工業(yè)污垢的清洗,從原理上可分為物理方法和化。學(xué)方法兩大類。在靖洗過程中沒有新化學(xué)物質(zhì)生成的方沽即為物理清洗法扒嚴格說它包括借助機械力、聲波、熱力、光等以及單純物理溶解的清洗方法。 在清洗過程中有新物質(zhì)生成的方法為此學(xué)清銑法子包括通過酸堿(acid-base)反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、配合反應(yīng)等以除去污垢(soil)的方法;也包括借助電化學(xué)、酶及微生物等的作用而清洗污垢的方法。 在工業(yè)清洗實踐中斗人們母慣于把牛切主要借助化學(xué)...

工業(yè)污垢的清洗,從原理上可分為物理方法和化。學(xué)方法兩大類。
在靖洗過程中沒有新化學(xué)物質(zhì)生成的方沽即為物理清洗法扒嚴格說它包括借助機械力、聲波、熱力、光等以及單純物理溶解的清洗方法。
在清洗過程中有新物質(zhì)生成的方法為此學(xué)清銑法子包括通過酸堿(acid-base)反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、配合反應(yīng)等以除去污垢(soil)的方法;也包括借助電化學(xué)、酶及微生物等的作用而清洗污垢的方法。
在工業(yè)清洗實踐中斗人們母慣于把牛切主要借助化學(xué)制劑的反應(yīng)、溶解、乳化、分敞i吸附而清除污垢的方法統(tǒng)稱為此學(xué)清洗法,把污垢清洗中所用到的化學(xué)制劑,籠統(tǒng)稱為化學(xué)清洗劑?;ぴO(shè)備清洗對設(shè)備進行有效的清洗從而達到除去其系統(tǒng)中的污垢、腐蝕產(chǎn)物、微生物及其衍生物等,提高系統(tǒng)的工作效率的目的。設(shè)備清洗分為節(jié)能清洗和清洗劑清洗。把用以提高清銑敬率、調(diào)節(jié)清洗液的pH值和泡沫、改變或消除氣味和顏色、腐蝕的發(fā)生與酸霧的生成、螯合金屬離子等添加劑,稱為化學(xué)清洗的助劑;把機械力、熱能、電能、光和聲波等作為化學(xué)清洗劑作用的強化手段·,也可單獨作為物理清洗手段加以應(yīng)用。
本書將分別討論各種清洗用的化學(xué)制劑及其強化工藝。
常用的工業(yè)污垢清除方法有如下幾種。
.機械法
采用擦、鏟、研、磨及流體沖刷等方法,是常見的機械除污垢法。
例如,金屬表面的腐蝕(釋義:指腐爛、消失、侵蝕等)產(chǎn)物、舊涂層和鍍層、無機鹽等固體污垢(soil)等,常采用機械法清除。
機械法清除污垢有下述幾種。
()手工工具法 常用的手工工具是榔頭、銼刀、鏟刀、刮刀、鋼絲刷與吸塵器等。工業(yè)設(shè)備清洗廠家物體表面受到物理、化學(xué)或生物的作用而形成的污染層或覆蓋層稱作污垢,去除這些污染物或覆蓋層而使其恢復(fù)原表面狀況的過程稱為清洗。先用這些工具使固體污垢脫離設(shè)備或材料表面i再用毛刷、吸塵器或壓縮空氣清除。
手工法簡便,但勞動強度大,生產(chǎn)效率低,粉塵污染工作環(huán)境,清除質(zhì)量差,一般難于全面徹底地清除。有的邊角與狹縫,不便于操作。此法只適用于局部(part)清理,心肝及采用后述的方法不便于實施的場合和部位。
(2)風(fēng)力與電動工具法 采用壓縮空氣或電能使除污垢器作往復(fù)運動或圓周運動,驅(qū)動砂輪、刀具、鉆頭、鋼絲刷、敲鏟槍與除銹除垢器,對帶污垢的表面作沖擊或摩擦,以除去垢層。
a.風(fēng)動砂輪 由壓縮空氣推動葉輪(指裝有動葉的)旋轉(zhuǎn),再驅(qū)動主軸,使裝在主軸上的砂輪旋轉(zhuǎn)起來,打磨垢層。壓縮空氣連續(xù)進入與排出,使砂輪連續(xù)工作。
b.風(fēng)動鋼絲刷 用壓縮空氣驅(qū)動鋼絲輪,在帶污垢的表面摩擦除垢。風(fēng)動砂輪與鋼絲刷的設(shè)備簡單,使用方便,但是勞動強度(strength)比較大,只適用于小面積除垢、除銹操作。
c.風(fēng)動敲鏟槍 壓縮空氣通過手柄(bǐng),進人錘體內(nèi),使固定在錘體上的不同形狀的錘端作往復(fù)運動,撞擊設(shè)備或材料表面的垢層,以清除之。壓縮空氣的壓力 4—6MPa,往復(fù)運動的速度可達 000~3000r/min。錘端有尖形、梅花形與針束—形;適用于比較狹窄表面的清理。圖-4是帶梅花形錘端的風(fēng)動敲鏟槍。
d.風(fēng)動旋轉(zhuǎn)式齒形除垢器 由壓縮空氣驅(qū)動齒輪除銹轉(zhuǎn)盤作高速旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)盤上有五排齒形片,—齒形片在隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時不斷撞擊帶污垢的金屬表面而除垢。壓縮空氣壓力為5~7MPa,轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速達8000r/min。這種工具操作簡便,尤其適用于清除銹垢、舊涂層等。
(3)膠球靖洗 對于在管內(nèi)某些污垢(soil),可用水流把比管子的內(nèi)徑稍大的海綿狀的橡膠球送人管內(nèi),借橡膠球在管內(nèi)的擠壓和摩擦作用,以清除污垢。[page]
(4)噴丸(砂)除垢法 噴丸(砂)除垢法的基本原理是利用壓縮密訇船鐵丸或砂子推人噴丸(砂)管路,再經(jīng)過噴嘴到帶銹垢的金屬表面廠撞擊垢層和各種污染物,從而達到除垢的目的。
噴丸(砂)除垢法比手工法及上述的風(fēng)動法的工作效率高,除垢質(zhì)量好,勞動強度低,而且鋼丸撞擊金屬表面可起一定的表面強化作用。噴丸(砂)后韻金屬表面的粗糙度增加,如用于涂刷涂料,有利于提高漆膜的附著力。本法適用于大面積除垢和除銹。
噴丸(砂),所用的磨料有黃砂、不含SiO2的金剛砂(SiC)、鐵丸、鋼丸、鋼絲段、塑料(結(jié)構(gòu):合成樹脂、增塑劑、穩(wěn)定劑、色料)粒料等。黃砂不耐沖擊,產(chǎn)生的粉塵多,有損工作人員健康,較少采用。采用鐵丸的較多。鐵丸的直徑大小主要取決于被的材料的厚度。表—,是被鋼板的厚度與鐵丸直徑的關(guān)系的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。表中數(shù)據(jù)不適用于未焊成結(jié)構(gòu)件的單一零件,因為未焊結(jié)構(gòu)件時強度不夠,容易產(chǎn)生噴彈變形。
表- 鐵丸直徑和鋼板厚度的關(guān)系
a.干法噴丸(砂)除垢 干法噴砂的壓縮空氣:一般2~3Mh即可廠于法噴鐵丸則需要6MPa的壓縮空氣。壓縮空氣必須經(jīng)過凈化處理,除去水汽及潤滑油霧,以免鐵丸或其他磨料結(jié)塊。干法噴丸(砂)的粉塵大,操作工人的工作環(huán)境惡劣;應(yīng)穿防護服,由帽盔內(nèi)的壓縮空氣管道呼吸空氣,所供空氣需經(jīng)過很好的過濾。
b.濕法噴砂除垢 濕法噴砂是使:水與砂子分別進人噴嘴,在出口處匯合,用高壓空氣,使砂子與水一起高速噴出。此法克服了干法噴沙塵土飛揚的缺點。采用砂子為磨料,來源豐富,比較便宜+壓縮空氣的壓力為5MPa左右。
濕法噴砂易引起被加工金屬件的銹蝕,應(yīng)在水中加入水溶性防銹劑,對于鋼鐵件,一般可用NAN02、Na3P04、Na2C03、Naa風(fēng)0,三乙醇胺及其鹽或乳化液等,促使被加工表面的鈍化,以保持一定的防銹期。
c.真空噴丸除垢 其原理是利用壓縮空氣把丸粒通過噴嘴到被處理的表面上;同時利用氣力引射器,造成鋼丸回收室內(nèi)的高度真空,以吸回噴出的鋼丸及所產(chǎn)生的粉塵。經(jīng)過過濾網(wǎng)和分離器,除去粉塵和雜質(zhì),把清潔的鋼丸收回到貯丸槽,再由噴嘴噴出。如此循環(huán)除垢或除銹,整個過程在密閉的條件下完成,因此實現(xiàn)了無塵噴丸除垢、除銹,改善了工作環(huán)境。
噴丸與回收鋼丸均以5~6MPa的壓縮空氣為動力。壓力的大小對清除效率有很大影響,壓力大于6MPa時,效率明顯提高;小于4MPa時,無法正常工作。如果氣體中含有大量的水分,鐵丸會結(jié)塊,無法運行,因此氣源要干燥。
真空噴丸除垢(銹)機的使用范圍由噴槍的結(jié)構(gòu)決定。目前普通的噴槍,只適用于一般的平面與小曲率的圓弧面。若寬度為 50~60mm時,每小時大約可清理3~3.6m2的面積。
此外,還有水下噴砂、遙控自動噴砂等噴砂除銹(rust cleaning)除垢的設(shè)備。
d.拋丸除垢(銹)法 拋丸除垢(銹)的主要設(shè)備是拋丸機。拋丸機的工作原理與離心鼓風(fēng)機二樣,由葉輪的中心吸人鐵丸,從葉尖拋射出鐵丸至工作面,靠鐵丸與垢的撞擊與摩擦清除之。
拋丸除銹(rust cleaning)的特點:表面清理質(zhì)量均勻(jūn yún),被清理的鋼材表面可得到強化。鋼材因受到鐵丸的撞擊產(chǎn)生壓應(yīng)力,抗應(yīng)力腐蝕能力大約增大一倍,疲勞強度約增加80%,材料的表面強度也增大。拋丸除銹比人工噴丸的勞動條件明顯改善,工人的勞動強度減小,勞動效率可增加十幾倍;經(jīng)濟效益增加。清理同樣面積的銹垢,拋丸消耗電量僅為噴丸法的5%左右。 [page]
拋丸法的缺點:當(dāng)丸粒選擇不當(dāng)時,易使處理件發(fā)生變形。
拋丸法常用的磨料有硅(silicon)砂、鐵丸、鋼丸、鋼絲段十鐵渣和銅渣等。所用的鋼丸和鐵丸直徑在:0.5~2.5mm之間。
(5);液流和高壓水射流除垢 其原理是利用有一定壓力的水流,甚至高壓水的射流對被清理的表面產(chǎn)生沖刷、沖擊、氣蝕、水楔等作用,以清除表面的銹和垢。
在工業(yè)生產(chǎn)中,經(jīng)常應(yīng)用水沖洗和反沖洗,以去除設(shè)備表面已松動的污垢或清洗后的殘留物。
高壓噴水除垢系統(tǒng)一般由高壓水泵、高壓水管、噴槍和貯水管等組成。高壓水的噴出壓力可高達700MPa,一般采用3來設(shè)計了一種特殊的噴嘴,在水壓不太高的情況下,誘使空泡的產(chǎn)生。當(dāng)調(diào)整噴嘴與被清理面的距離時,流體在被清理表面產(chǎn)生渦流,伴有氣泡的快速生成與破滅,產(chǎn)生沖擊波,不斷破壞垢層。這樣,水的壓力與流速可以大大降低,節(jié)省能源。
高壓噴水除垢的大優(yōu)點是不造成化學(xué)品對環(huán)境的污染,但是應(yīng)當(dāng)注意水的再利用。
(6)高壓干冰除垢 把干冰制成塊狀或顆粒狀,再研磨成粉狀,通過清洗機和壓縮空氣混合,到被清洗表面,利用其高速運動的顆粒對污垢面的沖擊力,及干冰升華時的熱力刮除、剝離污垢。
干冰是固態(tài)二氧化(oxidation)碳,受熱直接升華為氣體二氧化碳。它是由液態(tài)二氧化碳用制干冰機制成的。
在干冰清洗中,不用其他任何化學(xué)試劑及溶劑,因此在被清洗表面不殘留任何有害物質(zhì),不損傷表面;因為不帶水清洗,被清洗金屬不易返銹;對環(huán)境無污染。該方法清洗速度快,操作簡單方便,成本較低。
(7)吸引清洗 利用真空泵吸引易于脫落的附著污垢。
2.熱力法
利用熱能可使有些污垢的物理狀態(tài)、物理性質(zhì)發(fā)生變化,或引起氧化、燃燒而發(fā)生化學(xué)變化,從而被清除或變得容易清除。例如,蠟因受熱而熔化剝落;水垢(Scale)在火焰的燒烤下變形、破裂而脫落;陳舊漆膜在煤油噴燈、酒精噴燈或乙炔焰的燒灼下,變形、變軟、鼓泡,變得容易刮除?;鹧孢€可使一些有機污染物氧化、碳(C)化和氣化。
熱力法操作簡便、成本低,但易使被清洗表面留下炭跡,使薄的金屬板變形。它不適用于易燃燒、易變形的材料的清洗。
3.溶劑法
利用不同污垢可以均勻地分散在某一種溶劑中,成為分子或離子狀態(tài)的性質(zhì),可以清除固體表面的某些污垢。常用的溶劑有水及各種有機溶劑。發(fā)生溶解的必要條件是污垢分子問及污垢分子與所附著表面的分子間力,應(yīng)小于污垢分子與溶劑分子間的吸引力。
用溶劑法簡便,如果溶劑選擇正確,溶解迅速。但有機溶劑存在安全及成本較高的問題,對油脂及其他某些有機污垢有效,但是一般不能清洗無機酸、堿及鹽類。[page]
4.表面活性劑清洗法
利用表面活性劑的特殊分子結(jié)構(gòu)和所具備的性質(zhì),例如其水溶液表面張力低、浸透濕潤性好、對油污的乳化性強等,可以清除固體表面的油脂等污垢(soil)。
表面活性劑有陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性表面活性劑等?;ぴO(shè)備清洗對設(shè)備進行有效的清洗從而達到除去其系統(tǒng)中的污垢、腐蝕產(chǎn)物、微生物及其衍生物等,提高系統(tǒng)的工作效率的目的。設(shè)備清洗分為節(jié)能清洗和清洗劑清洗。一般由多種表面活性劑、防銹劑、助洗劑、氫離子濃度指數(shù)調(diào)節(jié)劑等
組成清洗液。
在清洗各種油垢時,表面活性劑有顯著的優(yōu)點。其用量小,溶垢的速度大,成本較低,還可以用各種手段強化清洗過程。
5.酸洗除污垢法
利用無機酸或有機酸與污垢(soil)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使污垢從被清洗表面轉(zhuǎn)化、脫離與溶解的方法,即為酸性介質(zhì)清洗法或簡稱為酸洗法。
酸銑污垢一般具有效率高,成本低,除污比較徹底,尤其是設(shè)備死角的朽垢,也可被較好地清洗等優(yōu)點。但酸性清洗介質(zhì)尤其是強酸,對于多數(shù)金屬與某些非金屬材料有腐蝕作用,對環(huán)境與人體有污染,應(yīng)采取防范措施。一般應(yīng)添加經(jīng)選擇的酸性介質(zhì)緩蝕劑,始減戊酸對金屬的腐蝕以及產(chǎn)生酸霧等的不良影響。必;乩蹴傺污垢法、采用堿及強堿弱酸鹽的水溶液以除去清洗對象表面的污垢的方法;常用的堿殺物質(zhì)有NaO
H、Na2C03、N3P04、Na2Si03等。當(dāng)堿對清洗對象的金屬材料有腐蝕作用時,可以選用堿性緩蝕劑加以。堿洗法一般用于在一定濃度范圍內(nèi)堿無明顯腐蝕作用的黑色金屬和某些非金屬材料的清洗。
7.其他
除上述聲用的污垢清洗方法以外,在特殊場合還用到熔融劑、酶制劑、螯合劑、吸附劑等進行清洗。
各種常用工業(yè)污垢清洗方法的應(yīng)用場合和特點見表—2。
表-2 各種常用工業(yè)污垢清洗方法一覽