产品无论颜色质量光洁都会很差的，附加值不高。

    污迹的种类，主要以印刷油墨为主，当然也有很多的象动植物油、矿物油污、化工残留等，不干胶类，其他附着物如锈迹、包装物品残存等，有些东西不清洗掉甚至都无法使用，＾真的就成了废品。

    以印刷油墨为例，清洗剂的选择，大致需要关注以下几个方面

    －，首先是环保要求

    1.清洗残液及冲洗用水必须不能造成水污染，这不仅是国家的环保要求，也是每个从业者的个人职责所在，为了一己私利破坏生存环境，得不偿失，是我们每个塑料从业者的良心所在，社会职责。

    2.不能对操作人员造成伤害，清洗剂中不能含有易挥发的有机溶剂，象苯、酮类，刺激人的皮肤，呼吸道等，要珍惜自已和工作人员的生命健康！

    3.清洗剂中也不能含有磷等国家明令禁止的富氧成分，以免排放后污染当地的水系，这也是每个塑料回收业者的社会责任！

    无论你用再环保的产品，建议不要直接排放，为了一方净水，请过滤沉淀后排放，因为洗下的油墨等是有毒的，要集中处理。

    二，再有就是成本因素

    溶剂型清洗剂往往脱墨很快，效果可谓立杆见影，但易挥发，循环使用效果差，洗一次两次，再洗就不行了，要使用能多次循环使用的，以降低清洗成本。

    合理的的安排清洗装置及配制清洗液，也能最高限度的节约成本，浸泡池是建在地面上还是在地面下好呢？多大的池子最合适呢？多深最合适？浓度与时间成反比的，温度与时间也成反比，这里面很有学问的。加热设施的选择，以锅炉为例，大了成本高，但清洗快且效果好，小的价钱少，但温度低效果差时间长，也不节约，一句话，不长不短刚刚好，是最佳状态。当然也跟业者的生产能力有关，不能老牛拉大车，也不能高射炮打苍蝇，呵呵，开个玩笑。

    还有你清洗用水的水质问题，水质差会浪费清洗剂，尽量使用软点的水，我的清洗剂都带有硬水改质剂的。

    三，其实，最重要的还是清洗效果

    效果不好，说什么都白搭，一切都是过程，效果好才是目的地。再环保再节约，洗的效果不好全是瞎话！因为我们目的就是洗干净，管用才是硬道理！

    当然塑料材质不同，油墨污垢种类不同，需要的清洗剂与工艺也会不尽相同，不能一个方子治百病，不同的东西，要用不同的解决方案，选择最佳组合，是清洗的关键。

    欢迎广大回收塑料业者交流指导，多交流才能共同提高，发现不足才是提高的前提。

卫生清洗剂未来主打绿色牌

从今日起，我国首部卫生洁具清洗剂国家标准开始实施。这部由国家质检总局和国家标准委联合发布的标准明确规定，卫生洁具清洗剂中表面活性剂的可降解度要达到90％以上，酸度不能超过12％，这对规范国内清洗剂市场、推广环保型产品、保障消费者利益等方面都将产生重要的促进作用。

 

激光清洗技术在石材行业清洗中的应用

激光清洗技术是近10年来飞速发展的新型清洗技术，它以自身的许多优点在众多领域中逐步取代传统清洗工艺。本文介绍了激光清洗的原理和激光清洗的一些典型应用，展示了激光清洗这一"绿色"清洗技术广阔的发展前景。

　　一、激光清洗原理

　　激光具有高亮度，高方向性、高单色性和高相干性的特点，这是普通光源所无法比拟的。利用激光的高亮度，经过透镜聚焦后，能在焦点附近产生上千万度甚至上万度的温度。激光的高方向性使得激光能有效进行长距离传输。激光的单色性极高，波长单一，有利于聚焦和波长选择。

激光清洗就其清洗机理而言，可分为两大类：一类是利用清洁基片（也称为母体）与表面附着物（污物）对某一波长激光能量，具有差别很大的吸收系数。辐射到表面的激光能量，大部分被表面附着物所吸收，使之受热或气化蒸发、或瞬间膨胀，并被表面形成的蒸气流带动脱离物体表面，达到清洗目的。而基片由于对该波长的激光吸收能量极小，不会被损伤。对此类激光清洗，选择合适的波长和控制好激光能量，是实现安全高效清洗的关键。另一类是适用于清洁基片与表面附着物的激光能量吸收系数差别不大，或基片对涂层受热形成的酸性蒸气较敏感，或涂层受热后会产生有毒物质等情况的清洗方法。该类方法通常是利用高功率高重复率的脉冲激光冲击被清洗的表面，使部分光束转换成声波。声波击中下层硬表面后，近回的部分与激光产生的入射声波微小爆炸，涂层被粉碎、压成粉末，再被真空泵清除，而底下的基片不会损伤。

　　激光清洗与机械磨擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗，高频超声清洗等传统清洗方法相比，有明显的优点。它高效、快捷、成本低，对基片产生的热负荷和机械负荷小，清洗为非损伤；废物可回收，无环境污染；安全可靠，不损害操作人员健康；多功能，可以清除各种不同厚度、不同成份的涂层；清洁过程易于实现自动化控制，实现远距离遥控清洗等。

　　二、激光清洗的方法

　　从方法上分析，激光清洗方法有4种：1.激光干洗法，即采用脉冲激光直接辐射去污；2.激光+液膜方法，即首先沉积一层液膜于基体表面，然后用激光辐射去污；3.激光+惰性气体的方法，即在激光辐射的同时，用惰性气体吹向基体表面，当污物从表面剥离后会立即被气体吹离表面，以避免表面被再次污染和氧化；4.运用激光使污垢松散后，再用非腐蚀性化学方法清洗。目前，常用的是前3种方法。第4种方法仅见于石质文物的清洗中。

三、激光清洗的应用

　　石雕和石刻等年代久远的高档石质艺术品，由于其极精细和易损的表面结构，成为激光清洗技术应用最早的领域。人们发现，用激光清除石质文物表面的污垢有其独特的优势，它能够十分清确地控制光束在复杂的表面上移动，清除污垢而不损伤文物石材。例如，1992年9月，联合国教材文组织的世界文化遗产保护组织为纪念该组织创建20周年，对十分着名的英国亚眠大教堂进行了维修，亚眠大教堂西侧圣母门十分精美的大理石雕刻是工程的关键。在为期一年的圣母门维修工程中，维修人员借助于激光，用激光光束除去了覆盖在大理石雕刻花纹上几毫米厚的黑色垢层，大理石表面原来的色泽体现出来，使精美的雕刻重现光彩。又如，英国最重要的石雕收藏处之一的英斯布伦蒂尔的石雕收藏品经激光清洗后，也得到同样的效果。图1为奥地利的文物保护工作者用带有关节臂的YAG激光对14世纪中叶的St.Stephen大教堂上的石雕进行清洗。

人们用电子显微镜观察激光清洗后的石雕表面，发现激光清洗后石头的结构没有变化，被清洗的表面既光滑又平坦，没有损伤。这跟用微粒子喷射法（喷砂法）清洗后的表面完全不同。微粒子喷射法清洗后大理石表面结构的损伤是难以避免的，特别是对已有硫酸盐垢层的大理石表面。电子显微镜的观察还发现，激光照射后，表面下岩石材料的各项性质既无退化，也无改变。目前，用激光清洗石灰后，大理石等高档石质材料表面污垢的工作已成为一项新的很有前途的业务项目。除了对石质材料的清洗外，激光清洗在玻璃、石英、金属、模具、牙齿、芯片、电极、磁头、磁盘以及各种微电子产品的清洗中都有很好的效果，已经有了一定的应用。

　　四、激光清洗效益分析

除此以外，工业上还用激光对模具进行定期清洗，以保证产品的质量，下面以激光清洗轮胎模具为例，说明激光清洗与脱机喷砂清洗和干冰清洗设备相比的经济效益。激光清洗技术具有明显优势：清洗快速，劳动强度低，无磨损，对操作员无危险。然而，设备的首期投资较高，达30～60万美元。因此工厂需要确立一个合现的投资回收计划。典型的JET激光系统工厂可以在18个月内取得投资回收。硫化停工时间短，劳动力成本低，模具磨损少以及较低的生产成本是潜在的效益。譬如，一台日产20000条轮胎的设备，按8台硫化机（16模）每天平均清洗一次的要求，假设每班清洗3台硫化机或每天清洗9台硫化机（有的工厂清洗两次），从友谊比赛化机上拆下两半模具进行脱机清洗，大约需要15h的作业和10h的停机时间，如采用激光对两半模具进行清洗，则需要0.3h的作业和3h的停机时间，这样，清洗完一台硫化机就可以节约14h的作业和7h的停机时间。又假设，只做10次清洗（5台友谊硫机），5次在模具车间进行脱机清洗，采用激光清洗将产生巨大的回报：每天可节约70小时的作业和35小时的停机时间，那么按一年320天的工作日算，每年可增加22400小时作业和11200小时的上机时间。

　　激光清洗设备的维修和维护费用也应该计算在内，为擦干净激光镜和清除沉积在过滤器上的残余物，每周需对装置进行30min的维护，每4周对主要部件进行60min的检修。每6个月按照制造商的要求对装置进行常规维护并运行一次激光系统。大部分机械部件可以和激光器机架一样都有10年以上的使用寿命，一些激光部件在使用大约3000h后要求替换。这些零部件可在常规预防维修期间进行现场更换。激光装置加上其一年的保修服务，包括易损件的更换并提供典型备件，总算起来操作成本约为每小时4～8美元。所有设备都安装有Modem（调制调解器），这样制造商就可以提供远程服务。

　　综合以上因素，总体来看，激光清洗技术的经济效益是十分显着的。

　　五、结束语

用激光进行焊接和切割等加工工艺已经有多年的历史，然而用激光清洗表面却是一项相对年轻的技术。尽管这项工艺能清除所有有机材料（如口香糖的清除），但在工业清洗中的应用直到最近才开始。相信随着激光器的发展和激光清洗技术的不断完善，将会在各种清洗领域里得到越来越多的应用。

 

工业清洗应用

12.1工业清洗方法
　　在工业生产领域，尽管同各种工业设备接触的介质有所不同，但在不同温度、压力、介质之间的物理化学作用下，常常会在设备中产生高温聚合物、结焦、水垢、油垢、沉积物、腐蚀物等。这些污垢的产生显著影响到设备运行的效益和安全，使装置效率下降、能耗物耗增加、工艺流程中断、设备装置失效、恶性事故发生。尽管通过水质处理、添加化学剂、采用合理的工艺参数等措施可在一定程度上改善这些状况，但要完全避免污垢的产生是不可能的。因此，采用正确的方法进行清洗就成为工业生产中的一个不可缺少的环节。
　　工业清洗的主要作用是:
　　(1)恢复生产。在生产过程中，有时会因为突发性情况或操作不当造成设备的堵塞；或有些装置的生产是间断性的，需要定期进行清洗。这时候，清洗的主要作用是恢复生产。
　　(2)恢复装置的生产效率。几乎所有的工业装置在正常情况下都会随着开工时间的延长而使流程中的污垢逐渐增加。尽管这时候生产还可以维持，但能耗物耗增加、生产效率下降。这时候清洗的主要作用是恢复装置的生产效率。
工业清洗的效益是非常显著的，无论是由于提高清洗质量而延长设备使用寿命，还是因清洗速度加快而缩短设备检修周期，都将获得巨大的经济效益和社会效益。
　　工业清洗的主要方法有:
　　(1)人工清洗。指依靠人工采用简单的工具对工业设备进行清洗。如采用钢钎、手电钻等清理换热器的管程；用机械式清管器清理锅炉管路；用锯片、刮铲等清理换热器壳程；用小铲、钢丝刷等清理塔盘、容器、反应釜内外壁等。
　　采用人工清洗的弊端是显而易见的。其清洗质量差、速度慢，需要占用大量的人力，特别在企业大检修期间，同时有大量的设备需要清洗，这时候往往要组织“突击队”进行长时间、高劳动强度、恶劣工作环境下的清洗工作。而对一些有毒、有害环境下的清洗工作，人工往往难以承担。
　　(2)化学清洗。化学清洗的历史也比较悠久了，对于工业管路、设备、系统、人们早就采用一些化学药剂加上相应的温度、压力环境来用化学反应和水力冲刷或单纯化学浸泡的方法来清除工业污垢。常用的办法有酸洗、碱洗等。近几年来，针对酸洗、碱洗存在的对设备的腐蚀影响，还相应开发出了一些低腐蚀性的化学清洗剂。
化学清洗相对人工清洗来说简便、易行，无疑是在工业清洗技术方面前进了一步，使得快速、高效地进行大规模工业清洗成为可能。但是，化学清洗也有它的不足:一是由于在化学清洗过程中，许多不同类型的化学清洗剂对工业设备的金属材料都有一定的腐蚀作用，在一定程度上使设备的使用寿命受到影响；另外一个影响化学清洗应用的原因是化学清洗废液的处理和排放，大多数化学清洗液都是难以再次回收利用的。此外，为降低对设备的腐蚀，化学清洗后的设备还经常需要用另外的化学药剂(如缓蚀剂和中和剂等)进行处理，以及用大量的清水进行反复冲洗，才能使设备达到使用要求，这就大大增加了废液的处理量和排放量，相应地增加了清洗成本并受到环保法规的制约。由于世界各国对环境保护日益重视，也使化学清洗的发展受到了一定的限制。因此，在许多情况下都采用机械、物理清洗方法。例如，在美国石油化工企业的换热设备清洗中，除了百分之十不需要清洗外，采用高压水射流清洗的占百分之八十，而采用化学清洗的只占百分之十【1】。因此，化学清洗主要用于其它清洗方法难以奏效的设备和系统清洗中。
(3)气体喷砂。气体喷砂除应用于设备制造业作为金属材料的表面处理外，也用于工业设备表面的除垢作业，可快速清除设备表面的积垢、锈斑等。但由于噪声、粉尘影响作业人员的健康，喷砂材料(铜矿渣)成本较高，废渣的处理亦存在问题，限制了它的应用场合。美国环境大气质量标准(The National AmbientAir Quality Standards)及OSHA条例已禁止许多工种的喷砂作业。
　　(4)超声波清洗。超声波清洗也是近年发展起来的一项工业清洗技术，并得到推广应用。超声波清洗的主要应用范围为小型物件的清洗，而难于应用到大型设备的清洗上。
　　(5)高压水射流清洗。高压水射流的主要用途之一即是进行工业清洗，其实质就是由高压泵(或增压器)产生的高压水流经喷头喷射出一束或多束不同方向的高速水流，对清洗对象进行冲蚀、剥层、切除、打击以达到清洗目的。广泛应用于船舶、电力水利、民航、核电、轻工、建筑、石油、化工等各工业部门。
　水射流应用之所以如此广泛，主要是由于其通用性和快速、高质量的作业能力，而且由于采用清水作清洗介质，一般不添加化学药剂，可对废水进行简单处理、过滤后循环使用，大大减少了废水的排放量和降低了清洗成本，减轻了对环境的危害。另外，同一套清洗装置可对各种不同的设备、不同的材料表面进行清洗.可完成从表面除垢到管道内壁清洗等许多工作，通用性很强。现在，不仅国内外许多企业拥有水射流清洗设备和作业人员，而且大规模的专业化工业清洗承包业也发展起来了，这更加促进了清洗设备向更大功率、更高压力、更完善的成套功能方向发展，使作业效率和操作者的安全性均得到大幅度提高。同化学清洗相比，在清洗单台设备和大面积清洗方面水射流清洗占有一定的优势，但对于成套工业装置和复杂管路系统的清洗则化学清洗较为适宜。随着清洗技术和设备的不断完善和推广应用，水射流的应用也在不断地推向深入。
　　12.2有效清洗的参数控制
　　1.工业清洗压力的选择　针对不同的工业清洗对象，清洗机制造厂商生产了各种规格的水射流清洗设备。但不论其具体用途和周边设备如何变化，所有水射流清洗系统都是高压泵(或增压器)以及配套的控制机构、执行机构和辅助机构等基本部件组成的。根据使用场合的不同分为移动式或固定式。在移动式装置中，主泵及原动机(电动机或柴油机)一般安装在卡车或拖车上。早期的水射流清洗设备，除了应用于生活及轻工业一些易清洗污垢(如汽车、酿造厂的储罐和发酵罐、肉食加工厂等)场合采用4～10MPa的清洗压力外，一般用于工业清洗的设备压力参数为30～40MPa，但在这个压力范围内对许多工业设备的清洗效果不佳。因此，目前工业清洗设备的压力参数一般都设置为70～140MPa，功率等级在55～250kW。特大型清洗设备的功率可达1320kW，其压力为70MPa，流量9600L/min。
　　不同应用场合进行有效清洗的参数选择可参见表12-1。
　　
　　2.超高压水射流进行工业清洗的优势　随着超高压技术的迅速发展，采用280MPa增压器组成超高压清洗系统也得到了广泛应用。此类系统的流量一般在4～10L/min，流量较小。在很小的反冲力下，形成穿透力很强的水射流，用于清除一些难以清除，的污垢(如环氧树脂等)效果较好。并且，加入磨料后具有一定的切割能力，可用于切割管线、水泥柱、钢筋混凝土等。
　　使用超高压水射流设备进行工业清洗的好处有:对于许多工业污垢来说，除垢效率随着压力的升高而增加，即单位功率所清洗的工作表面积随着压力的升高而增加；在较高的工作压力下，相同功率的水射流流量减少，这不仅降低了操作者所承受的反冲力，使其不易疲劳，增加了安全性，而且还减少了耗水量和需处理的废液量。换言之，在相同的反冲作用力下，人们可以得到更多的射流功率用于清洗【2】。
　　图12-1为固定射流功率时，不同压力下反冲力和流量的变化情况。
　　图12-2为固定反冲力时，不同压力下射流功率和流量的变化情况。
　　
　　3.超高压水射流对除垢速度和效率的影响　通过试验得知，水射流的除垢速度在很大程度上依赖于水射流速度。水射流速度和喷嘴压力的关系如图12-3所示【3】。
　　水射流压力对除垢效果的影响可以由不同的方式得到。美国FLOW公司在试验室试验时经常使用金属合金来测量喷嘴的效率，因为除去合金的能力通常与喷嘴在实际除垢中的表现有关。图12-4即为采用0.3mm直径的喷嘴除去青铜合金靶材的试验结果。在这项试验中，采用280MPa的压力比采用140MPa压力时的切除效果增强了150%。这一效果的增加不是由于在280MPa时有较高的功率输出，而是单位功率除去靶材的质量增加了。不同的靶材和喷嘴会有不同的结果，但总的趋势是类似的。
　　
　　图12-5表明了另外一个由于压力增高而使除垢效率增加的例子。这项试验表明了压力和靶距相结合的影响。用一扇形喷嘴在280MPa压力下，以12.7mm的靶距取得了4.25g/kWh的高除垢效率，而在140MPa压力下所取得的最好除垢效率仅为1.5g/kWh。在这种情况下，使用280MPa的压力，除垢效率的增加超过180%。
　　
　　水射流清洗过程是与靶材特性、喷嘴设计、操作方法等密切相关的，因此根据试验结果对实际现场除垢特性进行预测是有局限性的。但是较高的压力可以使除垢效率得到显著提高，这对那些难以清除的工业污垢特别是如此。除垢效率的进一步提高可通过适当的选择和使用喷嘴和操作工况(如喷头的转速和靶距)来得到。
　　12.3管束的清洗
　　在工业领域中，各个行业都要用到大量的保温、冷却、换热设备，特别在石油化工行业此类设备往往占所需清洗设备的一个很大比例。根据具体用途的不同，换热器的结构型式、外形尺寸各异，但量大面广的有列管式、U形管式、浮头式等。这类换热器材的共性在于分为管程和壳程两个不同的工作区间，不同工作区间的介质(可能相同也可能不同)在流动过程中通过与管道内外壁的接触达到传热的目的。这样，在其工作时的温度、压力、介质的物理与化学作用下，往往在换热器管道内外壁附着产生污垢，使设备的传热系数降低、物料流通面积变小，增大设备运行时的能耗与物耗，严重时使设备不能正常工作。因此，在平时正常运行期间和检修期间都需经常对其污垢进行清洗，以恢复设备性能，达到生产工艺的要求。
　　管壳式换热器材的清洗分为管程和壳程两部分，分别予以讨论。
　　12.3.1换热器管程的清洗
　　通常用高压水射流清洗管程的污垢，所采用的方法有:
　　1.人工手持刚性喷杆作业　用一外径小于换热器管内径的刚性管(一般控制单边间隙在2mm左右)连接于软管上，另一端连接相应的固定喷头或旋转喷头(或采用液压、气动方式使喷杆本身旋转)，由人工递进管道内进行清洗，脚踏控制阀用来控制高压水的开启与关闭，对于清洗换热器为直管的列管式换热器材很有效，见图12-6。这种方法简便易行，但由于刚性喷杆的进给作业需要一定的距离和空间，因此对较长的换热器需多人手持喷杆协同作业，劳动强度较大。在清洗在线设备时，一般需要搭设脚手架进行作业。
　　2.人工手持柔性软管作业　有些换热器的管道不是直管，而是有一定曲率半径的弯管，如U形管换热器、立式锅炉水管等，采用刚性喷杆作业就难以适应，此时可采用柔性软管作业。柔性软管的种类有金属制造的小直径柔性管和外包敷有橡胶或塑料的多层钢丝缠绕软管。为了保证安全，软管的一端应连接适当长度的一段硬管后再与喷头相连，硬管的长度应保证在清洗时软管在管道内不会突然反向冲出管道而使作业人员受到伤害。
　　
　　用软管清洗管道内壁时，同样由操作人员通过脚踏控制阀来控制高压水的开启和关闭。此时所采用的喷头可为力平衡型　(即多眼喷头的前后向喷射射流反冲力相互平衡)，由人工递进进行清洗；也可采用具有自进性能的喷头(依靠喷头向后喷射时所产生的反冲力推动喷头沿管道前进)进行清洗。但为了安全不宜采用前向喷头，并应采用喷头护套以避免由于射流反冲力使喷头突然由管路内退出伤人。采用柔性软管人工作业的情形可见图12-7。
　　
　　上述两种作业方法的优点是简便易行，适应性广，特别是可使换热器进行在线清洗，适应运行中设备抢修的需要；缺点是劳动强度大，作业效率较低。
　　3.机械化清洗作业　由于清洗工作环境一般比较恶劣，随着射流清洗压力和流量的提高，使得人工操作越来越困难。近几年来射流技术的进步，特别是旋转密封技术的进步，清洗作业的机械化就开始普及应用。图12-8即为用于清洗换热器管程的专用设备。其工作原理为被清洗的管束在液压驱动的滚轴组上和清洗设备台架上的钻枪成一直线，在台架上可同时安装单根或多根刚性喷杆，喷嘴安装在喷杆的前端，喷杆在液压装置的驱动下进行旋转，并通过液压驱动直接伸入管内，在管内进行旋转并喷射高压水射流。在喷杆支架下安装有一升降平台，以使钻枪能够进入每根管内，确保每根管子均得到彻底清洗。这样的清洗装置需要建立大功率的清洗站。
　　
　　柔性喷杆的机械化清洗装置除了相应的工作台架具有垂直和水平进给以保证连接于柔性软管上的喷头能通过导向段与所需清洗的管道对中外，还采用一相应直径的绞盘(须保证高压软管的允许弯曲半径)执行回卷和进给软管的功能。此时应选用自进喷头进行清洗作业。图12-9所示为一种手工操作柔性软管清洗管程的设备。作业时人工手持喷枪对准所需清洗的管道，打开扳机，在气动装置驱动下转盘放出并进给软管，加之喷头的射流反冲力使之沿管束前进；回程时由气动装置驱动转盘转动收回软管，以便清洗下一根管程。这一装置的特点是可快速清洗大量的小直径管束，较好地解决了小直径软管的动力进给问题。
　　采用机械化清洗装置进行作业，不论是单喷杆装置还是多喷杆系统，一般都具有比较完善的自动化控制系统。除了简化操作程序、降低作业人员的劳动强度、加强工作现场的安全性外，由于喷杆、喷头由机械装置牢固地支撑递进，消除了人工操作时反冲力大对操作人员的限制，所以可直接使用大功率机组进行清洗作业，同时也避免了反溅水及污垢残渣对作业人员的不利影响，大大提高了清洗作业的效率和质量。随着清洗作业的专业化，具有多功能的、自动化程度较高的机械化清洗场将越来越受到重视。其不便之处是必须将换热器从生产线上拆卸下来集中清洗，但作业效率的提高完全可以补偿所造成的不便，特别适合大检修时的大批量清洗。
　　
　　12.3.2换热器壳程的清洗
　　同换热器管程的清洗相比，彻底地清洗换热器壳程的难度则相对大一些。因为一般工业用管壳式换热器列管数目庞大，管子之间相隔距离较小，此外在管束上还布置有若干导流板，使得一般的喷枪及清洗喷头难以接近内层管壁进行清洗。对壳程的清洗和对管程的清洗一样，正由初期的人工清洗逐渐转变到机械化清洗方面来。
　　通常情况下人工手持喷枪可以清除壳程的大部分污垢，但对管间距较小的换热器则只能对壳程外边的几层管壁进行较好的清洗。或者采用较细的喷杆、扁平状的喷头伸入管间距内进行清洗。此时由于射流反冲力的影响，操作人员对稳定地操作喷枪可能会感到困难，并由于手持式喷枪射流反冲力的限制，人工作业时的射流机组功率也就受到了一定的限制。
　　对经常有大量换热器需进行清洗的场合，最佳方式还是采用机械化作业清洗。图12-10所示为一机械化清洗换热器壳程实例。这种装置一般都是将被清洗管束放于两个液压驱动的滚轴组上，使被清洗管束在作业中能按要求滚转，而喷嘴及其支架则通过液压、气动或电动方式完成所需要的进给运动。清洗中管束在滚轴组上旋转，喷嘴系统在支架上或上下、或左右进给，支架在导轨上沿管束平行移动，同时喷嘴在其活动机构的驱动下做弧形摆动，保证管束外部的所有部位均被彻底清洗。机械化清洗装置可采用大功率设备以带动多个喷嘴进行清洗，而使清洗作业效率成倍提高。
　　
　　除了管壳式换热器壳程外，另外还有一些设备的清洗类似于这种情况，如各种锅炉炉膛内的热水管道、空气预热器、烟道的清洗。在锅炉炉膛内热水管道外壁上经常沉积很厚的一层灰垢，其厚度根据所使用的煤质或燃油的品质而不同，特别当燃烧、通风不完全时会结成非常硬的烟垢。在这种管外壁清洗作业中，主要是清除管束外壁上的积垢。为了提高清洗质量和尽可能地清除积垢，操作人员应按图12-11所示的作业方式进行清洗，在这样清洗后，通常可近于完全恢复锅炉的效能。在清洗压力的选择上，50～60MPa是必要的，甚至可用到80MPa的压力。喷头应选择与工作压力和流量相匹配的圆柱形喷嘴。用于这种场合的清洗机组功率建议为110kW，流量大约为75L/min。此外，在工作时应考虑到在锅炉中应有合适的排水孔，在炉膛内搭设必要的脚手架。锅炉类管道内壁的清洗则类似换热器材管程的清洗，其清洗压力根据垢层的不同而异，一般60MPa的工作压力已足以清除管道内的污垢。但清洗堵塞的烟道管内壁时，则宜采用较高的工作压力。
　　
　　12.4跟踪管道自进清洗
　　1.复杂管路系统的清洗　管道清洗，特别是管道内壁的清洗是工业清洗应用的一个重要领域。对于管道内壁清洗，一般采用固定喷头或旋转喷头利用射流反冲力沿管道前进并清洗内壁的污垢。对复杂管路系统来说，若其中沉积的污垢比较牢固，利用射流反冲力作为喷头前进的动力，则射流能量的分散使打击力下降、清洗质量下降。另外，管路过长或弯头多时喷头旋转和进给速度也难于保证。所以，理想的方法是选用软管旋转推进器强制软管进给，装置简图见图12-12。
　　
　　软管旋转推进器一般由动力车、旋动车和推进器三部分组成，与高压泵机组配合使用。其工作原理为由高压泵机组产生的高压水经软管接到旋动车上的旋转接头固定端，再从其旋转端沿一根可以转动的高压软管经推进器后进入被清洗管路内孔，从喷头上的三个喷嘴喷出。旋转接头的固定端与旋动车固定在一起，旋转端由液压马达驱动旋转，带动高压软管转动。推进器是固定的，它把装有喷头的软管的旋转运动转化为边旋转边进给的复合运动。喷头喷出的高压水流沿管路产生螺旋轨迹，该轨迹可包络整个管道内表面，从而将管道内壁清洗干净。由于高压软管的柔性，在进给作用下能够进入弯曲的管路，软管的动力驱动装置可带动软管对长距离复杂管路系统进行清洗。动力车由小型内燃机组驱动液压系统，通过液压胶管给旋动车提供动力源。喷头的转速调节通过液压系统的节流阀来实现无级调速。由于工作中对转速稳定性要求不高，所以利用节流阀双向节流的特点，在液压马达正转时构成进油口节流调速回路，使软管在管道中向前进给；反转时又构成回油口节流调速回路，使软管向后进给，简化了回路设计。推进器是推动软管进给和牵引旋动车前进的支座，它工作时放置在管路人口附近，工作原理为用三个胶轮夹持住胶管，胶轮轴线与软管轴线成α角。当软管旋转时，胶轮与软管形成一对摩擦传动的螺旋运动副，α角即为螺旋升角，其相互作用的机理类似于蜗轮蜗杆传动。为了保持胶轮对软管适当的正压力，除了合理地选择胶轮材料外，还采用一套调整胶轮位置的装置。工作中调整α角，即可方便地改变每转的进给量，以满足不同清洗工况的需要。每个喷头设计在圆周方向均布三个喷嘴，喷嘴与轴线夹角为30°，一个前喷，两个后喷，以保持一个向前的反作用合力，使胶管在管道内拉直。喷嘴采用硬质合金特制，用机械连接方式固定在喷头上，磨损后可方便地进行更换。软管旋转推进器的技术指标为:工作压力100MPa，喷头旋转速度4～25r/min，清洗管路最大直径1.5m【4】。它主要用来配合高压清洗机清洗管道内壁，能通过弯曲的管路和弯头，管路系统不需拆卸即可进行清洗，有利于缩短设备检修周期，清洗质量好，适用于化工、石油、电站、盐业等部门管路系统的清洗除垢作业。
　　2.城市排水系统的清洗　城市排水系统是城市清洁系统的一部分，它充斥着各种污水和液状废弃物。城市排水系统还具有排泄地表雨水、溢流造成的积水的功能。由于各种原因，下水道经常被污泥等堵塞，因此下水道的疏通、维护就成了市政维修部门的一项经常性任务。
　　下水道的清洗作业条件是较差的，不清洁的下水道内会细菌滋生、产生异味，而且会传播疾病。清理下水道的作业人员不仅要保证下水系统畅通无阻而且还要清除掉那些对污水处理厂造成不必要负担的固体废物残渣，此外还需将下水道壁面上附着的一层污垢膜也清除掉。因为它不仅是细菌的滋生地，而且还妨碍下水道系统的正常维护和保养。
　　早期人们清理下水管道主要有机械疏通法和水力冲刷法，不仅占用路面时间长，妨碍交通和存在安全隐患，而且劳动强度大、施工环境恶劣、工作效率不高，难以保证清洗质量。高压水射流应用于下水道的清洗则有显著的优势，它不仅比冲刷法优越，而且同传统机械清理方法相比不需要作业人员进入下水道，还可避免传统机械清理工具可能给下水道管壁造成的损害和工具的适应性问题。因为一次只需打开一个窨井，工作效率比原来快许多，对交通的妨碍也降到了最低限度。高压水射流作业的效率和质量远高于其它下水道清洗方法，降低了人工费用和时间，也可显著地降低清洗成本。
　　高压水射流首次用于城市下水道系统的清洗是在1959年由德国Duisburg市引入的，当初用来恢复和清洗战争期间遭受轰炸区域的下水道系统。这些系统的位置和方向都是未知的。因为高压水射流作业不需要从一个窨井到另一个窨井之间连通作业，所以在这种情况下是最为可行的。对一些通向湖海和河流的下水道系统就更加适用了。
　　高压水射流清洗下水道通常采用一辆配备水箱、内燃机(或由电动机驱动)和高压泵的清洗车或两轮拖车。如果清洗装置本身不带水箱，则可直接从消防栓供水，也可由池塘或其它容器供水。下水道清洗车的结构可参见3.7节。
　　用高压水射流来清洗下水道时，将清洗车尾部对着窨井孔以便放下缠绕在绞盘上的软管。使喷头、高压软管从绞盘进入窨井，喷头到达窨井的底部后打开控制阀，喷头就借助射流反冲力的作用自行进入下水道。绞盘的转速、转向是可以控制的。如果喷头到达了下一个窨井，或前进了预期的一段距离，则可通过改变绞盘的转向来回收软管，回收的速度取决于下水道的清洁程度。对日常维护的下水道，回收速度约为15～25m/min，以保证清洗质量。这时，应考虑下水道截面所通过的流量，下水道的截面尺寸越大、泥沙沉积物越多，回收软管的速度应越慢。在泥沙沉积严重的区域，建议采用分段清洗法，即首先清洗10m一段，然后20m、30m……。清洗工作完成后，可关闭控制阀，将软管完全回收到绞盘上。然后用手持喷枪冲洗窨井、路面后盖好井盖。如果清洗后留在井孔中的泥沙较多，或在清洗若干段后积累了大量的泥沙，就需要用真空射流泵或抽吸车将其清除。在采用高压水射流清洗的整个过程中，操作人员并无必要进入窨井，交通安全由安装在清洗车上的信号灯来保障。
　　3.水井进水管的清洗　地下水含有许多化学元素和离子及离子化合物，在采水区域或含水层中也含有大量的泥沙、粘土、有机或无机物杂质等，会由于沉淀、生物和化学作用而在进水管管壁形成一层垢层，使水井的产水量下降。水井生产能力下降后采用的清洗方法通常是机械式的，即在抽干水井后，用钢丝刷清理进水管。尽管清理工作是复杂和耗费时间的，往往还是不能达到所希望的效果。因为用钢丝刷清理，水垢及离子氧化物可被清除，但进水管上的孔槽(沿纵向开设的窄缝8mm×40mm到8mm×80mm)则不能被清理干净。进水区域由于堵塞使渗透性下降后，也不能采用一般的办法来清除堵塞使其保持畅通来增加水量。
　　在将高压水射流清洗方法引入后，情况就发生了变化，图12-13所示即为用高压水射流清洗水井的例子。图中在水平进水管的末端是一个闸门，此外连接一个泻流罩(见“I”细部图)将带有喷头的软管导人到这个泻流罩内。当闸门打开时，带有喷头的软管在射流反冲力的作用下进入进水管。此时水下工作的喷头要考虑到水下约0.2MPa的压力。喷头喷出的射流不仅清除了管壁上和缝隙里的污垢，而且足以搅动进水管周围的渗水区，改善了渗水条件，使水井的产量增加。清洗结束后，水井必须进行消毒，可用次氯酸钠制成1:10的溶液进行消毒。在用次氯酸钠消毒后，清洗泵应用清水清洗干净。
　　
　　4.高层建筑垃圾竖井的清洗　在实际工作中，高层建筑垃圾竖井的清洗一直是一个难以解决的问题。在法国已经成功地将高压水射流应用于这种情况的清洗，并取得了很大的成功。
　　当建筑物高达6层(包括地下室)时清洗工作压力为8～10MPa，喷头可利用射流反冲力自行上行而无需拖曳绳和绞盘。垃圾竖井的尺寸在欧共体内已经标准化了，对6层或7层其尺寸为250mm×300mm，7层以上减小为75mm×100mm。清洗时污水的下泻可通过一个位于竖井下端开口的导流容器来解决(见图1214)。当然，也可以采用不具有自行能力的喷头来进行清洗，此时则应采用拖曳绳或其它方式进行导向。清洗结束后，可将消毒剂加入到水中对竖井进行消毒。
　　
　　12.5管道内外表面同步清洗
　　许多管道和管路系统的内外壁同介质接触后都会产生较严重的污垢而影响正常使用，因此就需对管道内外壁进行清洗。管道内外表面的同步清洗装置可大幅度地提高清洗效率和质量，其中一个典型的例子就是应用于油田采油油管的同步清洗装置。
　　油管经过一段时间的采油使用后，因原油中杂质含量高，就会在管内外壁结垢，严重影响了原油开采作业，必须取出清洗。油管垢层通常含有沥青、白蜡和其它有机物等，粘附于管壁，难以清除。为此，油田都设有专门的油管厂来应付常年累月拆换下来的油管的清洗。
　　传统的油管清洗方法不外乎沸煮，即首先将油管在露天干化，然后放人注满酸液、碱液或清洗液的大池中沸煮，煮后的油管内壁可直接磷化或再用机械清理。尽管如此，这样处理的油管仍难于达到内外壁完全干净的要求。原因在于垢层厚薄不一，大块垢层看似干化，实际仍粘附于壁面，很难溶化或整体脱离，管扣部分则更难洗净；清洗液的配比难以理想化，并且随着清洗液浓度越来越稀其作用也越来越弱。但是，因为没有更理想的工艺取而代之，这种传统的化学清洗方法仍在各油田沿用。
　　另外，化学清洗油管作业存在许多难以克服的实际问题。首先是清洗液煮沸后会挥发出有毒气体，严重影响工人的身体健康；周围环境浓雾弥漫、可视度低，要靠工人将沸煮后的油管捞出，进入下一道工序，有的油田则采用机械钻垢工序，劳动强度极大，且钻杆易损伤管的内壁。除此之外，作业现场到处积垢，清洗池换清洗液时沉积的油垢也难以排出。油管清洗工艺的改造已得到油田的广泛重视，到了非进行不可的地步。
　　用高压水射流清洗油管的难点是结垢粘稠、附着力强；但它又有容易作业的一面，这就是标准化的油管尺寸便于设计专用清洗流水线。油管的具体尺寸为
　　
(内径62mm、外径73mm、接箍外径93mm)、3″(内径76mm、外径89mm、接箍外径114mm)，长度均为9.7m。
　　在70MPa射流压力下，分别以55kW和110KW清洗机组进行油管清洗试验。试验表明，对垢层不厚但附着力很强、表面很硬的垢层，采用70MPa、55kW高压水射流机组便能较好地清洗内外壁。具体结果是，内壁呈现均匀的本底发黑色，外壁附着力极强的白色油漆标识被剥除，管扣全部沟槽发白锃亮，但除漆速度较慢。采用70MPa、110kW高压水射流机组试验，速度明显加快。内壁清洗分别采用旋转喷头和固定多喷嘴喷头，结果旋转喷头能均匀洗净，不留垢迹，但喷头本身会因偶而的外界作用(如碰壁、污垢粘附等)停止旋转；而固定多喷嘴喷头在内壁往往打出可见沟槽，即留有垢迹。试验还显示出一个重要结果:射流以一个人射角接触壁面比垂直接触壁面清洗效果好得多。这就说明射流的切向作用至关重要，也就是说让射流旋转起来模仿钻杆作业是个有效的方式。
　　油管清洗装置的设计原则是:形成两束高压旋转射流，以旋转喷头清洗内壁，以环形旋转喷头清洗外壁，喷头相对油管转动，而油管相对喷头一个往复运动便完成全部清洗。图12-15所示为油管内外壁同步清洗装置原理图。装置包括两台70MPa、110kW高压往复泵，控制台、执行机构和油管进给机构【5】。
　　
　　油管进给装置基本借用油田现有装置，即由滚轮的转动带动油管的往复进给，进给速度由调速电动机保证。一根油管的清洗周期设计在2.5min左右。每一个滚轮由端部的皮带联动，油管的上、下线则由液压操作。整套装置自动控制作业。
　　为了保证内外壁同步清洗，将内、外旋转喷头嵌套在同一位置，内、外壁旋转喷头的转速应与油管进给速度一致，保证清洗无遗漏。两个旋转喷头是本装置的技术关键，也是这一新工艺的成功所在。旋转喷头一直是水射流的攻关技术，压力越高，技术性也就越强。
　　图12-16所示为内表面旋转喷头。它采用偏置一对喷嘴形成喷头旋转水力扭矩，这也是自转旋转喷头的特点；间隙节流无接触密封可靠地保证了水射流70MPa高压力工况。喷头旋转后，由于水力扭矩没有降低，转速会越来越快，高达约2000r/min，这样水射流就会产生严重雾化，破坏了应有的射流打击力。为此，在喷头内设计了粘性流体减速机构，喷头转动要克服粘液剪切应力，从而使转速下降，保证了良好的射流形状。内表面旋转喷头在油管中的对中性非常重要，否则喷头转动就会因外力而停滞。为此，必须在喷头后的喷杆上设置相应支撑机构，采用塑料滚轮使喷头相对于油管对中。
　　
　　外表面旋转喷头专为油管外壁清洗设计成环状，喷头与油管进给相匹配的低速摆动依靠齿轮传递动力控制，实现高压环形摆动水射流。环形喷头沿周向均匀布置6个喷嘴，摆幅略大于90°。主要用于清洗63mm(2.5in)、76mm(3in)油管和钻杆。装置采用专用扇形喷嘴，目的是形成一个具有一定宽度的窄扁水射流，作业时扫出一个宽带，以提高清洗效率。该喷头的最大优点是摆动旋转避免了大直径高压旋转密封，提高了运行可靠性，但它对高压软管的柔韧性要求较高，且平稳性不如大直径高压旋转喷头。
　　考虑两台110kW机组耗水量在9m3/h，而油管厂均须连续作业，可在清洗现场配置污水池。用过的水首先流入污水池，沉淀并刮去表层浮油污物，再经过滤后进入清水池供泵循环使用，达到循环用水的目的。油管内外壁同步清洗装置的应用从根本上实现了高压常温清水同步清洗油管内外壁新工艺，具有良好的经济和社会效益。
　　12.6容器的清洗
　　容器(包括塔、釜、罐、槽、舱等)的内外壁除垢、清洗对容器的制造、检验、安全评定与使用维护极为重要。多年来，容器的清洗除垢技术和工艺有手工刮铲除、机械清除、气体喷砂、涂刷化学清洗剂等，但都不同程度地存在着工作环境恶劣、劳动强度大、作业作率低下、清洗效果不尽人意等弊病。将高压水射流技术引入到这一领域则在一定程度上解决了上述问题。
　　1.大型容器内壁清洗装置　对大型容器内壁清洗装置的主要要求是室外控制，并保证35～70MPa的高压水射流能冲洗到容器内壁的每一点。该装置为在通用高压清洗机的基础上配备专门的进给机构和三维旋转喷头而成。
　　三维旋转喷头工作时其水射流喷头可沿两个互相垂直的轴旋转，转速可在5～100r/min之间调节，通常工作最佳转速为20～40r/min。喷嘴的旋转可利用水射流反冲力通过喷嘴的偏心配置所产生的水力旋转力矩，并通过一对伞齿轮实现喷嘴自身的自转和
　　
喷头体对主轴的公转，也可以通过气动、液动的方式使喷嘴产生所需要的自转和公转。重要的是喷嘴的转速不能过高，以免射流雾化影响清洗效果。
　　立式容器和卧式容器的进给装置不同。图12-17所示为几种常见立式容器进给装置。图a进给机构具有四项功能:(1)垂直进给:通过三层矩形管内置高压软管同三维旋转喷头相连接，依靠自身重力自上而下进给，同时蜗轮蜗杆联动绞盘牵引钢丝绳控制进给的方向和速度。该机构进给深度可达8～12m，垂直进给动作可使喷头停在任一高度位置进行清洗作业；(2)倾斜:在外层矩形管与底座之间设置转动支点，通过倾斜机构3的螺距调节，使伸缩机构4相对于铅垂轴线最大倾斜达40°，以保证喷头贴近容器内壁。(3)旋转:整个进给机构4的质量通过推力轴承和滚动轴承组合支承在底座2上，旋转机构5使一组蜗轮蜗杆带动一组链轮，被动链轮固定在外管上，由此实现整个机构相对于容器内壁的转动，使三维旋转喷头在自转的同时又能随装置做360°的公转，保证水射流的复合旋转并能在任意角度停止且作业；(4)曲臂:曲臂机构6与矩形管端面有一个旋转接头，其动力来自进给机构的蜗轮蜗杆箱，同样以钢丝绳牵引。该箱两轴输出，分别驱动进给和曲臂机构。在轴端设计有一离合器，保证两种动作可分可合。曲臂的目的在于使用列式喷头进行大面积清洗和内壁的上部进行清洗，这个功能对于矩形舱室尤其很有意义。它的曲臂角接近180°。上述四种功能均可在高压下独立动作，也可复合动作，能够满足各种釜、罐、舱的内壁清洗需要【6】。图b机构将喷头直接联接于高压软管，软管的伸缩控制喷头进给深度，而软管外套管的摆角则控制着喷头与容器壁的距离。图c机构最为简单，绞盘转动带动软管伸缩控制着喷头的进给深度。
　　图12-18所示为几种卧式容器内壁清洗装置。图a为通过可伸缩套管使喷头进给到所需清洗位置上；图b为通过液压装置使安装有喷头的套管张开到所需角度和长度，对壁面进行清洗；图c为通过桁架的伸缩推进喷头进行清洗。清洗卧式容器同样使用
　　
三维旋转喷头，它的进给装置较为简单，且容器尺寸越小就越简单。容器内壁清洗的关键在于性能良好的三维旋转喷头，由于动作速度较慢，一般采用手动控制。此外，与三维旋转喷头匹配的高压泵机组性能参数(压力、流量、功率)范围很广，对不同的清洗对象只需相应更换喷嘴即可。
　　
　　2.小直径容器的清洗　小直径容器和大口径管道的清洗大多采用二维旋转喷头，其外形尺寸与所清洗内壁直径相适应。同三维旋转喷头一样，二维旋转喷头的旋转动力可以来自于射流反冲力，也可采用气动或液动。旋转密封的结构也与三维旋转喷头相似。二维旋转喷头清洗作业的进给方式一般有喷杆直接递进与绳索牵引两种。前者用于较短的容器(如气瓶)与管道的清洗，后者则用于较长的容器(如塔器)与管道(烟囱、输送管等)的清洗。图12-19所示即为二维旋转喷头装置用于清洗塔器类较长容器及管道时常见的作业方式。小型容器和管道的清洗也常采用固定喷头。固定喷头具有结构简单、性能可靠、进给方式简便(一般直接采用喷杆或软管递进)等优点，但为了清洗得尽可能彻底、均匀，固定喷头上的喷嘴数必须尽可能多，一般均在4～5个以上，这样就分散了射流功率，降低了射流打击力。为了确保全面彻底的清洗效果，作业时往往需要进行多次反复进给清洗。因此，就同样功率的机组设备而言，采用固定喷头清洗作业，其速度与效果均不及采用旋转喷头作业理想。
　　12.7平面清洗　　
　　1.地面清洗　平面清洗器是对地板、栅格等平面进行清洗的有效工具，其产生的平面旋转射流能有效地去除各种地板或地面上的污垢、痕迹、粘着物、废旧油漆等。大部分用于混凝土表面及柏油路面上的涂层(如焦油、油漆层及环氧树脂隔膜等)都可以用水射流清除。
　　在平面清洗装置中，旋转射流应完全封闭。设备底部装有小轮，可很容易地用手推着走，有些还设置有液压或气压助动行走机构。产生旋转射流的旋转动力可以是水射流的反冲力，或靠气动、液压装置驱动。平面清洗器可使水射流的功率得到更充分的发挥。
　　平面清洗器的典型应用有汽车制造厂喷漆车间地板格栅和地板的清洗。由于喷漆室的工作特点，地板格栅总是很快就沾满了漆垢，因此用水射流设备进行经常性的清洗对于保证正常的工作环境是十分必要的。
　　另外，水射流在高速公路、市政建设中也得到了广泛应用。较小半径的平面旋转射流是用来除去道路上旧的交通标志线的有效工具。
　　在机场，由于飞机频繁起降而造成跑道挂胶过多使摩擦系数下降，严重影响飞机的起降安全。国内外机场都在普遍应用水射流进行除胶作业。根据机场除胶频次的不同，可分别采用手推式平面清洗器配合高压清洗机组和水车进行除胶，或采用自动化程度较高的专用除胶车利用车载式平面清洗器进行除胶作业。有关除胶设备的详细介绍可参见3.8节。
　　2.建筑物外墙清洗　外墙清洗与外墙涂料相比，最大的好处是建筑物在清洗掉污垢以后可以恢复原有的色彩和光泽。
　　上海工业展览中心建于50年代末，大厦外墙用的是50年代的先进工艺“渗色水泥汰白元石”，表面微观凹凸参差，但远远望去整幢大厦气势恢宏，呈现一派俄罗斯风情。由于从启用后一直未对大厦外墙进行清洗，经过40余载的风蚀雨涤，整个建筑的廊、檐、廓、柱及阴阳镂花到处衍生灰褐斑驳的各类酸碱混合物，跟基体坚固复合，通常的物理方法根本清除不掉。为使这一著名建筑物重放异彩，展览中心物业管理处曾试图用化学清洗来还其本来面目，但庞大的建筑群外墙面积达5万m2，难以实施。后来，采用两台高压水射流清洗机进行了清洗，通过试验得出表12-2所示结果【7】。通过对试验结果进行分析认为，当压力为70MPa、流量为60L/min、配以双孔旋转喷头时，清洗效率高、清洗质量好、对墙面无损伤，适合于大面积的清洗。但是对于那些廓、檐、阴阳镂刻、凹凸成形等具有民族风格的建筑花纹，则清洗效果不理想，长年沉积的苔渍几乎清洗不掉。当提高压力时，建筑花纹因承受不住压力而成块剥落。后通过试验在40MPa压力的水射流中加入40#的石英砂形成磨料水射流，则可洗得干净且不伤花纹，达到了满意的效果。
　　用高压水射流和磨料水射流进行建筑物外墙清洗，比用清洗剂加水射流进行冲洗可省去刷化学清洗剂这一道工序，既避免污染，又较为方便，另外，由于磨料射流具有较强的冲蚀、剥离、磨削能力，因而可以显著改善清洗效果，提高清洗效率。但对于光滑墙壁(如釉面砖等)建筑物的清洗，采用水射流加清洗剂的工艺也很有效。
　　
　　12.8水下清洗应用
　　当在水下清洗船体、桩基等金属或混疑土结构物时，用清水射流可以非常成功地清除各种海洋生物附着生成的垢层及大面积锈蚀，所使用的工作压力在30～40MPa。对距离水面小于2m的水下待清洗表面，清洗工作可由操作人员在水面上使用加长的喷杆或喷枪进行。这时候人们应当选用合适的扇形喷头，也可使用一个T型接头在上面安装两个扇型喷头进行清洗。对较深的水下待清洗面或不便于在水面上用加长喷枪进行清洗的表面，如水下闸门、桩基、构件等，可由潜水员进行水下清洗作业，此时须注意所选用的喷头必须是平衡型的，以抵消射流反冲力对潜水员的影响。水下清洗通常选用散射角为30°～45°的扇型喷头，而平衡反冲力则选用圆柱状射流喷头。
　　除了采用普通高压水射流清除水下船体等的海生附着物外，国外还进行了空化射流清除水下结构生物附着的应用研究【8】。高压水射流清除与机械清理方法相比有了很大的进步，而磨料射流和超高压纯水射流的成功应用大大提高了清洗速度和质量，但空化射流可在较低的压力下具有较强的冲蚀性能，因此所耗用的能量相对较少。空化射流是采用空化喷嘴在水射流中产生大量气泡，当气泡被冲击到被清洗表面产生的高压驻止区破裂时，由于气泡破裂的能量聚集在一个微小的区域内，所产生的集中应力较大，使得空化射流比稳定的普通射流在相同的压力和流量下冲蚀能力更强。空化射流的另一个优点是气泡破碎时形成的微小射流速度对不同特性的被冲击表面材料不一样，较软的表面材料会降低其速度和冲蚀力。根据这个机理，工作在较低压力下的空化射流可用于选择性地去除坚硬的海生物附着垢层而不损伤较软的油漆表面。图12-20所示为试验用喷头型式，图12-21所示为靶距和压力在进给速度为0.6m/s时空化射流对油漆涂层的影响。由图可以看出，在20MPa压力时对油漆涂层的损伤很小，靶距大于40mm时所去除的漆层厚度小于25μm；在5.2MPa时对漆层无可测量到的损伤；在压力为7MPa、靶距为13mm时去除的漆层厚度小于13μm。并且，由于被清洗表面的局部凸起所引起的靶距变化不会对漆层产生不利影响。
　　
　　图12-22表明了不同的清洗参数对清洗宽度的影响。图a为靶距固定在40mm，改变压力和进给速度所得到的结果。由图可以看到，海生物垢层在低达3.5MPa的压力下即可被清除掉，随着压力的升高和进给速度的降低清洗宽度缓慢地有所增加。图b表明在进给速度为0.3m/s时靶距的变化对漆层的影响。除了在靶距很小的情况外，靶距的变化对漆层的影响非常小。选择高达75mm的靶距即可使清洗效果在作业中变化不大，又可使清洗喷头越过表面凸起的部分(如焊缝等)而不造成对喷头和被清洗表面的损伤。
　　清洗作业的清洗效率可表示为
　　
　　对清洗效率的表达式，并不能简单地理解为加大进给速度和清洗宽度、减小射流压力和流量即可提高η，事实上清洗宽度是进给速度、压力和流量的函数，因此在选择工况参数时应考虑到它们之间的相互影响。根据试验得到的数据，由一组空化射流喷头组成的清洗工具，当工作在4.0～6.2MPa压力时，清洗效率可达130m2/(h·kW)。喷嘴安装在一个由射流反冲力形成旋转的旋臂上，当清洗装置前进时即均匀旋转扫过船体表面。若要进一步提高清洗效率，则需通过试验进一步优化喷嘴和工况参数。
　　
　　12.9轮毂清洗装置
　　该设备是设计用于客车和货车轮毂的全自动清洗装置(见图12—23)，可进行轮盘、轴颈和轴的清洗。轮毂组件在不添加任何化学剂的情况下用常温清水在4MPa压力下进行射流清洗。清洗是在一个封闭的工作间内进行的，它的进入侧和出口侧都由升降门来开启和关闭。系统的操作全部在清洗间外控制进行。所需的清洗用水由两个安置于清洗间旁、低于地面的水池提供。清洗水在一个封闭的循环系统中运行，从清洗间出来的污水经过排水沟进入第一个水池(粗滤池)进行初步的净化，污泥和固体杂质进入污物桶；漂浮在上层的油污被撇油器刮除，并由一个收集容器或类似的设备所收集。在第二个水池(精滤池)内进行进一步的净化后，再被水泵抽吸经管路送到喷嘴。根据循环水的污染程度，间隔一定时期后循环清洗用水必须进行更换。清洗设备中所有的与水相接触的部件都经过镀锌，以防生锈。
　　
　　清洗间前后两扇升降门可以避免在清洗过程中飞溅的水流和水雾的影响，在轮毂进入和离开时，这两扇门由一个电气装置控制自动地上升和下降。在每扇门上还设有两个用厚安全玻璃制成的观察窗。由于该机组的门架式结构，轮毂组件可以从其前面滚人到清洗间，清洗结束后再从后面滚出。为了固定和松开轮毂，采用了一个设置在清洗机中部的固定升降装置。该装置可扣紧轮毂的边缘将其固定，与升降装置配套的自动定位系统可自动将轮毂的高度同喷嘴的工作区域相吻合。在升降装置升起轮毂后，有一个旋转机构使轮毂旋转，它采用可调节速度的液压马达驱动，速度一经设定后，在工作期间则保持一定。升降装置上的固定和释放机构能将轮毂精确地定位在升降装置上，当清洗结束后升降装置下降且能自动释放轮毂使其滚出。在清洗间内设置有用于清洗轮轴的固定喷嘴组和通过进给运动用于清洗轮盘表面的活动喷嘴组，活动喷嘴组的进给速度可根据所需的清洗时间进行调节。清洗装置用水泵为一台多级离心泵，额定工作压力为4MPa。为了防止水泵空运转，在水池中设置了两个水位开关，当水位到达一半时给出灯光报警信号，到达最低水位时切断泵的运行。此外还设有压力表和流量计来显示泵的工作状态。
　　12.10　危险场合的清洗
　　1.爆炸性材料的清洗　过去从弹壳内清除炸药都沿用蒸汽液化法【9】，这种方法对于难融装药则不适用。如果采用普通回收方法，不仅效率低而且危险性大；若对其销毁，则会造成严重的环境污染和人力物力的浪费。类似地，在固体火箭发动机中经常会遇到固体装药因质量问题而报废的情况【12】，因此必须将报废的推进剂装药从燃烧室清除掉，以使昂贵的金属壳体得到回用。由于固体推进剂有较高的冲击、摩擦敏感性，易燃易爆，所以无法用传统的机械切削方式进行清除。采用人工清除则难度大、效率低，而且极为危险，操作中稍不留意就会引起爆炸。此外，对既要将燃烧室内的固体装药清除掉，又不允许破坏金属壳体内表面粘接的玻璃钢内衬的发动机来说，传统的手工处理方式更是难以奏效。鉴于水射流清洗的高效和安全，在国内外正被成功地用于过期或剩余弹药的处废以及火箭发动机固体装药的清除工作【9-12】。
　　在对各种爆炸性材料进行分析的基础上，利用水射流切割、清洗时不产生火花和显著的切削热的特性，在选择合理的工况参数后，经过试验和应用表明:水射流清洗爆炸性材料不仅安全可靠、提高清洗效率几倍到几十倍，而且可根据爆炸性材料的特性任意调节水压、靶距、进给速度和喷射角等参数。
　　由于一般弹药壳体和火箭发动机壳体大多是圆柱体或变截面回转体，所以对其内部装药的清洗类似于小直径容器类的清洗。在充分考虑安全措施的前提下，可采用类似图12-24所示的方法进行【10】，即在喷杆的前端装有合适的喷头，喷杆在进给机构的作用下具有前后、左右、上下三个位移自由度，此外可以通过进给机构、旋转喷头或使工件产生旋转来提供正反两个方向的旋转自由度。在实际清洗应用中，对一些体积较大的工件要产生旋转比较困难时，则主要靠进给机构提供必要的旋转运动或采用旋转喷头来达到清洗装药的目的，从而使工件的夹持装置得到简化，这对于防止薄壁大口径类容器的变形是非常重要的。
　　
　　在一般情况下，不仅要求彻底清除装药，同时还要求清洗装药容器的表面。根据移动水射流的冲蚀机理，为充分利用水射流的切割、冲蚀和水楔作用，可使喷嘴沿着炸药与容器的分界面转动清洗。在70～100MPa的压力范围内，容器壁面可达到金属发白的清洁程度。
　　水射流还可对固体火箭发动机燃烧室内壁表面上粘贴的隔热贴片进行清除。隔热贴片是一种特制胶片，经加温加压固化形成厚度不等、形状各异的隔热层被牢牢粘贴在内壁上。在贴片过程中有时会遇到质量问题而需重新贴片，或是发动机进行地面热试车后需将贴在燃烧室内腔的贴片层和贴片烧蚀后的残留物(包括碳化层和熔融橡胶层)清除干净重新贴片。用传统方式采用化学药剂浸泡后人工铲剥撕扯，劳动强度大、清理不彻底，且易损坏金属壳体。用水射流进行清理时，虽然隔热贴片具有很高的柔韧性，与金属壳体的粘接力也很强，但只要调节好水压和流量，采用合适的清洗角度，即可有效地清除贴片，确保具有各种内型面的发动机壳体在清洗时不受损坏，表面清洗质量远胜于手工清洗。
　　在大批量的弹药处废作业中，有必要建立相应的清洗工作站，并解决不同于小规模试验和小批量清洗作业中的特殊问题。首先，规模清洗作业时，为了满足环保法规和降低消耗，整个清洗用水应是可循环使用的，并需考虑到及时移走清洗工位的废水和爆炸物碎屑。通过分离、过滤系统使固液分离，将固体爆炸物碎屑收集后回收或进一步处理，液体则可循环使用。由于水在系统中闭式循环，所以水温的升高也是一个需要考虑的问题。解决方法一是可在系统中加入冷却器，二是可向系统中注入新鲜常温清水以免温升过高。在清洗工位上，由工件输送系统输送来的工件(如去掉引信的炮弹头)被夹持装置夹持并旋转到合适的角度，以利于喷头进行冲洗，并利用重力的作用使清洗废水和爆炸物碎屑流出，由射流泵抽走进入分离系统。
　　表12-3即为上述几种场合的主要参数。
　　
　　2.放射性污染的清洗　在具有放射性的场合进行清洗作业一般有两种目的:一是通过清洗降低被清洗表面的放射性，以利于人员接近进行正常的操作或维护；二是对沾染放射性的污垢进行清除，以达到降低放射性污染和恢复设备功能的双重目的。由于人员不宜在强放射性场合下进行作业，以免受过多的辐照剂量的影响，所以采用常规方法进行清洗受到了制约。这时采用遥控操作的高压水射流装置进行清洗除污就成为一种适宜的工艺，特别适用于反应堆热室等高放射性场合。虽然反应堆热室的环境使得人员不宜直接进入其内部进行清洗，但可参照立式容器的清洗方法，采用配有进给机构的三维旋转喷头对其内表面进行均匀有效的彻底清洗。除因场合和被清洗表面带有放射性而需对人员和设备按有关规定进行防护外，其余的清洗步骤同立式容器内壁的清洗。
　　此外，核反应堆退役前都需对沾染放射性的设施进行消除放射性处理。国内曾对某退役反应堆的工艺水池进行了高压水射流去污试验【13】。该反应堆运行时间长达20年，工艺水池内存有大量的从堆芯中卸出的燃料元件铝块、工艺管头、控制棒等多种高放射性物件，在反应堆关闭5年多后，仍有多种放射性废物存放其中。该工艺水池的长为5m，宽为3.7m，深6.6m。其中垂直长度方向有两块高3m的隔板，将水池中下部等分为三个池格。整个水池去污内表面积为183m2，容积为122m3。在长期使用过程中，水池的碳钢覆面因空气氧化和电化学腐蚀，在表面上形成了一层瘤状铁锈。经过高放射性溶液的浸泡，使池壁也变成了高放射性表面。为了减少退役作业人员的受照射剂量，确保工艺水池安全退役，必须对水池进行彻底的清洗去污。在将池内存放元件时所用的水溶液排出后，剩余污染主要是池面污染，放射性的主要载体为池壁与池底由于多年腐蚀和沉积形成的锈垢。水池内表面的去污采用高压水射流装置配以三维旋转喷头(如图12-25所示)进行。去污作业分三格进行，中间穿插放射性取样测量、废液排放和固体废物的收集与清理等工作。通过试验表明，欲去除水池表面的锈垢并露出金属基体，喷射压力不应低于30MPa，且喷射点距壁面不能太远。清洗试验的去污效果较好，所产生的废液不含化学剂，不需进行特殊的化学处理。废液放射性浓度为4.79×104Bq/L(<3.7×105Bq/L)，属低放射性废液，可直接排放到天然蒸发池。所产生的固体废物直接收集后，其放射性比活度为(1.3～2.5)×105Bq/kg，属中放射性废物，需装桶存放。采用高压水射流全自动喷射去污效果好、工效高、作业人员受辐照剂量小、废物易处理，适合于工艺水池的清洗去污，有重要的工程应用价值。

 

国内工业清洗四大问题凸显

提到清洗，谁都不会陌生，因为在日常生活中，我们每个人几乎每天都多多少少地要用洗面奶、香皂、肥皂、洗涤灵、洗衣粉、洗发精等这些洗涤用品进行清洗，然而，一提起工业清洗，恐怕知道的人寥寥无几。
　　在石油、化工、钢铁、电力、食品等许多基础工业的生产过程中，由于新装置的设备及管道，在制造、运输、贮存、安装及生产过程中，都会不可避免地产生轧制鳞片、油污泥沙、焊渣、表面浮层及各种氧化物，另外，正在运行的设备如各类塔器、管道换热器、罐类容器、夹套、反应釜等也会“藏污纳垢”，产生如聚合物、结焦、水垢、油污垢、沉积物、铁锈腐蚀等，如果在装置运行前或者运行了一、两年后不及时进行清洗，那么就会导致设备中的物质变性、破坏工艺、影响最后产品的品质，有的会使设备和管线失效、能耗增加、效率降低，严重的会使流程堵塞中断，装置被迫停产，再有甚者还可能会发生泄露和爆炸等重大安全事故。
常用的清洗方法有化学清洗和物理清洗二种。由于管道系统一般属隐蔽工程，化学清洗是采用一种或者多种化学药剂对物体表面污染物或者覆盖面进行化学转化、溶解剥离以达到脱脂、除锈和去垢的效果，因此化学清洗较为彻底，应用也比较普遍，约占工业清洗的60%左右。物理清洗一般指的是机械清洗和水力清洗，约占40%。
　　20年前国内还没有一家专业化的清洗公司，仅有的一两家企业仅靠几桶酸、几桶碱、一把刷、一张抹布就可承揽大型装置，赚取高额利润。20年后的今天，工业和科技的飞速发展，国内已经拥有世界上最先进的清洗装备、仪器、清洗剂，其中包括有化学清洗技术、PIG管道清洗技术、高压水射流清洗技术、气动弹清洗技术、气脉冲清洗技术、微生物清洗技术、管道干燥、防腐技术及装备，拥有闭塞解析仪、管道测漏仪、ＰＩＧ跟踪仪等装备及相应的自动分析、检测、控制仪器，并且国内工业清洗的创始人蓝星清洗还独立开发、研制了世界领先的“全自动多功能清洗工程车”及“三合一常温清洗剂”，工业清洗的产业队伍也壮大到近1000家。
　　据信息产业部分析数据，我国民用和工业清洗市场每年的需求高达3000亿。一位工业清洗业内专业人士分析，3000亿主要以民用清洗为决大多数，工业清洗仅能占10%左右，不难推算，工业清洗市场每年的需求应是300亿。
　　专家分析，国内工业清洗市场巨大，但问题多多。

第一、亟待提高准入门槛。由于目前国内清洗行业存在有多头管理、条块分割现象，因此行业保护、无序竞争、工程服务质量良莠不齐现象比比皆是。
　　第二、品牌企业不多。由于行业没有准入门槛，因此清洗行业以个体企业为主，占到近60～70%，并呈急剧上升之势，这些企业当中有一批不具备清洗大型工程的技术和设备，但却可以以绝对的低价扰乱工程的投标。
　　第三、行业标准落后。据了解，目前国内工业清洗企业能够参照执行的标准还都是上世纪八九十年代化工部等部门颁布的相关标准，已经远远不适应时代的要求。
　　第四、亟待开发环保型清洗技术。随着全球环境的恶化，开发新型环保、无污染、低成本的绿色清洗技术已经成为清洗业必然发展趋势和竞争条件。

 

超声波清洗技术应用实例及清洗剂的选择

行业类别    
  清洗对象的制品分类     
  主要应清洗附着物  
  主要洁洗剂类   
  电子及电气工业机器   
  各类印刷线路板、电视机零部件、电位计、硅片、滑环线圈、线圈、磁性材料、电容器、延迟线、光圈、导波管、变阻器    
  锈、氧化物、尘、盐、手垢  
  有机性洗剂(三氯乙烯、三氯乙烷等)醇类(丙酮等)碱性洗剂、中性洗剂、酸性洗剂纯水  
  光学机械、宝石加工、钟表业  
  透镜、眼镜框、贵金属装饰品、光圈零件、液晶玻璃、计器、表针、表带、带扣、数字盘  
  油漆、凡立水、油、油脂、化合物、石墨、染料、锈、塑胶残留物  
  有机性洗剂(三氯乙烯、三氯乙烷等)碱性洗剂、中性洗剂  
  汽车、摩托车产业  
  减震器、轴瓦、油泵油嘴、缸体、阀体火星塞、氧化器、蓄电池、电极板活塞环    
  油、油胆、防锈剂、机械切屑、塑胶残留物、磨料、石墨、焦油、尘埃、碳  
  有机性洗剂(三氯乙烯等)碱性洗剂、酸性洗剂、中性洗剂  
  化纤  
  喷丝板、喷丝滤芯、外科用橡胶制品、橡胶成形用金模具  
  指纹、尘、油墨、染料塑胶残留物、橡胶残渣  
  碱性洗剂、酸性洗剂  
  酷家酿造  
  瓶、盖、标签除去装置、排气装置  
  食物残渣、指纹、尘埃  
   
  碱性洗剂、中性洗剂  
  飞机产业  
  燃料油滤机、燃料计器、注入喷嘴、旋转翼、流量控制装置、机械性控制装置用零件、水车水压系零件、液压元件、气动元件  
  氧化物、尘、机械、切屑、油类、磨粉、防锈剂、锈、碳、氧化皮  
  有机性洗剂(三氯乙烯、三氯乙烷等)碳剥离剂、中性、碱性洗剂  
  机械工业  
  精密机械设备及部件、压缩机、相机、轴承等  
  油脂、磨料、尘埃  
  有机性洗剂、中性洗剂、酸性洗剂  
  广播、电力、通讯  
  街灯、驻车表、燃料油表、思力计、荧光灯、电灯、吊灯、玻璃、螺管、软片、电报机、滤油器  
  油墨、油、尘污、纱屑、锈、泥、海的盐分  
  有机性洗剂(三氯乙烯等)碱性洗剂、中性洗剂  
 
  医院、医研  
  注射器、手术器具、滴管、研究实验具、标签除去、玻璃容器、控针、牙科用钻、搪孔器、食道镜、气管支镜、直肠镜、膀胱镜、牙科技工铸器、显微镜用试料  
  血液、明胶、尘、纱屑、指纹、血渍、料理物残汀、蛋白(卵白)   
  碱性洗剂、中性洗剂、都市自来水  
  金融机构  
  印章、号牌、硬币、高级陶器、银制品  
  手垢、尘、指纹、朦胧  
  碱性洗剂、中性洗剂  
  金属制品工业  
  真空镀膜前处理件、电镀件、锁、小五金件、螺丝、喷嘴、齿轮、工模、固定装置用附属品、弹簧  
  磨料、切屑、防锈剂化合物、切屑油、冷却油、研磨油、助油剂、磨、化氧皮  
  有机性洗剂(三氯乙烯、三氯乙烷、四氯乙烯等)、醇系(IPA等)   碱性洗剂、中性洗剂

 

清洗技术多种清洗工艺比较特点

清洗技术多种清洗工艺比较特点

清洗技术清洗是指清除工件表面上液体和固体的污染物，使工件表面达到一定的洁净程度。清洗过程是清洗介质、污染物、工件表面三者之间的相互作用，是一种复杂的物理、化学作用的过程。清洗技术不仅与污染物的性质、种类、形态以及粘附的程度有关、与清洗介质的理化性质、清洗性能、工件的材质、表面状态有关、还与清洗的条件如温度、压力以及附加的超声振动、机械外力等因素有关。

 

太阳能热水器需要定期清洗和清洗方法

目前，太阳能热水器已经进入寻常百姓家庭，其安全、经济、实用备受人们青睐，但人们在充分享受到太阳热水器带来便利的同时，却没有意识到其中潜伏的隐患。太阳热水器由于长期不清洗会造成水质浑浊，水温不高及缩短太阳热水器的寿命。若不定期清洗，太阳热水器将会缩短寿命，降低其使用价值，不能充分发挥其作用，还会给您带来不必要的麻烦——如爆裂、漏水等，如果任由细菌不断生长繁殖，甚至会危及您的身体健康。
　　经有关专家的实验证明，太阳能热水器如使用1年未进行除垢，热水温度会明显降低，水质也会受到污染，无法保证真空管、传感器的正常工作，继续下去，水垢会急速增厚。因此，必须对热水器系统定期清洗，以除去水箱和真空管的沉积物（污垢），灭杀微生物。
　　一、水垢的形成
　　 1、 某种盐类（如钙、镁盐）的溶解度随温度的升高而降低，因此在接近受热面的水中，此种盐类会从水中析出形成沉淀物；

2、水被加热，重碳酸盐类受热分解，生成难溶的沉淀物；
　　 3、自来水中的杂质以及微生物死亡形成的污垢。
　　这些沉淀物、杂质、污垢粘在真空管壁，就形成了难溶的水垢。
　　二、水垢的危害
　　 1、水垢的导热系数比金属低得多，金属钢管的导热系数是水垢的6～1000倍，真空管结有水垢会严重影响热水的温度；
　　 2、真空管是集热部件，承受高温，结垢后导热较慢，因此水垢会影响真空管的使用寿命；
　　 3、水垢会造成传感器失灵；
　　 4、水垢积累多会影响使用水的质量。
　　三、定期清洗的好处
　　 1、迅速恢复热水器的加热功能，提高热水器对太阳能的利用率，显著缩短升温时间，增加热水供应量，节省电费。
　　 2、延长太阳热水器的寿命，节省开支。
　　 3、清洗太阳热水器是一种卫生习惯，是健康生活的保障。
　　 最佳清洗周期：6个月。
　　四、清洗内容与方式
　　 1、保温水箱、真空集热管清洗、消毒。
　　 2、采用进口食品级清洗剂，对人体无任何危害，清洗后可直接饮用。

 

纯水机-微滤膜的清洗方法-物理清洗

物理清洗是用机械方法从膜面上去除污染物，这种方法具有不引入新污染物、清洗步骤简单等特点，但该法仅对污染初期的膜有效，清洗效果不能持久。物理清洗包括多种方法，如正方向冲洗、变方向冲洗、透过液反压冲洗、振动、排气充水法、空气喷射、自动海绵球清洗、水力方法、气-液脉冲和循环洗涤等。
 
1、   反冲洗  指从膜的透过侧吹气体或液体，将膜面污染物除去的方法。注意应在较低的操作压力下进行（132kPa左右），以免引起膜破裂。反冲时间一般需要20~30min。
2、 静置浸泡加水力反冲洗  对于长期连续运转透水量下降而再生又有困难的膜组件，在停止运转时纯净水浸泡静置10h以上，然后再进行水力反冲洗是提高通量的有效方法。

3、   机械刮除  对管式组件可采用软质泡沫塑料球、海绵球（直径略大于膜管内径），对内压管膜进行清洗，在管内通过水力让泡沫、海绵球反复经过膜表面，对污染物进行机械性的去除。这种方法对软质垢几乎能全部除去，但对于硬质垢则不但不易除去而且容易损伤膜表面。因此，该法特别适用于以有机胶体为主要成分的污染膜表面的清洗。

 

 

　碳氢真空清洗机(在日本也叫碳化水素清洗机)是利用碳氢化合物对产品进行清洗的设备,这项清洗技术在日本发展的已经十分成熟.由于碳氢化合物不含ODS物质,对大气臭氧层没有损害,因而在环保方面受到环保部门及用户的欢迎.碳氢化合物具有一定的特点,因此,对清洗设备的设计制造有一定的要求.

　　本文以日本清洗技术协会与中国洗净协会技术交流关于碳氢清洗剂的介绍的技术资料为主，结合笔者所在公司与日本清洗设备制造商的合作，在设备制造上积累的一定经验，在碳氢清洗机逐渐在中国被接受的时候，与同行业及用户交流经验，推广碳氢清洗技术，达到合理替代含ODS物质清洗机的目的。

　　曾经被广泛使用的清洗行业的优秀清洗剂CFC-113（氟里昂）以及1.1.1-三氯乙烷（乙烷）已经被全面禁止生产、进口。目前大致使用的有氯系清洗剂（三氯乙烷、三氯乙烯、二氯甲烷等）、水系清洗剂及碳氢系清洗剂等替代品，面对于大多数用户而言，由于含氯系清洗剂可以通过对原有设备略加改造即可使用的优点，可以推测这些用户曾有一段时间均改为使用含氯清洗剂。

　　然而含氯清洗剂由于有毒，环境控制很严，且由于ISO14000系列对含氯清洗剂有限制要求，企业为了取得ISO14000证书，现在都开始改用碳氢系的清洗剂和水系清洗剂。而水系清洗剂的设备投资成本高、不易干燥，清洗后的产品常会生锈迹、斑点，还需考虑排水问题，及在中国水资源缺乏等问题，现在各厂家已逐步开始研究其替代品。

　　另一方面，使用非水系清洗剂时需要分开考虑可燃性和不可燃性的问题。碳氢系有可燃性，而且与含氯系清洗剂相比具有不易干燥的弱点。但这些方面已逐步在清洗设备上得到补偿，从而预测碳氢系清洗剂将逐步成为当今替代清洗剂的主流。因此本文以碳氢清洗剂及设备为中心进行介绍。

　　一、碳氢系清洗剂

　　1、碳氢系清洗剂的种类

　　通过蒸馏原油得到的留分溶剂有石油系、石油系碳氢化合物、碳氢化合物系、烃（烃）、工业用汽油等称谓，其定义至今尚不明确。碳氢化合物顾名思义，只是由两种元素组成的化合物。以前曾简单将原油蒸馏精致得到的灯油直接作为清洗剂，由于有臭味，引火性以及从干燥性方面考虑以逐渐不被使用。

　　现在使用的大多数碳氢系清洗剂并不是原油简单蒸馏精致的产品，而是化学合成品或经过高级精炼处理的产品。碳氢系清洗剂从其化学结构上可以分为正构烃系、异构烃系、环烷烃和芳香烃四类。

　　正构烃：结构式为CnH2n+1的饱和链烃。直链烃的安定性好、臭味小。将灯油馏分过分子筛萃取，蒸馏调整沸点。也有单一组分的物质。

　　异构烃：结构式为CnH2n+2的饱和链烃。与直链的正构烃相比，异构烃具有支链，其安全性也好、臭味小。大多为合成制得。

　　环烷烃：结构式为CnH2n的饱和链烃。碳原子数不同，可有单纯的环状烷烃，具有侧链的环烷烃等。从结构上看比链烃的溶解性好，但安定性、臭味方面稍差。一般将含环烷烃多的原油蒸馏或向芳香系中加入核水至得。

　　芳香烃：含苯环，溶解力强，由于担心其毒性现在较少使用。

　　二、碳氢清洗剂的清洗原理

　　1、清洗机理

　　非水系清洗剂的清洗原理简单地说是依据溶剂的溶解力进行清洗。基于对油脂或油性污染的溶解性的脱脂机理是：相似相溶原则。汽油、灯油等碳氢化合物容易溶解重油，其它烃类，易与相近的卤代烃（四氯化碳、三氯乙烷等）互溶。水能与具有与水结构相似OH的化合物如R-COOH（低级脂肪酸）、R-OH（低级醇）等互溶也是基于此。异种液体间的溶解性与表面张力、界面张力有密切关系。例如，苯、环烷烃等溶剂的表面张力与焦油、润滑油的表面张力差别不大，两者间的界面张力值近似容易互溶。对于溶剂对油脂或油性污物的溶解性，不同溶剂一定温度下的溶液在冷却过程中，溶质分离的温度越低其对溶质的溶解度就越大。

　　2、KB值

　　KB值是喷漆、涂料工业如表示天那水的溶解力而使用的值，指25℃下从120g标准kaurigum-丁醇溶液中析出kaurigum所需要稀释剂的ml数，KB值越高溶解性越好。作为清洗用溶剂溶解力的判别曾以KB值作为指标，但KB值是指对树脂的溶解性，与清洗力无直接关系因而难于作为基准。

　　3、SP值

　　清洗用溶剂的溶解性能指标有溶解度参数SP值。SP值用下式表示：

　　SP值：δ=(△E/V)△E：蒸发能V：摩尔体积

　　SP值相近的物质具有相近的凝集能，因而易于互相溶解。此现象即相似相溶的经验规则。各物质的SP值如另页所示。一般碳氢系清洗剂的SP值为7～8，此值因与加工油的SP值（7～8）一致，因此易于溶解，且有高的清洗力。但与树脂的SP值相距甚远，因而不易侵蚀这些材料。同时对于含树脂的污物，醇类的溶解性较差清洗效果不好。选择清洗剂时SP值可以作为一个指标，但仅以数值作为判断比较危险，必须用实际污染油等作清洗性能实验进行评价。

　　4、物理性

　　影响清洗力的因素除溶剂的溶解力外，还有热、搅拌、摩擦力、加压、减压、研磨、超声波等物理作用力的影响。不是只考虑其中的一种因素，而是将所有因素通盘考虑才能提高清洗效果。表2是影响清洗力的因素总结。

　　三、影响碳氢清洗剂清洗力的因素

　　化学力：溶解力…界面张力…表面活性剂（助剂）化学反应力…

　　物理力：加热…促进其它清洗因素的反应、污物的物理变化，被清洗物的物性变化。超声波…由超声所引起的空化作用、加速度、直进流引起的强力剥离、分散。搅拌…为促进被清洗表面与新鲜清洗液的接触的搅拌，由于均一化作（摇动、用提高清洗效果、机械促进被清洗表面污物的剥离，分散剥离回转）后的污物于清洗液中，防止清洗面的再附着。减压…使减压液向细微处浸透，使污物膨胀除去。根据以上影响清洗力的几点因素，碳氢清洗设备在设计和配置上要有所针对性，例如清洗的主功能槽的配置通常如下：

　　工作原理：第一阶段：首先由操作者将欲清洗的产品放入洗篮，然后将洗篮放进设备上料区，通过操作员控制机械臂将洗篮提到清洗主槽。这时气缸驱动槽盖自动关闭清洗槽，真空脱气系统启动，将槽内空气抽尽.在真空状态下可以将需要清洗的产品的狭小缝隙内气体及含在清洗剂中的气体抽出，超声波启动，摇摆装置启动，带动洗篮转动，使清洗剂可以充分进行清洗；到设定的时间后，真空释放,气缸驱动将盖子打开,机械臂将洗篮提出,进入第二槽清洗.至于需要几个槽进行真空清洗,则需要根据产品表面的油污,杂质等物质及产品的产量来决定.