水基清洗工艺

叮叮小文库水基清洗工艺第一节概述一、清洗已受到国内外普遍重视清洗是机械制造业中的一个重要环节。清洁度这个指标，在拖拉机、内燃机制造行业已和油耗、“三漏”同样列为产品主要考核指标。清洁度是按规定的方法从指定表面采集到污垢的重量来衡量的，其计量单位是毫克/千瓦。前机械工业部规定，一等品清洁度指标是拖拉机小于16.3毫克/千瓦，内燃机小于10.9毫克/千瓦。国外把零件的清洁度视为产品的生命线，给予高度重视。如意大利的菲亚特公司，加工机体的自动线分为六段，每段都对机体清洗一次。采用多工位清洗机，热风烘干，再由人工对深孔和内腔的杂质进行清理，最后送装配车间。上海内燃机厂是荣获国家金质奖的495A柴油机生产企业。他们非常重视清洗作业，千方百计提高清洁度。该厂1976年就开始使用金属清洗剂(105、6501)代替柴油、煤油，改革旧的清洗工艺，自行研制淋浴式机械化流水线，并采用体外蒸汽加温循环装置，自制清砂机、曲轴螺孔吹吸交替除屑机、缸体油道油气交换清洗机和气缸盖回转震动清洗机，大大提高了清洗能力。例如:机加工后缸盖污垢量为6.9815克/只，经过缸盖回转震动清洗后残存污垢只有0.0187克/只，去污率达99.75%，在此基础上再通过淋浴式冲洗后进行装配，保证了很高的清洁度。该厂通过各种有效措施使清洁度超过一等品的要求，同时节约了柴油，减少了清洗费。清洗作业是机械维修中的重要工序之一，它是鉴定零部件的基础，并直接影响到装配、磨合和喷漆质量。清洗不彻底，常常造成密封面和贴合处渗漏或裂纹以及磨损等缺陷而被漏检。有的厂对机体主油道、曲轴油道等关键部位清洗质量重视不够，修后机车因拉瓦、烧瓦等故障而返修。据了解，有的单位甚至还存在清洗缺项漏项，如机油散热器废机油不冲洗干净，机体、缸盖水垢不清除，造成修理质量下降。目前，我国农机修造企业还停留在分散、手工业作坊式阶段。由于修理批量小，修理设备陈旧，劳动强度大，产值低，对清洗工艺没有引起足够的重视。清洁度这个指标也没有列入修理质量考核指标。随着经济体制改革的深入开展，农机保有量急剧增长，农机修理企业也要向集中、专业化协作大生产方式的方向发展。现代修理中清洗作业得到充分的重视，它是提高修理质量和生产率的有力保证。我国农机修理企业应当看到这个历史发展的必然趋势，在当前积极开展水基清洗的同时，发展机械化自动化消洗作业。在机械维修行业中，修船厂清洗作业已获得长足的进步。水基清洗基本取代了传统的手工油洗工艺，先进的高压高温清洗机的应用，大大地提高了清洗质量和效率，改变了过去在汽油清洗时封仓三四天那种落后而又危险的局面。发展修船业是赚取外汇的捷径。修外国船平均每艘可收入20万美元，其中30%的材料费，60%劳务费。时间短、质量要求高，发展机械化水基清洗不仅迫切需要，而且也有了实现的可能。二、清洗的过程和四要素清洗工艺是清洗方法、清洗技术和组织管理的总和。它的一般过程是:清洗液清洗清水冲洗干燥(擦干、吹干或用脱水液)防锈。对清洗液清洗这一工序的工艺规范来说，应包括清洗液配方、温度、清洗设备、清洗时间、清洗质量要求、检验方法和手段、操作要求、安全劳保措施等。从技术角度来说，清洗工艺实质上是如何协调清洗诸要素发挥最佳作用的问题。清洗要素主要有四个:溶解力、表面活性力(包括润湿力、分散力、乳化力、增溶力)、化学反应力和物理力。溶解力是指溶剂型清洗剂通过对污垢的溶解来达到去污目的的。这类清洗剂有水、汽油等混合烃类和三氯乙烯等卤代烃类。表面活性力是指表面活性剂溶液的去污作用，它包括润湿力、分散力、乳化力和增溶力。化学反应力是指酸碱利用皂化、螯合、氧化、还原等化学反应的去污。物理力是指搅拌、摩擦、研磨、压力、加热、超声波和电解等促使污垢脱离金属表面的物理作用。在清洗方法和清洗设备中，物理力主要表现在机械激发作用和温度两个方面。关于物理力我们将在后面的章节里重点介绍。以上四要素主要取决于清洗液的配制、清洗温度、清洗方法和清洗设备，这实际上是清洗工艺的核心。从能量转换的观点来分析清洗工艺，清洗消耗的功A，等于清洗液依靠自己理化活性力所作的功A。与破坏污垢对金属表面附着力的机械功Am之和。即:A=Aa十Am理化活性包括表面活性力、溶解力、化学反应力和加热等属于微观的去污力；机械功是指机械力(搅拌、擦洗、压力以及机械激发作用等)所做的功。它属于宏观的去污力。超声波本身没有机械运动，它是通过清洗液的振动产生空气泡，空气泡破裂时发生局部冲击波，使粘附在金属表面的污垢被剥落。从效果来看，它也可划入机械功范畴。把去污力分为宏观去污力和微观去污力，能够比较形象地理解清洗去污的机理，便于充分发挥清洗诸要素的协同效应。用浸泡法清洗时，Am=0；用喷丸法去污时，Aa=0；用高压水冲洗时，虽然没有使用金属清洗剂，但还有水的溶解力，因此Aa0。理化活性功Aa主要取决于金属清洗剂溶液的配制，包括清洗剂成分、配方、碱的添加和温度。温度是清洗液分子运动平均速度的宏观表征，它每提高温度1015，清洗速度往往能提高一倍。除了非离子型不能超过浊点温度外，提高清洗温度都是有利的。机械功Am取决于强化清洗过程的机械方式，如高压水流、叶片螺旋桨、振动、超声波振动、用空气鼓泡等。采用不同的机械激发方式，对不同的清洗对象所产生的清洗效果差别很大，选择得好往往会使清洗效果几倍、几十倍地提高。第二节清洗方法和设备清洗方法是清洗工艺中的重要内容。相同的污垢和清洗液，采用不同的清洗方法其清洗效果的差别很大。一、冲洗法冲洗就是通过液流对污垢施加机械、热和理化活性的作用。液流的机械作用表现在具有一定动能的流液对污垢的冲击力。在冲洗中影响最大的因素是垂直压强，它是单位面积上的垂直冲击力，与喷嘴压力成正比。冲洗区可分成直接冲洗区和径流冲洗区，直接冲洗区的大小与喷嘴直径和距离有关。在垂直冲洗时，它的面积大致为5d2H，其中dH是喷嘴直径。直接冲洗区液流的垂直冲击力起主要作用；径流冲洗区液流的径向冲击力起主要作用，液流冲洗表面后形成湍流，沿表面流动将污垢带走。径向冲击力在冲洗中只是起辅助的携污作用。液流的热理化活性作用，对上述两个区域都起去污作用。例如高温金属清洗液的冲洗效果远比常温冲洗高。根据喷嘴处流液压力，可分为低压(小于980千帕，即10公斤/厘米2)、中压(9804900千帕，即1050公斤/厘米2)和高压(大于4900千帕，即50公斤/厘米2)。1.高压冲洗装置高压水冲洗是高压水射流技术在清洗方面的一种应用。国内外已广泛应用于清洗污垢、清砂；土建工程中用来掘进地下通道、混凝土打眼及切割等方面。我国1980年研制出一台机车转向架清洗机。喷嘴压力9310千帕(95公斤/厘米2)，属于高压冲洗，改变过去用碱水冲洗或煮洗，甚至采用刷子、铲刀等人力清洗的落后方式，清洗效率提高了近24倍。国产QX-1000清洗机，由高压水泵、锅炉、自动点火的旋风式燃油喷射器、燃油泵、装有浮动阀和具有软化水功能的水箱、化学药剂(金属清洗剂)箱、高压软管和装有遥控控钮的高压安全喷枪等组成。出厂价为5500元。流量300850升/小时，喷嘴压力196012740千帕(20130公斤/厘米2)，温度低于140，能耗5千瓦，油耗07.8公斤/小时，水耗400900升/小时，重量为380公斤。LQX-850与QX-1000清洗机的主要区别是前者取消了加热环节，出厂价为1950元。该机喷嘴压力可在19609800(20100公斤/厘米2)的范围内无级调节，重量为100公斤，能自动添加各种金属清洗剂，并可自动调节清洗剂浓度。因此，它不仅可用于各行业机械维修的清洗，而且由于它是流动小车式的，移动方便，还能用于地铁、宾馆等的清洁工作。国外用于拖拉机、汽车修理的高压冲洗 装置，与QX-1000相似。有的采用加热(电热或燃油加热)，也有不加热的。另外还分高压和中压两类，重量在4050公斤之间。2.箱式冲洗装置在机械制造与维修企业中，箱式冲洗装置得到广泛应用。拖拉机制造厂一般采用贯通型箱式清洗装置，由几个箱组成，通过输送机构使清洗对象移动，以便机械化清洗。县农机修造厂的清洗机大多属于50年代苏式顶头型箱式冲洗机。以前都是采用25%的碱水，加热至7090低压冲洗。喷嘴是固定式的，共有100200个。工件放在转盘上低速回转，转速为1030转/分。这种喷洗装置装有清洗液回收过滤器、水箱、水泵和电机，可以循环清洗。此外，还有加温设备、排渣口、通风系统和铁轨等辅助装置。小型工件清洗机也采用旋转式喷嘴，工件不动，见图31。 国内顶头型箱式冲洗装置的工作容积为0.71.7米3，载荷底面积0.70.95米2，重量1.11.7吨，功率2.87.5千瓦，工作区能量饱和度(泵功率与工作容积之比)2.810.7千瓦/米3，金属单位用量(工作区容积与重量之比)10102020公斤/米3，装置容积利用系数(工作容积与清洗箱容积之比)0.050.12，装置面积利用系数(装料面积与清洗箱占有面积之比)0.100.30。箱式冲洗装置的结构完善性有三个评价指标:装置容积利用系数、装置面积利用系数和工作区能量饱和度。就国外先进水平来看，装置容积利用系数达到0.22，装置面积利用系数达到0.44，这两个系数越大越好。工作区能量饱和度有个适宜的范围，重垢清洗为1525千瓦/米3，一般污垢815千瓦/米3，我国大都选用后一种类型。贯通型箱式冲洗装置由几个箱组合而成。输送带有板条式和悬挂式两种，行进速度为0.251.5米/分。这种冲洗装置主要用于机械化清洗流水线。我国公汽某场自制的贯通型箱式冲洗装置，分成三箱，第一箱清洗液温度为70，第二箱40，第三箱是清水冲洗。采用链式传送带输送，零件连续通过冲洗全程10分钟，喷嘴共有30个，喷射压力392490千帕(45公斤/厘米2)，采用煤气加热，火管式锅炉。清洗剂用105和TX-10。泵功率为10千瓦，泵流量为45米3/小时，储液箱容积1米3，溶液抽取倍数45。由于评价结构完善性的三个指标没有测定，很难准确评价，但实际使用效果是比较好的。我国的农机修理还没有实现专业化生产，清洗量不大，对机械化清洗要求不太迫切。下面介绍一种西德制造的移动式冲洗机(见图32)。该装置外形呈圆桶形，被清洗的零件放在栅网上，由电机带动栅网缓缓转动，喷嘴固定安装在栅网上、侧、下方，清洗液经电加热至7080，由离心泵加压(低压)冲洗。这种冲洗机效率高，仅需1520分钟，清洗质量好，省水，适用于小批量零件清洗，对农机维修单位很有实用价值。 二、浸洗法浸洗法是一种重要的清洗方法。冲洗只是在直接冲洗区有效，而对外形复杂(如有沟槽和深沟等)的部件却难以冲洗干净，用浸洗法就能解决这个问题。浸洗法比冲洗法的优越之处还在于可用高泡清洗剂，冲洗法只能用低泡清洗剂；可以强化清洗过程，如利用螺旋桨、压缩空气等；设备简单、使用方便经济；浸洗时可加热清洗液到100，而冲洗法因离心泵内会产生气蚀现象，因而温度必须限制在8590。浸洗装置一般由清洗槽体、油污收集器、加热器和强化清洗装置等构成。国内不少单位使用浸洗装置浸泡零件，再用毛刷手工刷洗。也有采用蒸汽加热大型浸洗槽，但普遍采用的还是电热管加热。目前使用的有36千瓦电热管，Y形连接，通电20分钟可使清洗液升温至7080，清洗槽容量为600升。另外，还有三根电棒等距分布(等腰三角形)，浸入清洗液380伏Y形接法直接通电加热方式。这种加热方法必须有严密的安全装置，如采用PZ330系列空气开关做短路和过载保护，槽体接零保护，在零线增设保护装置，一旦由于三电极腐蚀程度不一，造成零线有电流时，能及时报警切断电路，确保人身安全。目前，国内浸洗装置强化清洗方法没有得到充分的重视，而这种方法确有显著的效果。为此，介绍几种强化清洗的方法如下:1.压缩空气法这种方法国外用于发动机解体之前的清洗。方法是:先将发动机在清洗液中浸泡4050分钟，温度8595，再对发动机油底壳输送压力为294392千帕(34公斤/厘米2)的压缩空气1520分钟。这种方法不能彻底清除缸套、缸盖等积炭类的污垢，但可以大大减轻解体后的清洗工作。值得注意的是清洗槽必须有密封盖，并用通风系统抽出蒸汽以免污染车间。压缩空气是通入油底壳，而不是通到清洗液中，否则会导致碱分解和降低清洗液性能，并使产生的大量泡沫通过通风系统外排而造成损失。采用这种方法清洗发动机，能达到年清洗20004000台。2.螺旋桨法利用螺旋桨使清洗液产生定向液流冲洗零件表面来强化清洗的方法。这种方法在国内外都广泛采用。它的强化方式类似民用洗衣机，设备简单，成本低，效果显著。苏联MM-1清洗机由清洗槽和火焰加热器组成。在槽内装有螺旋桨(船用)，并装有喉管能产生定向湍流，零件筐容积0.7米3，零件最大尺寸为900毫米，满载重量350公斤，转台每分钟5转，清洗效率600800公斤/小时。加热方式有火焰加热或蒸汽加热二种，清洗液温度为8090。图33是MM-1清洗机原理图。 国内研制的QX-300型清洗机也是属于螺旋桨式，主要用于农机维修零件的清洗。其结构比MM-1简单，没有通风装置和电动转台。它装有单挂悬臂吊(吊重400公斤)和电、煤两用加热装置。大型专业化修理厂和制造厂可采用传送带式清洗机。零件筐在传送带上以速度0.44米/分缓缓移动，并以24转/分的转速转动。清洗机内装有三个螺旋桨，它们产生定向液流强化清洗。这种连续流水清洗线大大提高了清洗效率。3.振动台式在清洗槽内，零件筐安装在能转动又能往复运动的振动台上，依靠振动形成清洗液涡流来加强。这种强化清洗方法结构简单、能耗小、保养方便、清洗效果好。4。超声波法这是一种效果显著的强化清洗法。它的优点是操作简单、清洗质量好、清洗效率高。特别是能快速清洗外形复杂(有沟槽、空腔)的零件，如柱塞副等三偶件和机油滤芯。它能清洗采用常规方法难以达到清洁度要求的零件，这是超声波清洗的突出优点。另外，这种方法易于实现机械化自动化。每台设备购置费为10006000元。某机车车辆厂过去清除柴油机缸盖、活塞等零件上的积炭用汽油浸泡后再用小锯条刮，不但清洗不净，而且还损坏了活塞表面的光洁度。每人每天的清洗量是16V240柴油机半台，活塞8个，活塞环40个。当采用了超声波清洗机和清洗机溶液(配方为664清洗剂、苛性钠、硅氟酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和水组成)配合使用后，只用2小时就可洗完一台车、16个活塞、80个活塞环，比原来工效提高8倍。清洗质量高，节省汽油并减轻了劳动强度，深受工人欢迎。北京塑料八厂有几百台生产设备配的是力矩电机，由于长期重载荷作业，电机严重发热。用普通润滑脂润滑轴承，总是由于高温而流干，造成轴承磨损和电机故障。改用二硫化钼润滑脂作润滑时，虽然高温不会使它从轴承中流出，但时间长了，二硫化钼润滑脂在轴承中由于高温和清洗不及时而结成硬块并且碳化。轴承保持架内，二硫化钼润滑脂碳化后硬如石头。工厂采用煤油浸泡三个月后再清洗，大多数轴承仍洗不干净而报废。当改用超声波清洗机清洗后，就很容易清除碳化的润滑脂，使过去积储的几箱废轴承都整旧如新。具体清洗方法是:用塑料网把清洗的轴承放入清洗机内超声清洗15分钟，提出塑料网，更换清洗液再清洗12分钟即可。超声波清洗原理主要是利用超声波在液体中的空化作用。这种空化作用是由于液体在超声波的作用下，液体分子时而受拉，时而受压，形成一个个微小的空腹。即激发成细小气泡，直径为50500微米左右，并被清洗液蒸汽充满。这就是所谓的“空化泡”。由于空化泡的内外压力相差悬殊，空化泡破裂而产生局部液力冲击波，其冲击的压力可达几千万帕(几百个大气压)，在这种压力的作用下，粘附在金属表面的各类污垢便被剥落下来。与此同时，清洗液在超声波的作用下，加剧清洗液的脉动和搅拌，增强溶解和乳化作用，从而强化了清洗。轴承内碳化了的润滑脂垢可在空化泡的冲击波作用下逐步被剥落、乳化并分散在清洗液中。没有超声波的作用，单靠浸洗很难清洗掉碳化了的润滑脂垢。最常见的超声波清洗形式是槽内浸洗，即将零件浸入盛有清洗液的超声波清洗槽内，超声波换能器产生的超声振动由清洗槽底幅射至清洗液内进行清洗。这种形式适用于中小型零件的清洗。对于尺寸和重量都较大的零件，可根据其形状和局部清洗的部位要求，将超声波换能器设计成特殊形状来实现局部浸洗。对清洗要求严格的零件往往采用多步清洗法。如对油污重垢零件先用加热浸洗或高温喷洗，然后再用超声清洗。对于大小不等的孔穴、凹角等外形较复杂的零件，可采用高频率清洗。在超声清洗工艺规范的选择中，主要应注意超声波频率、声波功率、清洗液性质、温度以及零件在超声波场的位置等因素的选择。超声波频率决定空化泡破裂产生冲击波的强度。固相污垢主要靠空化泡冲击波清除，而液相污垢主要靠液流循环冲刷，即靠不破裂的脉动气泡对液流循环起主要作用。频率一般选为2025千赫。超声波清洗工艺的参数选择见表31。 零件表面接近并面向发生器时清洗效果好。零件应完全浸没在清洗液内，但不应直接压在发生器幅射板上。重点清洗部位应正对超声源。要求空化作用强时，应经常调节发生器的频率，使其输出频率与换能器的固有共振频率一致，以提高转换效率。此时在透明的清洗液中，可以看到很多白色聚流，以手试探有如针刺感觉。上海超声波仪器厂生产的超声清洗器其主要参数见表32。 对批量较大的零件的清洗，可采用多步超声清洗器。如直线步进式和回转式多步超声清洗装置。某油泵厂采用CSF-6超声清洗器，自行设计成二槽制和四槽制。这种四槽清洗器可同时清洗135系列柱塞副800套，2分钟清洗完，比手工清洗效率提高60倍，且清洗质量高。国外用超声清洗机油滤清器，每小时能清洗3050个，清洗成本能降低90%左右。我国有的厂已采用超声化学清洗代替原来引用苏联50年代的用三氯乙烯、混合酚和软皂等配方及工艺，从而在柴油机活塞、缸盖、排气管上的积炭和油污的清洗方面取得显著效果。清洗液配方为:1050.7%，TX-100.2%，65030.1%，其余99%为水。目前，超声清洗已在我国机械、纺织、医药等部门得到广泛应用，今后这种清洗工艺将被更广泛地采用。5.叶轮式涡流法在浸洗槽的中轴上，安装六个水平圆盘式叶轮(见图34)并与电机同轴。当叶轮旋转时，清洗液在离心力作用下由中心移向圆周，形成强烈的涡流搅动，从而强化对圆周壁附近工件的清洗。其装置示意图见图35。 苏联研制的一种叶轮式涡流清洗机，其生产效率为450公斤/小时，清洗时间为10分钟，清洗液容量0.6米3，圆盘直径160毫米，圆盘6个，电动功率1.1千瓦，转速1460转/ 分，清洗机外廓尺米。它比OM-12191-12191清30%，生产率也有所提高。三、机械清洗法手工清洗工具除了有金属刷、锯条等外，还有软轴砂轮、尼龙刷电动和气动工具、抛丸设备等。所谓抛丸设备就是用铁砂作磨料，通过490686千帕(57公斤/厘米2)的压缩空气喷射在金属表面，从而除去铁锈和污垢等。苏联农机修造企业广泛采用碎骨抛丸设备清除水垢、积炭等污垢。四、溶液循环清洗法曲轴油道、冷却系、散热器等都有专用的循环清洗装置。1.曲轴油道清洗机国内自制的曲轴油道清洗机，其基本结构特点是它在清洗机内装有曲轴架、可调节喷头、水泵、电机、加热器和清洗槽等。把曲轴安放在曲轴架上，喷头对准油道，关上机盖并起动电机，用80，392588千帕(46公斤/厘米2)压力的清洗液冲洗。清洗液流回槽内，经过滤后循环冲洗。每小时可清洗1012根曲轴，水泵流量50一60米3/小时，电机功率17千瓦，外廓尺寸157017001340毫米，重量为650公斤，槽容积0.7米3。2.发动机冷却系水垢的清洗冷却系水垢的清洗是利用发动机冷却系液力循环进行清洗，并没有专用的装置。例如，东方红75拖拉机说明书中规定:用60升水加4.54.8公斤火碱和1.5公斤煤油混合液，工作一个班次后，趁热放出再加入清水冲洗。修配厂清除冷却系水垢有两种方法:一种是浸洗法。将缸盖、缸套等浸入装有4060的1015%盐酸溶液槽中停放2030分钟，然后取出用水冲洗，再浸入碱性(10克/升碳酸钠和35克/升亚硝酸钠)槽中中和残酸，同时钝化表面。碱液温度60一70，时间57分钟。还有种是循环清洗法。由于防止盐酸腐蚀需采用塑料槽、陶瓷泵和塑料管道。当管道压力为98千帕(1公斤/厘米2)时，水垢310分钟即可清除。铝制品上的水垢，不能用盐酸清洗。这时可采用10%磷酸和5%铬酸的水溶液清洗，温度为6070比较适宜。国产81-A安全酸洗剂，在清除水垢方面与盐酸相比有以下一些优点:对钢铁件的腐蚀比盐酸轻得多(腐蚀率510-5克/厘米2时)；盐酸有氢脆性，而安全酸洗剂没有；化学耗氧量COD只有32毫克/升，低于国家排放标准100毫克/升。由于它腐蚀性小，对皮肤无刺激，故称为安全酸洗剂。81-A安全酸洗剂主要成分:氨基磺酸98.8%，缓蚀剂1%，其余0.2%为失效指示剂和减泡剂。水垢，因各地水质不同可分为碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐水垢，其中碳酸盐水垢较为普遍。清除水垢应根据水垢的成分适当选择清洗方法，否则会得不偿失。碳酸盐水垢可用81-A安全酸洗剂。通过颜色指示剂可判别酸洗剂是否失效，红色说明有效，淡黄色为失效。硫酸盐水垢适宜采用81-D酸洗剂，使用浓度为35%。对于硅酸盐水垢，还应在酸洗液中加81-D硅增溶剂，添加量应根据水垢样品试验性质而定。实用工艺举例:清除东方红-54/75拖拉机冷却系统的水垢。用水60升，添加81-A酸洗剂6公斤(10%浓度)，或按平均11.2克81-A酸洗剂可溶脱1克水垢(比重2.5克/厘米2)计算配成酸洗液，然后加入水箱。拖拉机作业一个班次后，用广泛试纸测定清洗液pH值或液色。当浓度为5%时，呈鲜红色pH值为1；当pH值为2.5时，颜色变浅洗液临近失效；当pH值为5时，溶液呈淡黄色完全失效。放出废液再用清水循环清洗一遍即可。磁化水有较强的渗透性和溶解度，利用这一特点可防止各种冷却系管壁和热交换器管壁上的结垢。国内生产的QCFG-01型强磁防垢器，也能防止汽车、拖拉机冷却系的硬水结垢，并节能1520%。五、溶盐法溶盐法是工业上用于清除水垢最彻底、效率最高的一种方法。在专业化修理企业和制造企业中，用溶盐法清除氧化铁、积炭和水垢，其生产率最高，质量最好。这种方法的具体工艺要点如下:1.在溶盐中处理。溶液的配比:65%氢氧化钠、30%硝酸钠和5%氯化钠溶液，溶液温度为400。首先除去零件上的水份，然后将零件在溶盐液上停放12分钟，最后将零件浸入溶盐液中处理510分钟。当零件浸入时，溶液沸腾，冒出一股黑烟，表面上出现火舌，当这些现象消失时，说明处理过程结束。2.在流动的水中洗涤56分钟。3.放在酸洗槽中浸洗使碱中和，零件表面光洁。4.在热水中二次洗涤。在溶盐中积炭被充分氧化，水垢被破裂，氧化铁被清除。国外溶盐清洗已实现机械化，清洗每吨零件费用仅为3038元。溶盐法在我国也开始被应用。六、烘烤法有些修理单位采用烘烤、火烧的办法清除零件上的油污，有的向零件存放柜内通入天然气，点然后烧去油污和油漆。这种方法主要适用于缸盖、机体等油污严重的铸铁件。烘烤时间67小时，温度控制在350。除了以上六种清洗方法外，还有电解法。这种方法主要用于镀前表面活化清洗，如刷镀前用活化液和电净液，在直流电作用下，清除金属表面的油污和氧化层。第三节脱水脱液工序水基清洗工艺中的一个重要工序是清除零件表面残留水膜或清洗液，以免生锈。这一过程即所谓脱水或脱液工序。过去常用抹布擦干、压缩空气吹、烘箱烘干、用汽油等溶剂脱水和清洗液添加快干剂等方法。上述方法对于精密零件、存放期较长的零件和封存入库的产品防锈还是不能满足要求。国内生产的TS-1脱水油、TS-3脱水油适用于工序间的短期防锈。TS-1脱水油的防锈期为3个月，TS-3为6个月。水基清洗后，用水冲掉清洗液，再用脱水油脱水。国内生产的SM-1、HM水膜置换防锈油属于脱液型。它能直接脱除清洗液并有半年以上的防锈期。SM-2水膜置换防锈油既能脱水，又能脱液(两脱型)，其防锈期为三个月。以上介绍的产品都不能直接脱除含磷助剂较多的清洗液。我国已研制出能直接脱磷的清洗剂，它属于专用型产品。一、脱水脱液的基本原理当沾有水(清洗液)的金属片浸入脱水(脱液)油中时，产生金属油(脱水)、金属水、油水三个界面。同时有三个界面张力存在，即fs、fow、fsw，fs表示金属一油的界面张力、fow表示油水的界面张力、fsw表示金属水的界面张力。三个界面张力互相作用，使水(清洗液)在金属表面上产生运动。如果要使水珠全部置换，理论上接触角应为=180(据资料介绍角大于130即可)。 由上式可知，要使脱水油完全置换水应符合如下要求:1.脱水油金属的界面张力要小于水金属的界面张力，即fso-fsw1。也就是说，脱水油对金属的润湿能力要大于水对金属的润湿能力。2.脱水油水的界面张力fow不能太大，也不能太小。fow过大会使接触角远小于180；fow太小会使油水界面趋于消失。因此，这两个极端都不能将水置换下来。二、脱水脱液工序脱水工序流程: 1.脱水(脱液)油放在特制的槽内，槽底部应呈锥形，要有排气管和阀门。在排水管上可装透明检视镜片，以便及时观察排水(每个班次排水23次)。此外，槽内应装有筛架。2.带水(清洗液)零件浸泡在脱水(脱液)油内，不宜搅动以免乳化。有盲孔和凹槽的零件孔槽应朝下方，使水沉底。3.脱液工序流程要求水基清洗分热洗和冷洗。因为热洗后工件表面残液会因蒸发成干清洗剂，脱液脱不净。4.脱水(脱液)浸泡时间一般在2030秒。5.脱水(脱液)油在槽内一般可使用半年。第四节清洗工艺的选择原则和方法一、清洗工艺的选择原则对于清洗工艺的选择，应使清洗的经济和社会效益最佳为原则，即从清洗剂的生产、使用到废液处理的全寿命周期来确定。经济效果包括技术效果和成本；社会效益包括安全、废液处理。过去往往只考虑清洗的经济效果，而忽视社会效益；只考虑去污力高、成本低，不考虑安全废液处理困难污染环境，这就没有从全寿命周期考虑问题。清洗工艺的制定也是一个系统工程的问题。它要协调清洗诸要素发挥最佳作用，以实现经济效果和社会效益最佳。二、清洗工艺的选择方法(一)清洗剂选型根据清洗污垢种类选择适宜的金属清洗剂，即选型。选型应满足以下几条要求:1.有良好的去污力；2.对清洗对象和操作者应无不良影响；3.价格低廉，清洗成本低；4.产品质量合格并稳定；5.废液处理容易。选型的依据是国标或部标所规定的金属清洗剂质量检验标准和试验方法。各行业可根据行业的特殊需要制定相应的本行业标准。如农机维修行业目前仍处于手工业生产方式，清洗特点是污垢严重，需要在常温下手工清洗。手工清洗可选用通用型清洗剂。要求去污力高、无毒、无腐蚀、价格低廉，但对泡沫没有严格的要求。具体选型可根据推荐或自行试验来确定。(二)清洗液的配制一般情况下，只要选定清洗剂后，按产品说明书规定的浓度添加水即可。由于现有的清洗剂大多是通用型的，专用型的很少，难以满足各行各业清洗的要求。这就需要用户自行复配。复配的方式有几种清洗剂综合，在一种清洗剂中添加碱类化合物、防锈剂等。例如，超声清洗所用的清洗剂是以105和TX-10两种清洗剂复配而成。又如四川省农机局推荐的105合成清洗剂其配比为:105为1.5%，碳酸钠2.3%，磷酸三钠1.8%，水94.4%。添加碱类化合物可以降低105胶束临界浓度(cmc)，增加化学反应力，降低成本。在配制复合溶液时，应控制溶液的pH值不得超过被洗金属的腐蚀界限(表33)。105清洗剂单独使用时，要求浓度为5%。105合成清洗剂的配方中只用1.5%，通过加磷酸三钠1.8%以提高腐蚀界限。在腐蚀界限内加入2.3%的碳酸钠，从而降低105清洗剂的胶束临界浓度(cmc)，减少用量。 清洗剂的选型和配制，实际上体现了清洗要素中的溶解力、表面活性力和化学反应力的最佳选择和匹配问题。三、清洗方法的选择根据清洗零件的大小、表面形状和污垢种类等具体情况，选择适宜的清洗方法和设备。1.按清洗零件大小和表面形状选择清洗方法，见表34。由表34可知，特大、大、中型且表面形状简单的零件适合应用冲洗法。表面形状复杂的小型零件宜采用浸洗法(超声波效果最佳)、溶盐法和电解法。表面形状简单的零件各种清洗方法都适用。2.按污垢种类来选择清洗方法。机械的污垢分为固相污垢和液相污垢。固相污垢有污泥、积炭、胶膜、锈蚀物、水垢和老漆层等。液相污垢有油污、油泥等，其中油污包括燃油污、润滑油污、黄油与尘土的混合物等。锈蚀物主要指铁锈，一般用酸溶液浸洗法、溶盐法和电解法清除。水垢一般采用溶液循环清洗法和溶盐法加以清除。 积炭是燃油和润滑油热氧化产物中最难清除的污垢，采用溶盐法清除最有效。不同污垢各适宜何种清洗方法，可参考表35。由表35可以看出，油污、油泥比较容易清除，几乎各种方法都适用。老漆层的清除以溶盐法最有效。四、清洗工艺的选择根据清洗四要素最佳匹配的要求，对于清洗剂选型、清洗液配制、清洗方法和设备的选择要求统筹兼顾，不能孤立地进行选择。如除积炭，一般采用溶盐法效果最好，但并不是其它方法不可以用。国产金属清洗剂中已有除积炭的专用清洗剂，如781清洗剂，采用浸洗法也可清除积炭。清洗方法和清洗剂的选择还受到资金、市场供应等方面的制约，所以清洗工艺的最终确定，还应当考虑经济效果和社会效益是否最佳的问题。 在实际应用中，不同的清洗设备(零件)其清洗工艺也有较大差别，下面举例说明。1.大型设备高压冲洗(水基清洗)高压清水冲洗空气吹干。2.轴承水基清洗(超声)煤油脱水防锈油封3.工序间零件清洗水基清洗水冲转下道工序。4。精密件水基清洗(超声或冲洗)粗漂洗(水)精漂洗(水)脱水油脱水防锈(气相纸或油封)入库。5.手表水基清洗水基清洗(超声)酒精超声清洗无水酒精脱水烘干。6.燃油系三偶件水基清洗(超声)粗洗水基超声精洗脱液油脱液防锈油封。7.柴油机零件手工清洗水基清洗(浸洗)水漂洗擦干或吹干。五、清洗方法实例以上是几种零件(设备)清洗的工艺流程，但清洗工艺所包含的内容是相当多的。例一、手工活塞清洗:1.工艺流程水基浸洗水漂洗吹干。2.清洗液配制816清洗剂2%，水98%，温度50。3.清洗设备清洗槽、毛刷、气泵。4.操作方法水基清洗:将活塞放入清洗液槽内浸泡1小时，然后用毛刷清除活塞顶部的积炭和其它部位的胶膜。清除所有污垢，操作时间不限。水漂洗:用自来水漂洗，然后以目测检查清洁度。要求活塞顶及环槽内没有可见的积炭和胶膜。吹干:用气泵压缩空气吹干活塞外表面，不宜用布擦干，以免残留纤维。废液处理:废液注入专用槽内破乳除油后方能排放，详见第六节清洗废液处理。在操作过程中，工人的手不宜长时间浸泡在清洗液中。清洗作业结束后，应将手用清水冲洗干净并涂上润肤油。例二、电器产品水基清洗工艺电器产品指电动机、发电机、继电器、电器控制箱等产品。这些产品均可采用以下工艺清除油污、灰尘、金属屑和碳粉等污垢。1.清洗工艺流程清洗前鉴定水基清洗(浸洗或冲洗)清水洗涤绝缘处理及测试废液处理。2.清洗前鉴定清洗前应对电器产品鉴定并作好记录。主要鉴定绝缘老化、脆化和破损情况。此外，还应测定产品的性能，如发动机的电压、电流等指标，如有疑问应与货主协商后再进行清洗。3.水基清洗先进行清洗液配制根据污垢种类(主要是油污)，选用105和TX-10清洗剂，两者按1:1配比。冲洗时浓度为0.10.5%，清洗时浓度为23%，温度为6070。第二步浸洗这种方法适用于重油污或浸过海水的电器产品。浸洗槽的容量应能让清洗液浸没工件(电器产品解体)。将工件放入浸洗槽然后用毛刷刷洗，有条件的单位可以配备螺旋桨等机械激发装置以提高清洗效率。最后冲洗如有QX-1000型高压冲洗机，可用80的清洗液冲洗工件，喷嘴选用扁平型的。如果是自制低压冲洗机，可采用多喷头式，将工件放在清洗机内冲洗半小时。4.清水洗涤(1)浸洗法可将经清洗液浸洗后的工件放在5060的热水槽内浸洗3040分钟，然后取出用自来水冲净。(2)冲洗法如果使用的是高压冲洗机，可直接换用80的热水冲净。如果使用低压冲洗机可改用清水冲净。(3)清水洗后，应用浸水法检查污垢是否除净，如果不符合清洗质量标准，就应返工。5.烘干电器产品必须随洗随烘，不允许湿态存放时间长达3小时以上。如果批量大，可选用有循环热风烘房的烘干设备，批量小可用电烘箱。烘干温度为100110，时间一般为24小时。烘22小时后，每隔1小时测量一次绕组等的绝缘电阻值。连续二次测量的值不变时即可结束，否则再延长烘干时间直到符合要求为止。烘干应注意以下两个问题:(1)烘干过程中，如发现绕组等处有油污渗出，应重新进行水基清洗。(2)经冲洗法清洗、烘干后，如绝缘电阻仍低于0.5兆欧，应换用浸洗法浸洗并烘干，仍达不到要求则需更换绕组。6.绝缘处理(1)烘干后，马上在热态下将需要的部位涂上环氧快干绝缘漆，然后烘2小时待绝缘漆固化后取出。(2)绝缘处理后应测定对地和相间绝缘电阻值，并将清洗前和烘干结束后测定的绝缘电阻值分别记入每台电器产品的专用记录卡。7.废液处理清洗后将废液泵入污水箱内，加入2%的明矾并加热搅拌，使油滴凝聚浮在液面上。将液面上的废油排入废油收集器，统一输送到废油再生中心，其余废液用煤碴过滤后排放。例三、喷油系三偶件的水基清洗工艺喷油系的喷油嘴、柱塞和出油阀三偶件是柴油机的精密部件，配合间隙仅几微米，表面还有沟槽，对清洗质量要求比较严格。1.工艺流程超声浸洗超声清水洗脱水处理防锈处理废液处理。2.超声浸洗(1)清洗液6503清洗液0.30.5%，TX-10清洗剂0.31.0%，其余为水。(2)采用250或500瓦的超声清洗机。选用频率1921千赫的超声波，温度5565，每次清洗的时间为48分钟，可清洗一次(粗洗)或两次(粗、精洗)。3.超声清水洗超声发生器功率和频率以及清洗温度与超声浸洗相同，采用清水，清洗时间23分钟。4.脱水处理可用酒精或脱水油脱水。5.防锈处理涂防锈油并包装入库。修理中清洗燃油系三偶件时，可用柴油脱水然后装配。6.废液处理同例二。例四、柴油机“三滤”水基清洗工艺柴油机“三滤”是指空气滤清器滤网、机油过滤芯和柴油过滤芯，前两种属重油污，较难清洗。1.工艺流程水基清洗清水浸洗脱水处理废液处理。2.水基清洗(1)采用8112清洗剂，配制浓度为3%的清洗液；(2)清洗槽浸洗浸洗温度40，时间机油过滤芯4小时、空气滤清器滤网1小时、柴油过滤芯0.5小时。用手挤压过滤芯直至油污排净为止，对于滤网可用毛刷洗净。(3)清水浸洗漂洗去除清洗液和污垢。(4)脱水处理柴油滤芯用柴油脱水，机油滤芯用机油脱水，空气滤清器滤网用压缩空气吹干。(5)废液处理同例二。例五、柴油机机油散热器的清洗工艺柴油机机油散热器在维修中往往忽视清洗。由于结构的关系残存的机油较多，这些脏机油在装配后会污染机油，造成不必要的磨损。1.工艺流程水基清洗清水冲洗脱水处理废液处理。2.水基清洗(1)清洗液配制采用77-3或8112清洗剂，使用浓度为3%。(2)浸洗首先放在清洗槽内浸泡半小时(清洗液温度为40)，然后将气泵产生的低压气由入口通入散热器，气压为9.8104帕(1公斤/厘米3)即可。此外也可采用溶液循环清洗的方式。用水泵使清洗液在散热器中循环，以清除残存机油。这种方法简便易行。3.清水冲洗将自来水管对准散热器入口，冲洗散热器内部，清除清洗液。4.脱水处理可用烘干的办法，烘烤温度100，时间为5小时。此外也可用压缩空气吹干的办法。5.废液处理同例二。例五、薄板防锈油清洗工艺进口1.5毫米厚的冷轧薄板上涂的防锈油很难清除。这种防锈油不能用火烤，因冷轧薄板火烤容易裂纹，用汽油清洗不安全而且洗不净。防锈油中机油占70%，油酸脂占20%。如果用碱洗，由于要求清洗液温度为90100，一方面容易烧坏烫伤皮肤，另一方面洗后易生锈。最合适的方法是选用湖北襄樊生产的HX-814清洗剂，其清洗工艺如下:1.工艺流程水基清洗清水冲洗废液处理。2.水基清洗(1)清洗液配制采用HX-814清洗剂，配制成浓度为4%的溶液，常温25即可。(2)浸洗放在浸洗槽内浸泡10分钟，再用毛刷刷洗。(3)清水冲洗用自来水冲洗，并通过水膜试验检查清洗质量。(4)废液处理同例二。清洗干净后可直接进行加工。第五节清洗质量的检验标准和方法清洗是从金属表面清除固相或液相污垢，使其达到一定的清洁度的过程。所谓一定的清洁度是指表面污垢重在允许的范围内。对机械维修来说，清洗可分为三个等级:粗洗、精洗和活化清洗。我国尚未颁布清洁度的国家标准，目前一般都参考苏联颁布的清洁度标准。这一标准将清洗质量分成十级(见表36)，按照单位面积残留污垢量来定量测定清洁度指标，并有标准样件相比较(类似表面粗糙度样板)，以迅速评定清洁度。 活化清洗一般用于电镀、刷镀工艺之前。通过活化液和电解液清洗，清除金属表面所有的污垢和氧化膜，使其成为纯净的金属表面，清洁度可达10级。评定清洗质量的方法有三种:1.重量法用溶液溶解残留污垢并称其重量的办法来确定污垢在单位表面积的重量。如上述清洁度分级法，我国中小功率内燃机清洁度测定方法(GB3821-83)也属重量法。它测定的是每千瓦(或马力)污垢重量。清洁度测量方法规定将拖拉机支起，高速运转30分钟后，变速箱和后桥壳体放油，并用煤油稀释冲洗(运转5分钟)，然后放出用200目铜丝筛过滤，用汽油或丙酮溶解清洗后放入烘箱内烘烤，温度1055，时间2小时，烘烤结束后将其杂质放在万分之一的天平上称重。优等品10。9毫克/千瓦(8毫克/马力)，一等品16.3毫克/千瓦(12毫克/马力)，合格品27.3毫克/千瓦(20毫克/马力)。2.荧光法利用机油、油脂等污垢在紫光线的照射下发光这个原理，通过光电管或照像的办法观察表面的发光量，从而间接确定单位面积上的污垢量，即清洁度。3.浸水法利用纯净金属表面能被水润湿，而表面有油污的金属则不能被水润湿这个原理，将试件浸入水中，取出10秒后，观察试件表面水膜连续性。如果水膜断开，则说明断开处有污垢存在。这种方法简单实用，只能定性地表明清洗质量。辽宁省清洗质量标准中规定清洗质量“合格”与“不合格”，就是按浸水法确定的。第六节清洗废液的处理全国推广金属清洗剂的形势是中小城市和农村比大城市推广得速度快，这种不平衡的原因主要在于废液处理。上海、北京等大城市环保要求严格，由于清洗剂废液处理还没有过关，因此严重阻碍了清洗剂的推广使用。本书在介绍清洗剂的选型原则中，废液处理列为其中的一条就是基于这种考虑。全世界有六十多个缺水的国家，我国是其中之一，人均淡水量为2800米3，仅为世界人均淡水量的四分之一。我国废水利用率为2.5%，而世界平均利用率达5060%。我国的水源污染严重，据检查一百多个城市的地下水中，含有有害物质的水源占8090%。国家环保部门统计，每年由于水污染造成的经济损失达370亿元。我国水污染防治法中明文规定，凡污染地表水和地下水者都要承担法律责任警告、罚款直至追究刑事责任。因此，城市、农村及各行各业都要正确解决废水废液处理问题。水基清洗排放的废液与油洗、碱洗和其它溶剂清洗相比对水的污染要轻，尽管如此也还是大大超过了国家规定的排放标准。从表37中可以看出，即使是民用洗衣粉的废液也是不容许直接排放的。 金属清洗剂属于微毒或低毒品，其毒性与洗衣粉、食盐相当。即使无毒排放也不一定就没有污染。例如牛奶无毒，排放也会污染。过去油洗或碱洗后的废液可随便排放，不等于这样做是合理合法的。实际上这样排放是不合法的。解决废液处理问题概括起来有两种途径:一是研制无毒易净化处理(易破乳、易生物降解)的品种，这是根本的解决办法；二是探索出一条技术上适用、经济上合算、使用简便、可靠的废液治理方法。由于清洗废液属于乳化液，国内对清洗废液的处理除少数单位使用电解浮选法和化学气浮法外，大都采用药剂法。一、电解浮选法电解浮选法是利用电解破乳和电解产生微小气泡的上浮作用来净化清洗废液。这一方法不但能对废液中乳化的油珠和固体悬浮物进行物理性净化，而且还能对废液中的金属离子和有机物进行化学净化。电解装置采用微小间隙高流速装置，圆筒状的铝阳极和不锈钢制的阴极隔板以微小的间隙对置，一边将要处理的废液以高速强制流过极板间隙，一边通电，铝离子被溶到废液中，在电场作用下使表面活性剂亲水基带负电，铝离子带正电，正负离子相互吸引使表面活性剂脱离油珠而实现破乳。极间废液的流速在1米/秒以上，电解能连续进行，不受水垢的影响。废液通过电解装置后进入分离槽，在浮力的作用下，使得油和浮渣上浮于表面与澄清水分离。为了促使油渣浮