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    超聲波清洗技術

    超聲波是頻繁高于20KHz的聲波,可以利用它的能量來改變材料狀態或性能。波的機械振蕩能起粉碎固體、霧化、乳化、勻化、提取和凝聚的作用。在清洗液中氣泡沖擊波能破壞不溶性的污物,使其分散脫落與溶液中。超聲波震蕩加速攪拌、擴散作用,加速可溶性污物的溶解,強化清洗劑的清洗作用。清洗速度快,質量高。特別只用于形狀復雜表面的細致清洗,易于實現清洗自動化。
         在某一些場合下可以用水劑代替有機溶劑進行清洗或降低酸堿濃度。對聲反射強的材料如金屬、陶瓷和玻璃等清洗效果好,而對聲吸收大的材料如布料、橡膠以及黏度大的污物清洗效果差。
     
    超聲波清洗的主要技術參數
     
    超聲頻率:
    當工作頻率很低(在人的聽覺范圍內)就會產生噪音。當頻率低於20kHz時,工作噪音不僅變得很大,而且可能超出職業安全與保健法或其他條例所規定的安全噪音的限度。在需要高功率去除污垢而不用考慮工件表面損傷的應用中,通常選擇從20kHz到30kHz范圍內的較低清洗頻率該頻率范圍內的清洗頻率常常被用于清洗大型、重型零件或高密度材料的工件。
     高頻通常被用于清洗較小、較精密的零件,或清除微小顆粒。高頻還被用于被工件表面不允許損傷的應用。使用高頻可從幾個方面改善清洗性能。隨著頻率的增加,空化泡的數量呈線形增加,從而產生更多更密集的沖擊波使其能進入到更小的縫隙中。如果功率保持不變,空化泡變小,其釋放的能量相應減少,這樣有效地減小了對工件表面的損傷。高頻的另一個優勢在于減小了粘滯邊界層(泊努里效應),使得超聲波能夠'發現'極細小的微粒。市場上常用頻率的產品有28KHz、32KHz、40kHz。
    功率密度:
      功率密度=發射功率(W)/發射面積(cm2),通常≥0.5W/cm2.超聲波的功率密度越高,空化效果越強,清洗速度越快,清洗效果越好.但長時間,高密度的清洗,容易造成清洗物件表面產生"空化"腐蝕.   清洗溫度:   一般來說,超聲波在50℃-85℃時,效果**好.
     
    超聲波清洗原理 
        超聲波是頻繁高于20KHz的聲波,可以利用它的能量來改變材料狀態或性能。波的機械振蕩能起粉碎固體、霧化、乳化、勻化、提取和凝聚的作用。在清洗液中氣泡沖擊波能破壞不溶性的污物,使其分散脫落與溶液中。超聲波震蕩加速攪拌、擴散作用,加速可溶性污物的溶解,強化清洗劑的清洗作用。清洗速度快,質量高。特別只用于形狀復雜表面的細致清洗,易于實現清洗自動化。在某一些場合下可以用水劑代替有機溶劑進行清洗或降低酸堿濃度。對聲反射強的材料如金屬、陶瓷和玻璃等清洗效果好,而對聲吸收大的材料如布料、橡膠以及黏度大的污物清洗效果差。
     
        超聲波在電子工業中清洗半導體器件、電子管零件、印刷電路、繼電器、開關和過濾器等;在機械工業中清洗齒輪、軸承、油泵、油嘴、燃油過濾器、閥門、發動機及導彈部件、鐘表零件;在光學和醫學界清洗透鏡、眼鏡及框、醫用玻璃器皿、針管和手術器具等;在輕紡工業中清洗噴絲噴頭、食品瓶、蓋、模具及雕刻工藝等。
     
     
    物理清洗和化學清洗對比
     
      清洗方法 特點及適用范圍
    物理清洗法 高壓水射流清洗 用高壓水射流清洗,對設備無腐蝕,不污染環境。與其他清洗方法相比,降低了勞動強度,提高工效幾十倍,節能降耗顯著。
     適用于各種大型設備如換熱器、鍋爐、貯藏、槽車、蒸發器、結晶罐等等。除垢除銹效果良好。
    缺點:清洗結構復雜的設備困難,可能造成局部損傷
    Pig管道清洗 在壓力作用下用通球法(空心橡膠球、各種類型的彈性塑料球)清理各種管道水垢、銹垢、沉積物,是長輸管線如原油、成品油、液化氣、煤氣、水管線等的**理想的清管方法。簡單方便,見效快,清理效果好,又經濟??汕宄杷伤?、鐵垢、油污垢、腐蝕形成的沉積物。但對難容的硬質垢清洗比較困難。
    超聲波清洗 利用超聲波可清洗各種精密儀器、儀表零件及發動機的油污后。但只能清洗一些小部件。在工業大生產上用于鋁銅電線上除銹除垢獲得成功。
    電感清洗法    利用電感作用原理制成電除垢器。鍋爐用水先通過除垢器,再進入鍋爐,防止在鍋爐中產生積垢。目前在G內已有應用,獲得良好的除垢效果。
    化學清洗 目前化學清洗法應用**為廣泛,80%以上用化學清洗法。用化學清洗劑可清除各種積垢,如水垢、銹垢、混合垢、焦垢、碳質垢、生物黏泥等。
    可清洗鍋爐、換熱器、管道、反應釜、塔器、各種貯罐、槽車、石油化工成套設備、地下采油井管子、核設施等設備??汕逑唇Y構復雜的設備表面,設備不需要階梯,從而縮短了工期,有的設備被垢全部堵死,用物理清洗方法根本不能清除;又如很多難溶的堅固的硅垢、焦垢、油積碳及油田深井管子內的積垢,含鈣離子、鎂離子等形成的難容堅硬的垢,只有用化學清洗才能清洗除盡。
      化學清洗方法存在的缺點:廢液處理困難,污染環境。對處理含金屬離子廢液達到COD排放標準困難,清洗劑選擇不當,會造成設備腐蝕。水沖洗時用水量大。不適合清洗封閉管道。
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       注:設備清洗根據垢的組成、設備結垢型式及材質、清洗環境、經濟費用來選擇清洗方案。用物理清洗法或化學清洗法,shou先要考慮到既能清除垢又能保障設備完好,以無腐蝕無損傷為原則,其次還要考慮到清洗環境,廢液處理達到排放標準。
     
          超聲波在電子工業中清洗半導體器件、電子管零件、印刷電路、繼電器、開關和過濾器等;在機械工業中清洗齒輪、軸承、油泵、油嘴、燃油過濾器、閥門、發動機及導彈部件、鐘表零件;在光學和醫學界清洗透鏡、眼鏡及框、醫用玻璃器皿、針管和手術器具等;在輕紡工業中清洗噴絲噴頭、食品瓶、蓋、模具及雕刻工藝等。
     
    超聲波清洗的特點
    1)、超聲波清洗可大大提高清洗表面的潔凈度;
    2)、清洗速度快、效果高;
    3)、可連續自動化操作;
    4)、可清洗外形復雜的清洗件;
    5)、可進行大批量小型件清洗(如不銹鋼填料環)。
         超聲波清洗可清除油污、銹蝕產物及制作表面的各種污物,對鋼鐵制件一般可用22~23KHz的超聲波振蕩作用,使制作表面的腐蝕產物疏松、脫落、剝離。
     
    2、超聲波清洗常用的清洗液及清洗對象
        超聲波清洗用的清洗液主要依據清洗材質及污染物類型等配制,清洗價質應滿足除油垢的工藝要求;對制作腐蝕性??;表面張力、黏度大小適度,使其在超聲波作用下,能產生出很多的氣泡。
    超聲波清洗頻率為30KHz,溫度50~60°C,功率密度1W/cm²,零件(活塞)清洗后含塵量要求不大于1.5mg/L。
    試驗和應用中發現,用超聲波清洗后,零件(活塞)漢塵量為1.3mg/個,洗凈率98.9%。清洗劑配方中,考慮到了液體對材料的腐蝕,該清洗劑對鋁、鑄鐵、鋼、銅均有較好的防腐作用。
     
    3、鋁包鋼導線生產鋼絲在線清洗
         鋁包鋼導線以其優良的導電、高強度、成本低的特點受到電力行業的重視。我G從我外引進數條鋁包鋼生產線。復合材料在生產過程中,要求原材料要進行在線清洗。在線清洗時,由于進料速度快,要求清洗工序在2~3s完成。傳統清洗工藝無法滿足要求,必須研究制造高效專用清洗劑及先進的清洗方法。
    1)、鋼絲的表面狀態
         鋼絲熱處理后表面扶著一層致密不均勻的氧化皮和油質不完全燃燒的附著物,呈灰色、赤色和棕褐色。
    2)、清洗方法
        選用超聲波清洗,其強有力的超聲波振蕩作用,使得鋼絲表面進入水中,鋼絲表面上有機油物質通過清洗液中的乳化劑乳化作用,形成可溶性物質進入水溶液中。然后對清洗過的鋼絲在超聲波中用清水清洗2s,以完成清洗工序。
         H2SO4為清洗主劑,起除氧化皮作用;NaCL為除氧化皮的促進劑,又起鋼絲表面無灰潔凈的作用。清洗溫度80°C用超聲波清洗2s;再在80°C熱水中用超聲波漂洗2S。清洗結果鋼絲表面光澤如新。
    3)、清洗劑的壽命     
         清洗劑使用一段時間后清洗能力下降,當清洗液中的鐵離子、濃度為95.4~105g/L時,更換清洗液。
         鐵離子濃度測定方法:用移液管準確吸取1mL使用的清洗液,用100mL容量瓶稀釋到刻度。準確移取10mL稀釋液到250mL的錐形瓶中,滴加4~6滴雙氧水,加熱煮沸2min趕出過量的H2O2,加入氨水(1:1)調**剛好出現渾濁,再用鹽酸(1:1)調**剛好澄清后再多加二滴調**酸性,加入10%的磺基水楊酸1mL作指示劑,加熱到60~70°C,然后用0.03mol/L的EDTA標準溶液定**由紫色變為亮黃色為終點。
     
    超聲波清洗機漂洗
        工件在除油、除銹、水洗、表調、磷化等工藝中滲透在焊接夾縫內的液體很難排出,且水洗不能完全清除干凈,在濕熱條件下夾雜物極易造成工件泛黃、生銹。如果這些殘液在烘干過程中不能完全干固,隨后粉末噴涂以高溫烘干時,殘液由于熱膨脹的作用將滲出焊縫,影響涂料與金屬表面的結合,造成涂層的附著力下降甚**脫離。
        四.超聲波清洗機工藝參數
        超聲波清洗溫度是影響清洗速度的重要因素,適當提高清洗溫度可增加空化能力、縮短清洗時間,但超過一定溫度,由于蒸氣壓力增加反而降低空化作用,因此必須保持一定的溫度。試驗表明水溶性介質一般在50℃±5效果**佳。
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