设备百科

零件水清洗的基本工艺和设备的选择技巧

2021/1/22 10:42:57　　关键字：　　来源：

像大多数金属加工工艺一样，零件清洁也越来越严格。车间必须不断评估是否要内部清洗零件或使用供应商。本文着眼于当前的水性清洁工艺，并提出了购买的标准。

也许您是已经在内部清洗自己零件的制造商，或者您出于各种原因（包括生产控制，交货时间减少，质量控制等）而希望将零件清洗到内部。无论您遇到什么情况，都可以肯定地说一件事：作为零件制造商，最终用户承受着向您施加压力，要求他们提供更高程度的零件清洁度。曾经可以接受的清洁度可能不再足够。因此，为特定操作选择最佳的清洁工艺变得越来越重要。

选择正确的水性清洁工艺应该始终从对零件上存在的污染物（透彻地介绍清洁系统）开始全面了解。制造工程师应该已经记录了零件已经经历过的所有之前的过程，以及所有其他相关的制造过程。

构成任何水性清洁过程的基本构件都是由化学，热能和机械能以及保压时间组成的。在角落和时间处具有这三种能量的清洁三角形的古老格言简单地说明，如果增加一种形式的能量，通常可以减少另外两种形式的能量。这样的一个例子是从热去毛刺的铝部件中去除氧化铝。通过增加零件在大量机械能（例如，超声波）中的暴露程度，极大地加速了酸性反应，可以降低酸性脱氧化物溶液的浓度以及溶液温度。找到适合应用的正确能量平衡是清洁方程式的答案。

在寻找一种新的水清洗工艺时，重要的是要有足够的合格的供应商来完成足够的，可靠的实验室工作，并且该工艺必须经过验证。大多数水性清洁设备制造商都有一个应用实验室，可以免费清洁样品并帮助开发清洁过程。应填写一份应用调查问卷，并将样品零件随同实验室一起进行。该调查为实验室技术人员提供了重要信息，这些信息将有助于确定处理样品零件的最佳方法。吞吐量要求，关键表面，最终零件的清洁度，借方审核程序和零件的土壤负荷都会影响样品零件的处理方式以及最适合该应用的设备类型。

为了确定特定应用的清洁需求，大多数水性设备供应商都设有实验室来确定该工作的清洁过程。通常，这项服务是免费的。

知道零件经历了什么过程为清洁设备制造商的销售工程师提供了宝贵的见解。几乎所有清洁应用程序以前都已解决，并且一位知识渊博的销售工程师可能拥有该历史记录。诸如物料搬运和占地面积限制等开放性问题仍将是显而易见的资本成本。如果这个项目规模很大，大多数清洁设备制造商都欢迎潜在的客户参观并亲眼目睹第二轮实验室清洁试验。内部销售工程师必须在拜访客户之前访问客户的设施并确认拟议项目的所有方面，这也是至关重要的。

关闭在当今资本设备预算紧张的日子里，客户必须以钱来获得最有效的清洁系统。但是，购买最低的资本成本系统并不一定等于整个设备使用寿命内的最低总拥有成本。如果要定期使用一件设备，那么具有长期可靠性的坚固设备的好处可能会超过最初的资本节省。这就像去一家大型的家居装修仓库，而不是购买价格最低的商品，因为最终，它不适合该应用程序。选择水性清洁工艺和设备也是如此。

在开发水性清洁工艺时，通常应首先考虑化学因素。零件的材料和污染将决定该应用允许的pH范围。水性化学的范围从pH值为1的高酸性到接近中性，再到pH值为14的高碱性。目标是在最低温度下以最少的机械能形式使用最少的化学能在所需的时间周期内获得必要的结果。

基本规则仍然是使用碱性化学物质去除有机污染物，例如油，油脂，冷却剂和动物脂肪，并使用酸性化学物质去除无机物，例如氧化物。中性清洁剂非常适合与更多的机械能系统（例如超声波）配套使用。活性金属，例如铜，黄铜和铝，在受到材料侵蚀之前只能忍受轻微的碱性或酸性化学物质。一些化学试剂具有内置的抑制剂，这些抑制剂限制了化学试剂对这些类型的金属的侵蚀性。柔软的反应性金属也容易受到清洁过程中施加的机械能和热能的物理损害。溶液浴温度过高会导致其失去光泽或变色，具体取决于这些金属的各种合金。将溶液温度提高50°F通常会使化学反应加倍。较少的反应性金属是化学性质更强，溶液温度更高和机械能更高的候选材料。钢制零件可以承受高温，并且具有腐蚀性的碱性清洁剂可用于去除有机或无机污垢，例如碳化油。污染物越惰性，就越能保证利用机械能驱动污染物下方的化学物质，并使化学物质破坏与零件基材的分子键。

较高的固溶温度和增加的机械能。钢制零件可以承受高温，并且具有腐蚀性的碱性清洁剂可用于去除有机或无机污垢，例如碳化油。污染物越惰性，就越能保证利用机械能驱动污染物下方的化学物质，并使化学物质破坏与零件基材的分子键。较高的固溶温度和增加的机械能。钢制零件可以承受高温，并且具有腐蚀性的碱性清洁剂可用于去除有机或无机污垢，例如碳化油。污染物越惰性，就越能保证利用机械能驱动污染物下方的化学物质，并使化学物质破坏与零件基材的分子键。

知道第一洗涤阶段的真实土壤负荷将确定是否需要额外的容量。高油负载至少需要两阶段的洗涤过程，而第一阶段（预洗涤）能够去除大部分机油。在此应用中，预清洗阶段应配备除油系统，以在零件转移到最终清洗阶段之前，限制油在零件上的再沉积。除油系统的范围从简单的皮带，管或轮式撇油器，到带有polypro介质的聚结包装，再到薄膜翼型分离器。适用于该应用程序的系统取决于许多变量。在大多数有机物去除应用中，除油包是有益的，因为它延长了化学寿命，减少了残留物并降低了冲洗用水的要求。

制造商在选择最适合其应用的水洗工艺类型时，应缩小选择范围，应注意所提供加热元件的类型，质量和容量。仅在最小的水箱中才应考虑使用螺栓固定的条形加热器。这些在使用寿命和加热能力方面有固有的局限性。电阻热负荷是大多数水性清洁系统的主要能源使用者，并且适当调整尺寸和控制这些加热器的使用会影响用电成本。应选择浸入式加热器，无论是侧热式还是螺塞式，都应为其应用提供每平方英寸表面积合适的瓦特数。如果不遵守这些参数，化学物质就会分解，加热器寿命会缩短。带有热电偶的数字温度控制器应比拨盘式温控器更受重视，因为它们可以直观监控溶液温度并控制死区，死区可以延长加热器和接触器的使用寿命。当过程或溶液储罐超过400加仑时，应强烈考虑蒸汽或气体加热。较高能耗的系统（例如大型在线喷雾洗衣机）是非电加热的理想选择。

对于大容量系统，当过程或溶液存储罐超过400加仑时，应认真考虑蒸汽或气体加热。

水清洗过程难题的最后也是最关键的部分是硬件。批量清洗应用的一种低成本替代品是立式搅拌器。立式搅拌器由于其宽容度较小，不受重油负荷的影响而被广泛用于预洗或蜂窝式应用中。这些罐通常使用带有工作平台的气压缸，当工作液在溶液下方振荡时，该工作平台会迫使加热的过程流体在零件内和零件周围流动。将零件提升到解决方案中或从解决方案中提起的机制使解决方案可以快速消除污染物。在零件垂直搅拌的同时，增加了一个电机驱动的螺旋桨来滚动溶液，这会产生额外的溶液运动和压力，从而进一步冲洗掉土壤。浸入式喷雾是湍流的另一种形式，它使用再循环泵和过滤器，该过滤器通过搅拌器排回到罐中，以增加定向溶液的运动。提篮旋转增加了该系统的机械冲击力。

低成本清洗系统的下一个系列是喷淋清洗机。批量旋转转盘式橱柜洗衣机可承受高土壤负荷，可用于蜂窝和预洗应用。传送带式喷雾清洗机还对零件施加高度的机械冲击，并具有提高生产能力和干燥能力的额外好处。输送机类型从高架单轨到扁平丝网到特殊的杆夹具设计，应有尽有。输送机清洗机通常会经历多个阶段的清洗，漂洗，防锈和干燥过程。喷嘴的位置靠近工作部位，压力高达200 psi或更高时，可以产生一致的结果。

传送带式喷雾清洗机对零件施加高度的机械冲击，并具有增加生产能力和干燥能力的额外好处。

超声波代表了另一个清洁系统系列。超声波的使用有可能向清洁过程传递最高程度的机械能。这可以使工艺以较低的热水平和较低的化学侵蚀性运行。如果零件无法通过更常规的清洗方法达到清洁度，则应探索使用超声波。