用溶剂清洗和防腐
以有效和可持续的方式保护零件不生锈。
它是工业零件在制造期间和制造后的清洗任务,以满足进一步加工或工件装配所需的表面清洁度规格。根据污染程度的不同,非卤代烃和改性醇具有明显的优势。它们不仅确保可靠、高效和可持续地去除油、冷却剂和芯片,而且还允许在一台机器上执行清洗和腐蚀保护过程,甚至是长期保护。
金属零件在制造和机加工过程中不可避免地会弄脏。在热处理、焊接、涂装、装配等后续加工过程中,通常会出现冷却剂残留、碎屑、颗粒等异物。此外,污染物可能会损害成品的质量、功能和使用寿命。
因此,工业零部件的清洗是生产链中不可缺少的环节。最常用的技术是湿法化学清洗。
“喜欢溶解”原则“
过程的有效性以及质量、成本效率和清洗过程的稳定性都严重依赖于所用清洗剂的溶解能力。水溶性洗涤剂和溶剂都是常用的。在选择正确的清洁介质时,根据物质的极性,化学中的“同类相溶”原则是适用的。这表明,污染物最好溶解在与自身结构相似的溶剂(清洗剂)中(见表1)。换句话说,水基(极性)类型的污染,如冷却剂和润滑剂乳液、抛光膏、添加剂和盐,通常用水性清洗剂(亲水性)清洗。
为了去除非极性污染物,例如润滑油和冷却油,润滑脂和蜡,溶剂(亲脂)通常是优选的清洁剂。溶剂通常分为氯化烃(CHC),非卤代烃(NH)和改性醇,也称为极性溶剂(P)。
由于改性醇具有亲油性和亲水性,它们可以有效地去除非极性(亲油性)和极性(亲水性)污染物。因此,它们被用作碳氢化合物和水溶液洗涤剂的替代品。
碳氢化合物和改性醇
健康、安全和环境问题对用溶剂清洗工业部件的声誉产生了负面影响。但是,如果一项清洁任务可以用水溶液或类似溶剂来完成,则使用非卤代烃或改性醇(以下也称为溶剂或烃)提供了实质性的优势:
质量好的脱脂。
通过蒸馏溶剂回收。碳氢化合物和改性醇都是可蒸馏的,这意味着进入机器并与溶剂混合的油和乳化液可以连续自动地去除,即使油的输入量很高。这一过程确保了稳定良好的溶剂质量,因此,一致的清洁质量。此外,连续的翻新允许溶剂寿命长和低消耗。
不需要质量控制。与含水清洁相比,必须定期检查pH水平,洗涤剂浓度,导电性等,溶剂清洁不需要连续的质量控制。例外是当氯化油作为冲压和深拉伸的这种过程中使用时,进入机器。在这种情况下,溶剂分销商提供可能需要的足够的测试设备和稳定剂。
兼容几乎所有的材料。与水性洗涤剂不同,溶剂不会导致氧化、变色、燃烧、变钝或其他表面损伤。因此,化学表面效应,如蚀刻是不可能的,然而,这些不是实际的清洁工作。
100%干燥部分。溶剂允许完全干燥部件,即使在盲孔和隐藏通道,没有使用热空气。
能耗低,运行成本低。在溶剂清洗过程中,加热清洗液和干燥零件都需要更少的能量。此外,浴缸不需要控制和定期更换。消耗品的成本,如清洗剂、淡水和废水,以及废物处理成本,通常也较低。
短期和长期防腐。现代溶剂清洗机允许在一个系统中执行清洗和防腐步骤。
真空技术
关于工业部件清洁中溶剂的担忧,对于有时仍在使用的开顶蒸汽脱脂系统来说,当然是合理的。即使是所谓的“封闭”系统,配备盖板和冷却盘管作为冷凝疏水阀,以减少排放,也不是理想的HSE解决方案。此外,溶剂消耗比现代的,全封闭和安全的真空清洗机高得多。
这些系统配有一个工作室和自动加料系统,一个或多个清洗和防腐罐,以及一个集成的真空蒸馏系统。它们在一个系统中,在减压气氛下进行全真空清洗、脱脂、干燥和(如果适用的话)腐蚀保护。这种设计有几个好处。
没有热空气或浪费
这些系统的一个优点是能够100%干燥零件,而不需要高能耗的、产生的热空气。利用真空可以使碳氢化合物在低温下从液态完全溶解为气态。此外,它降低了饱和蒸汽压,增强了溶剂的毛细管输送。因此,即使是最小的盲孔和通道也很容易干燥。
通过连续真空蒸馏和溶剂处理实现了低碳氢化合物消耗。分离出来的油会自动从系统中排出,经过一定的间隔后收集到废桶中进行处理。再生的溶剂被引导回槽中进行连续的清洗循环。这种设计允许碳氢化合物在闭环中使用,而不需要复杂和耗时的溶剂测试,也不需要对使用过的清洁介质进行任何处理。不需要淡水、废水处理和化学物质分离。
操作员和环境安全
当与碳氢化合物一起工作时,全封闭真空部件清洗机消除了额外的爆炸保护的需要。由于真空,机器中空气和溶剂的气体混合物的浓度被转移到非易燃区域。此外,集成冷却系统用于从排气中提取溶剂。
此外,机器操作人员不接触溶剂。待清洗零件自动送入工作室内。溶剂在关闭和密封后才被带进腔室。当需要添加碳氢化合物时,该过程也会自动进行,无需操作员的相互作用。
钝化与防锈
如今,零件如钢铁和铸铁行驶的零件在达到其使用点之前乘坐钢铁和铸铁行驶的铸铁行驶的零件并不少见。因此,必须有效地保护它们免受腐蚀。如果腐蚀部件存储在使用直到其使用之前,这也是如此。一种相当普通的方法是将零件放入盒子里,有时衬有箔片,并倒入它们上。虽然它很容易快速,但油只能到达外表面积,而内部区域,特别是具有复杂几何形状的零件的内部区域并未受到保护,并开始腐蚀。
以下是一些替代品。
钝化的部分:
- 在水基清洗系统中,通常使用含有胺的中性水基清洗剂(中性)进行临时或“短期”防腐。用这种方法,保护时间可以达到几小时到几天。
- 通过单独的钝化浴,根据胺浓度,保护时间可以延长到几周。
- 在水基系统中使用乳化油可以拉伸保护时间至数月。然而,该方法包括乳化油不能在部分表面上干燥的风险,导致交叉污染。如果将这些油状物在热风干燥器中干燥,它们可以进行,导致火灾危害。此外,由于保护膜由两相系统(水和油)产生,因此部分表面上的层通常不是均匀的并且可能发生斑点。
部件防锈:
- 对于“长期”腐蚀保护(根据数周和数月的保护时间,根据介质浓度)采用耐油,润滑脂和蜡等介质浓度的防锈介质。由于这些介质是100%溶于烃和改性醇,它们可用于完全封闭的真空清洁系统。
设置以执行防锈保护的溶剂系统通常配备有专门用于此目的的单独罐(例如第二或第三食物罐)。防锈罐含有碳氢化合物或改性醇加上所需的防锈介质量。清洁部件后,工作室用介质从防锈罐中淹没,然后发生腐蚀保护过程。与清洁过程一样,它保证媒体达到部分的所有区域。该方法之后是真空干燥过程,其中溶剂将溶剂输回到防锈罐,而防锈膜保留在部件表面上。
保护膜是由完全可溶的、无盐的单相系统产生的,零件表面的层是均匀的、完全封闭的和干燥的。如果接触表面或与包装材料接触,它不会破碎。
防锈介质的选择取决于机器工艺和所用溶剂。膜厚通常在2 - 5微米之间,受溶剂中防锈介质的浓度和滴落时间的影响。防锈介质的添加可以手动或自动完成。
保护时间,浓度
有关保护时间和所需浓度的信息通常由防锈介质供应商提供。根据防腐产品的不同,典型的浓度在0.5%到25%之间。它们是基于实验室的经验测试,在检测特定的校准曲线后,确定薄膜重量和密度(溶剂百分比)。
为了确定薄膜重量,在标准金属板(如Q-Panel R35)上涂上推荐浓度的防锈油。在这一过程之前和之后,要对金属片称重。
膜重是确定防锈介质的近似消耗与特定零件几何形状的一种量度。另一个是薄膜厚度。
膜重[g/m²]=质量(防锈油)[g] /面积(试片金属)[m²]
膜厚[µm] =膜重[g/m²]× 100 /密度(防锈油)[g/cm³]
薄膜厚度正在成为一个越来越重要的规模单元,因为部件制造商的越来越多的客户不仅要求介质作为腐蚀保护,而且是装配油。因此,必须以限定的厚度施加保护层。
由于浓度也应该在零件制造商检查,各种方法已经开发出来。通过特定水分分析仪的蒸发残留物测量是最常用的方法。它需要大约2克(0.07盎司)的溶剂防腐油混合物的样品。在分析仪内部,溶剂被蒸发,而剩余的油被测量成重量的百分比。然后可以用换算图来确定浓度。
另一种测定浓度的方法是折射率。将一滴介质注入手持式手动折射计中。然后用户通过放大镜观察折射率。由于折射率与温度有关,因此使用集成温度计的折射率计是很重要的。可以在68°F、77°F和86°F介质下进行测量。自动化和高灵敏度的操作测量仪器也用于密度测量。
现代,完全封闭的清洁系统是在单个系统中进行清洁甚至长期防锈保护的高效和安全的方式。对于全球1-3级精密部分制造商,这项技术得到了很好的成熟。
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