板式换热器翅片清洗工艺的改进思路.doc

板式换热器翅片清洗工艺的改进思路
　　　　　　　　　　　　四川空分设备（集团）有限责任公司 
　　　　　　　　　　　　　　　　　　彭  琼
1、现状
　　多年以来，我厂在铝制翅片去脂中一直采用碱蚀酸洗工艺，这种工艺是以热的氢氧化钠溶液作为清洗剂脱脂后的补充处理，以进一步清理表面附着的油污脏物，清除铝翅片表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤，使表面露出纯净的金属铝基体，然后将碱蚀后的翅片放入酸溶液中进行出光处理。虽然该工艺能够满足真空钎焊要求，相对而言运行成本也比较低，但随着时间推移，其在生产实践中也逐渐暴露了一些问题，归纳起来主要有以下不足：第一是工艺本身系上个世纪五六十年代的技术，它的作用机理是利用碱对铝的腐蚀作用的同时，将附着在金属表面的加工油去除，这样一来不可避免地对金属基体产生腐蚀，清洗效果与操作者对碱的温度、浓度、浸泡时间的掌握程度等因素有关，可能会存在过度清洗腐蚀翅片也可能会由于种种原因导致清洗不足，因此这种清洗很难得到均匀一致的清洗效果而且人为因素不可避免；第二，采用该工艺清洗时，翅片会在清洗、烘干过程中多次搬动，不管如何小心轻拿，翅片损伤也不可避免；第三，清洗后排放大量含酸或碱的废水，需要根据当日运行情况，视其性质加酸或加碱进行中和处理及沉降后方可排放；第四，清洗槽运行一段时间后会有少量固体“碱颗粒”析出，这种现象在清洗铝填料时更为明显……基于以上种种，我们开始寻找一种工艺来代替它。
2、饱和蒸汽清洗
　　在去年七月份，一个清洗名词第一次进入我们的视线，那就是饱和蒸汽清洗，据相关资料介绍，在欧美这种清洗方式较为普遍地运用于工业部件，但在亚洲即使是清洗业较为发达的日本也极为少见。它从原理上讲就是利用饱和蒸汽的高温及外加高压，清洗零件表面的油渍污物，并将其汽化蒸发。同时其还可以清洗任何细小的间隙和孔洞，剥离并去除油渍和残留物，从而达到洁净的目的，该方法最大的特点无需化学介质，耗水量小。通过调研我们得知这种方式进入国内的时间还不太长，且在国内有部分小型通用设备，另外在中铁集团我们看到了一套投资数百万人民币的非标设备，用于机车大修前的清洗，据他们介绍，该种方式清洗效果不错，但工效不太令人满意。该技术的核心部件是高压饱和蒸汽发生器，它的生产受制于国外供应商，因此价格不菲。这种方式的环保性和清除油污原理从接触起就引起了我们的兴趣，经询价得知若将此技术运用于翅片封条的清洗仅设备投入都以数十万欧元计，为了解该技术在翅片清洗中的实效，我们将单件待清洗翅片用高压饱和蒸汽小型通用设备试洗，从喷枪喷出的淡蓝色高温蒸汽在瞬间将加工油汽化，与未接触面对比，清洗结果令人满意；但该技术距真正运用规模化生产我们还需要考虑能耗、密封性、蒸汽喷射角度、低温蒸汽的排放等等问题，因此它是一个讨论、试验的过程，距离工业化生产还很大的差距。
3、饱和蒸汽加热水清洗
　　众所周知近年来国内铁路、油田、冶金等行业大量引进了国外一些清洗设备，从冷热水清洗机到零件清洗机均取得了很好的效果，特别是零件清洗机在一些车辆段取代了以往大锅煮、洗工艺，效率大幅度提高，清洗效果也较前提高。清洗时，将脏污零件放在旋转的转盘或输送带上，在高压大容量的热水和溶剂的作用下，加热工件并剥离泥土、油、脂及其它各种污垢，而后这些水溶剂流到清洗机底部，再经预热、过滤，并被重复使用。这种设备对于一般工业零配件清洗、去油、喷漆前预处理都有成熟的运用。故此，我们也想到将相同的工作原理用于翅片去油，也做了一些调研工作，但条件所限，没有深入下去，这里只简单提一下，下来有兴趣的可以继续关注。
4、超声波清洗

　　超声波清洗是一种成熟可靠的清洗技术，近年来在珠宝行业、压缩机行业、光学液晶行业、精密电子行业、电子半导体行业等都有广泛运用，选择适当的超声波工作频率、清洗剂配以相应的工艺可以满足精密清洗要求。超声波清洗因其选用清洗剂的不同，分为溶剂清洗和水系清洗、半水系清洗。
　　超声波清洗工艺的原理是基于空化作用，即受到超声波的作用，在清洗液中可以形成数以百万计的微小气泡。气泡在四周高低交互变化的压力影响下快速的收缩与扩张，形成内爆并释放出能量。无数气泡内爆所产生的巨大能量就象无数把细小的刷子刷洗工件的内外各个部分，使污物脱离工件表面。
　　我们知道，在需要清洗的行业，以前曾大量地使用过二氯乙烯、三氯乙烷等有机溶剂，这些有机溶剂因其清洗性能好，干燥效果好（低沸点，可以自然挥发），对设备一次性投资少而曾被广泛运用于各行业，但是，因为其对人类的生存空间带来严重危害，破坏臭氧层，而在1987年国际社会制定的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》被列为ODS物质，中国作为缔约国之一，国家环保总局、计划委员会等单位十余年前就下发联合国通知，通知规定“自本通知发布之日起，各地不得新建、扩建或改建下列生产装置(线)： ‘使用氯氟化碳或1.1.1-三氯乙烷或四氯化碳作为消洗剂的生产装置’。”且于2006年1月1日起正式全面禁用以上ODS物质。
　　随着环保进程的加快， 使用非ODS物质清洗装置（线、剂）逐渐成为清洗技术发展的一种趋势。现在，碳氢化合物清洗技术现已在日本、欧美一些先进国家得到广泛运用。我国国家环保总局极为重视这一技术在中国的推广，并于2002年在西安召开的清洗工业国际研讨会上提出，中国要力争在2010年前成功掌握利用碳氢化合物技术清洗工业设备的计划，以尽快解决传统工业清洗技术所造成的污染问题，推动中国清洗工业的更新换代。四年过去，现在该技术已经有部分清洗设备企业掌握，也在轴承、精密金属零件、五金机壳、继电器等产品的清洗上得以运用，取得了令人满意的效果。只是铝制换热器翅片型式复杂，清洗量大，清洗洁净度要求较高，冲压成型过程中带入的油污较多，现在行业内尚无使用这一技术的。
　　另外，近年来水剂超声波清洗技术也得到了长足的发展，在电子、化纤、医疗、汽车、航空、光学、金属轴承、珠宝首饰等众多行业以及硬盘、液晶、硅片等高端领域都有运用。基于对超声波清洗原理的认识，我们想到将水剂超声波清洗技术用于铝翅片的清洗。首先我们在众多的水系清洗剂中寻找符合要求的清洗剂，选择的原则首先是基于铝的两性，清洗剂不能是酸性或碱性的，而必须选择对铝没有腐蚀的中性清洗剂，找到的这种清洗剂须保证与铝不发生任何化学反应；其次要对清洗剂的相关性质有把握，如是否含有影响环境的成份等；再有需进行爆破试验以验证其对翅片性能是否有不良影响；当然更重要的一点是这种清洗剂中表面活性物质对污物应有很强的的吸附、浸透能力，可以迅速将附着在被清洗物表面的污渍（油脂等），从被洗物上乳化、分散出去。这些工作我们都正在进行中，也有一些进展，希望在不久的将来，通过方案论证和小试、中试可以真正彻底解决长期以来的利用酸碱进行铝翅片清洗去油而带来的一系列问题。