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浅析超声波碳氢清洗的原理及应用

点击次数:950 发布时间:2016-06-29

1 超声波清洗 
  超声波清洗是通过超声波换能器将电能转成高频机械振荡(超声波)而传播到介质(清洗液)中,超声波使液体震动而产生数以万计的微小气泡,这些气泡在超声波纵向传播形成的负压区产生,生长,而在正压区迅速闭合,在这种被称为空化效应的过程中,微小气泡闭合时可产生高可达几千个大气压的瞬时高压.连续不断产生的瞬间高压,就像一连串小爆炸一样不断冲击物件表面,使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到清洗物体的目的。 
  2 水剂清洗及溶剂清洗 
  水剂清洗是将碱性的粉状或液状清洗剂融入到水中形成水基清洗剂,通过清洗剂与油污进行化学反应达到清洗目的,因此,水剂清洗本质上是一种化学清洗。为了加快清洗速度,通常通过加热清洗剂,或采用超声波、高速水射流等方式加快清洗剂与油污的反应速度,同时利用机械力将无法与清洗剂进行反应的粉尘、杂质等去除掉。溶剂清洗是一种无水清洗,是通过溶剂与油污的相似相溶原理将油污溶解掉而达到清洗目的,因此,溶剂清洗本质上是一种物理清洗。为加快清洗速度,通常通过加热溶剂或采用超声波等方式提高溶剂的溶解速度。对于存在异性孔或盲孔的零件,多采用将溶剂加热到汽化态进行气相清洗。 
  3 碳氢溶剂清洗的特点 
  随着经济的高速发展,污染问题也随之而来,各国纷纷明确保护环境的决心。《关于保护臭氧层的维也纳公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》是我国先后加入的两个国际环境公约,之后我国签订了《中国清洗行业ODS整体淘汰计划》。在我国,禁止了ODS有机溶剂的使用权,并在全国开展了寻找非ODS清洗剂的工作。面临严峻形势,原溶剂清洗中使用的卤素类溶剂将逐渐被淘汰,取而代之的将是无毒的碳氢类清洗溶剂。 
  碳氢溶剂主要有以下一些优点:(1)环保效果好。因为碳氢溶剂中不含氯,不会破坏地球臭氧层。同时利用过的废液可以通过一些方法处理掉,所形成的物质完全无污染。(2)清洗效果好。碳氢溶剂能够轻松洗去各种顽固油渍,如矿物油等。碳氢溶剂的清洗效果远远高于水基清洗剂的清洗效果。(3)物美价廉。与CFC-113相比,碳氢溶剂实属物美价廉的溶剂。此外,碳氢溶剂密度比卤代烃溶剂低,使用十分节省,只要在使用时加入少量就可以达到很好的清洗效果。(4)蒸发过程中不易受损。由于碳氢溶剂的沸点一般高达一百五十度以上,无需担心碳氢溶剂在使用时有任何损失。(5)不留任何残迹。碳氢溶剂是一种纯清洗溶剂,在常温下容易挥发,并且不会留下任何残留物质。(6)不含毒素。很多化学产品里面含有致癌物,而碳氢溶剂所含有物质均在人体可承受程度以内,对身体产生的损害极小。(7)材料相容性好。碳氢溶剂中不含各种腐蚀物,因此不会对一些材料产生破坏作用。 
  4 超声波碳氢真空清洗的产生和应用 
  水剂清洗一般采用去油清洗、漂洗、防锈、烘干工艺,设备占地比较大、耗能高,而且存在排污及污水处理问题。水剂清洗完毕的零部件一般具有一定的防锈能力,但工件表面容易产生白斑。普通的卤素类溶剂清洗一般采用清洗及干燥即可,设备占地小,耗能低,清洗效果也很理想,但卤素类溶剂毒性较大。碳氢清洗也属于溶剂清洗,但没有卤素类溶剂的毒性问题。 
  超声波碳氢真空清洗是利用液体在真空状态下的物理变化,改变碳氢清洗剂的某些特性,从而使碳氢清洗剂的优势得到更好的发挥。真空技术在清洗中的主要作用是: 
  (1)脱出清洗剂中的空气,减少超声波的衰减。碳氢清洗剂中残存的气体较多,含气量是水的8-10倍,超声波空化效应也难以展开。为提高清洗效果,清洗机中一般都采用抽真空方式,在真空状态下,清洗剂中的气体会被脱出,从而避免了超声波的衰减。(2)排除工件表面和孔隙中的空气。在真空状态下,零部件表面、缝隙和盲孔内的空气会因为负压而全部排出,使清洗剂能完全浸入工件的每个部位。对于构造复杂、盲孔较深的工件,通过两次以上的抽真空和排气过程,可以将大部分空气排出。(3)降低沸点,使碳氢清洗剂也可以实现气相清洗。由于碳氢清洗剂的沸点高于闪点,在常压状态下不可能对工件进行蒸汽清洗。通过对密封的清洗槽抽真空,使碳氢溶剂的沸点大大降低,只需将碳氢清洗剂加热到80℃左右,就可使其沸腾,实现气相清洗。(4)提高干燥速度。由于碳氢清洗剂的沸点较高,在常温常压下难以干燥,而用加热烘干的方法又容易产生火险。因此在真空状态下,在对工件进行蒸汽清洗的同时使工件温度升高,然后使干燥槽迅速进入更高的真空状态,工件表面的清洗液会突然沸腾而迅速挥发干净。(5)清洗剂重复使用。利用清洗剂与污垢之间的沸点差,将溶有油污的清洗剂加热到清洗剂的沸点以上使清洗剂汽化,然后通过冷凝装置使之重新凝结成纯净的清洗剂。(6)隔绝氧气,使碳氢清洗剂失去燃烧的条件。绝大多数碳氢清洗剂闪点都在50℃左右,属于高闪点易燃液体。燃烧需要有可燃物、温度和氧气三个必要条件,在真空状态下氧气含量极低,在清洗、干燥和蒸馏再生的过程中,即使碳氢清洗剂的温度达到闪点以上,由于没有氧气,失去了燃烧的一个必要条件,碳氢清洗剂也不会燃烧,从而保证了使用安全。 
  4 结语 
  综上所述,通过本文对于超声波碳氢清洗的分析和探讨,从客观上了解了超声波碳氢清洗的优缺点。结合本文的阐述,可以肯定因其使用的低成本、环保等优点,超声波碳氢清洗将在人们的生活中确实发挥巨大作用。 

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