FWA-6080 真空碳?xì)涫匠暡ㄇ逑礄C(jī)

碳?xì)洵h(huán)保真空清洗在精密制造行業(yè)的應(yīng)用

中國(guó)清洗行業(yè)幾十年來(lái)一直用氟里昂、三氯乙烯清洗五金零件造成的大氣層污染問(wèn)題一直困擾著眾多的生產(chǎn)企業(yè)。碳?xì)浠衔锴逑醇夹g(shù)目前得到廣泛應(yīng)用。中國(guó)要盡快掌握利用碳?xì)浠衔锛夹g(shù)清洗工業(yè)設(shè)備，以盡快解決傳統(tǒng)工業(yè)清洗技術(shù)所造成的環(huán)境污染問(wèn)題，推動(dòng)中國(guó)清洗工業(yè)的技術(shù)更新?lián)Q代。

使用了免清洗、水基清洗、準(zhǔn)水基清洗、鹵代烴清洗、碳?xì)淙軇┣逑吹雀鞣N方法，經(jīng)過(guò)多年的探索、論證、比較和篩選、應(yīng)用范圍廣。以碳?xì)淝逑磩┖驼婵涨逑锤稍餀C(jī)相配合的碳?xì)淝逑醇夹g(shù)已經(jīng)成清洗行業(yè)的主流。

一、碳?xì)淝逑磩┑膬?yōu)勢(shì)與缺陷

碳?xì)淝逑磩┦丘s程在140-190℃左右的正構(gòu)和異構(gòu)烷烴。一般是石油經(jīng)粗蒸餾、加氫、精餾、異構(gòu)化制成。碳?xì)淝逑磩┡c其他清洗劑相比有許多優(yōu)勢(shì)：

1、清洗性能好。碳?xì)淝逑磩┡c大多數(shù)的潤(rùn)滑油、防銹油、機(jī)加工油同為非極性的石油餾分，根據(jù)相似相容的原理，碳?xì)淝逑磩┣逑催@些礦物油的的效果要好于鹵代烴和水基清洗劑。

2、蒸發(fā)損失小。碳?xì)淝逑磩┓悬c(diǎn)一般在150℃以上，在使用保管過(guò)程中揮發(fā)損失要比沸點(diǎn)在40~80℃的鹵代烴小得多，對(duì)包裝物和設(shè)備的密封要求很低。

3、無(wú)毒。經(jīng)毒理試驗(yàn)，碳?xì)淝逑磩┑奈攵拘?、?jīng)口毒性和皮膚接觸毒性均為低毒，且不屬于致癌物質(zhì)，與鹵代烴相比對(duì)清洗操作人員更安全。

4、材料相容性好。碳?xì)淝逑磩┲胁缓莺吐?、硫等腐蝕物，對(duì)各種金屬材料不會(huì)產(chǎn)生腐蝕和氧化。另外，由于其屬于非極性溶劑，對(duì)大部分塑料和橡膠沒(méi)有溶解、溶脹和脆化作用，因此應(yīng)用范圍極廣。

5、可*揮發(fā)無(wú)殘跡。碳?xì)淝逑磩┦欠浅＜儍舻木迫軇诔睾图訙貭顟B(tài)下均可*揮發(fā)，沒(méi)有任何殘留。

6、不破壞環(huán)境。碳?xì)淝逑磩┛梢宰匀唤到?，清洗廢液可以放入燃煤或燃油鍋爐中焚燒，焚燒的生成物主要為CO2和水，對(duì)空氣沒(méi)有污染。碳?xì)淝逑磩┲胁缓?，?duì)臭氧的破壞系數(shù)為零。

7、 價(jià)格便宜。普通碳?xì)淝逑磩┑膬r(jià)格相當(dāng)于F-113價(jià)格的50%以下，是某些ODS替代品價(jià)格的二十分之一。由于碳?xì)淝逑磩┑拿芏葹?.75左右，大大低于鹵代烴溶劑的密度，因此在同樣容積的清洗槽中碳?xì)淝逑磩┑募尤肓績(jī)H為鹵代烴清洗劑的一半。盡管碳?xì)淝逑磩┯兄T多優(yōu)點(diǎn)，但與ODS清洗劑相比，其沸點(diǎn)高（150～190℃）而閃點(diǎn)低（ 50～70℃）。雖然較高的沸點(diǎn)可以減少清洗劑在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中的揮發(fā)損耗，但也使清洗后工件的干燥速度大大降低，使清洗劑的蒸餾再生變得困難。較低的閃點(diǎn)則提高了清洗、干燥和蒸餾再生中的防火要求。（見(jiàn)附表1：常用碳?xì)淝逑磩┡c鹵代烴清洗劑沸點(diǎn)和閃點(diǎn)比較）（見(jiàn)附表1：常用碳?xì)淝逑磩┡c鹵代烴清洗劑沸點(diǎn)和閃點(diǎn)比較）為了使經(jīng)濟(jì)適用的碳?xì)淝逑磩┑玫礁玫睦?，日本企業(yè)將真空技術(shù)應(yīng)用到清洗設(shè)備中，開(kāi)發(fā)出一種全新的清洗設(shè)備——真空清洗干燥機(jī)，*克服了碳?xì)淝逑磩┑娜觞c(diǎn)，使碳?xì)淝逑丛谌毡镜玫綇V泛的應(yīng)用。

表1 常用清洗溶劑沸點(diǎn)和閃點(diǎn)比較

二、真空技術(shù)在清洗中的作用

真空清洗干燥機(jī)利用液體在真空狀態(tài)下的物理變化，改變了碳?xì)淝逑磩┖捅磺逑次锏哪承┨匦裕瑥亩吚芎?，使碳?xì)淝逑磩┑膬?yōu)勢(shì)得到更好的發(fā)揮。真空技術(shù)在清洗中的主要作用是：

1.脫出清洗劑中的空氣，減少超聲波的衰減。為提高清洗效果，清洗機(jī)中一般都采用超聲波技術(shù)，利用超聲波振子每秒鐘幾萬(wàn)次頻率的振動(dòng)，發(fā)出超過(guò)人耳可聽(tīng)見(jiàn)的10萬(wàn)倍以上的聲壓。在清洗的情況下超聲波在液體中呈放射狀，使清洗液體流動(dòng)而產(chǎn)生大量的真空氣泡，這種現(xiàn)象就是空穴作用。由這種空穴作用而產(chǎn)生的液體流動(dòng)和數(shù)以萬(wàn)計(jì)的高壓真空氣泡瞬間爆破時(shí)產(chǎn)生的能量，不斷地沖擊被清洗物表面，使表面及縫隙中的污垢迅速剝落。但在常壓狀態(tài)下，清洗劑中溶解的空氣粒子遇到超聲波時(shí)產(chǎn)生氣泡，超聲波的空穴作用會(huì)被大幅度衰減，清洗效果被減弱。在真空狀態(tài)下，清洗劑中的氣體會(huì)被脫出，從而避免了超聲波的衰減。這一效果可以從鋁箔實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證：在清洗槽中分別加入未經(jīng)真空脫氣和經(jīng)過(guò)真空脫氣的碳?xì)淝逑磩?，使用相同功率的超聲波?duì)鋁箔清洗一分鐘，結(jié)果未經(jīng)脫氣的清洗劑可見(jiàn)輕微的震動(dòng)，鋁箔基本上無(wú)變化。而經(jīng)過(guò)真空脫氣的清洗劑劇烈震動(dòng)，鋁箔很快出現(xiàn)許多孔洞。

2. 排除工件表面和孔隙中的空氣，提高清洗效果。在傳統(tǒng)清洗中，清洗效果不理想常常是因?yàn)槊た?、粗糙表面和?xì)小縫隙中的空氣不能排出，影響清洗劑的浸潤(rùn)，產(chǎn)生清洗盲區(qū)。應(yīng)用真空技術(shù)后，可使部件表面、縫隙和盲孔內(nèi)的空氣全部排出，使清洗劑*浸入工件的每個(gè)部位，使工件的各個(gè)部位都達(dá)到好的清洗效果。對(duì)于構(gòu)造復(fù)雜、盲孔較深的工件，通過(guò)兩次以上的抽真空和排氣過(guò)程，也可以將空氣全部排出。所以在真空狀態(tài)下，清洗效果要比常壓下更好。

3. 降低沸點(diǎn)使碳?xì)淝逑磩┮部梢詫?shí)現(xiàn)氣相清洗。使用鹵代烴清洗劑的超聲波清洗機(jī)，利用鹵代烴清洗劑沸點(diǎn)低的特點(diǎn)，在清洗的后一步，將清洗劑加熱使之產(chǎn)生純凈的清洗劑蒸汽，用溶液蒸汽對(duì)工件進(jìn)行氣相清洗，使溶解在清洗溶液中的油污不會(huì)殘留在工件表面。由于碳?xì)淝逑磩┑姆悬c(diǎn)高于閃點(diǎn)，在常壓狀態(tài)下不可能對(duì)工件進(jìn)行蒸汽清洗。真空清洗干燥機(jī)利用液體在真空狀態(tài)下沸點(diǎn)降低的原理，通過(guò)對(duì)密封的清洗槽抽真空，使碳?xì)淙軇┑姆悬c(diǎn)大大降低，只需將碳?xì)淝逑磩┘訜岬?0℃左右，就可使其沸騰，實(shí)現(xiàn)氣相清洗。

4. 利用真空突沸效應(yīng)，提高干燥速度。由于碳?xì)淝逑磩┑姆悬c(diǎn)都在140℃以上，在常溫常壓下*揮發(fā)一般需要一小時(shí)左右。這樣的干燥速度肯定不能滿足工藝清洗的節(jié)拍要求。而用加熱烘干的方法又容易產(chǎn)生火險(xiǎn)，這也是碳?xì)淝逑磩┰谥袊?guó)未得到廣泛應(yīng)用的主要原因之一。真空清洗干燥機(jī)一般是將蒸汽清洗與真空干燥在一個(gè)槽中進(jìn)行，在對(duì)工件進(jìn)行蒸汽清洗的同時(shí)使工件溫度升高，然后使干燥槽迅速進(jìn)入更高的真空狀態(tài)，工件表面的清洗液會(huì)突然沸騰（真空突沸效應(yīng)）而迅速揮發(fā)干凈。這樣可以將工件的干燥時(shí)間降低到1分鐘以內(nèi)。

5. 真空蒸餾，使碳?xì)淝逑磩┰偕貜?fù)使用。清洗劑的蒸餾再生，就是利用清洗劑與污垢之間的沸點(diǎn)差，將溶有油污的清洗劑加熱到清洗劑的沸點(diǎn)以上而控制在油污的沸點(diǎn)以下，使清洗劑汽化，然后通過(guò)冷凝裝置使之重新凝結(jié)成純凈的清洗劑，而沸點(diǎn)較高的油污和機(jī)械雜質(zhì)則留在蒸餾罐的底部。鹵代烴清洗劑由于沸點(diǎn)低且不可燃，蒸餾再生相對(duì)容易，所以，許多鹵代烴清洗劑都附帶有蒸餾再生裝置。而碳?xì)淝逑磩┯捎诜悬c(diǎn)高而閃點(diǎn)較低，在常壓下蒸餾再生是不可能的。真空清洗干燥機(jī)的蒸餾再生裝置在高真空下使碳?xì)淝逑磩┑姆悬c(diǎn)降低到80℃，使清洗槽中溶解了油污的清洗溶液不斷地抽入蒸餾裝置，在真空中加熱蒸發(fā)，再經(jīng)過(guò)冷凝成為清潔溶劑回到清洗槽中，使清洗液始終保持清潔狀態(tài)。油污則留在蒸餾裝置底部，定期排出。

6. 隔絕氧氣，使碳?xì)淝逑磩┦ト紵臈l件。絕大多數(shù)碳?xì)淝逑磩╅W點(diǎn)都在50℃左右，在我國(guó)《常用危險(xiǎn)化學(xué)品的分類(lèi)及標(biāo)志》（GB13690-92）中屬于高閃點(diǎn)易燃液體。雖然閃點(diǎn)較高，但在高溫或有助燃物（如紙和棉絮）的情況下仍有燃燒危險(xiǎn)。因此控制火險(xiǎn)成為其推廣使用必須解決的問(wèn)題。燃燒需要有可燃物、溫度和氧氣三個(gè)必要條件，只要缺少一項(xiàng)，燃燒就不可能發(fā)生。在真空狀態(tài)下氧氣含量極低，在清洗、干燥和蒸餾再生的過(guò)程中，既使碳?xì)淝逑磩┑臏囟冗_(dá)到閃點(diǎn)以上，由于沒(méi)有氧氣，失去了燃燒的一個(gè)必要條件，碳?xì)淝逑磩┮膊粫?huì)燃燒，從而保證了使用安全。真空清洗干燥機(jī)用一套真空泵同時(shí)解決了清洗中的諸多問(wèn)題，可以說(shuō)是設(shè)備創(chuàng)新和設(shè)計(jì)的*。