工业设备清洗技术的发展过程和展望
随着射流技术的发展,出现了喷砂清洗、喷丸清洗、高压水射流 等清洗技术,这些清洗技术以其成本低、污染性小,不受垢型限制, 很快得到了广泛应用。欧美等发达国家,高压水射流清洗占工业清洗 80%左右,我国正处于上升阶段并开发出了压力超过200MPa的高压水 射流清洗机。这方面德国因其技术水平和机械加工水平较高,在该领 域具有很强优势,如哈默尔曼、乌拉卡、沃马,美国的爱华达、福禄 也有较高水平。国内虽起步较晚,但通过引进、消化和吸收也取得了 显著的进步,例如天津聚能高压泵有限公司、宝鸡水泵厂、上海大隆 等。
物理清洗以污染小、操作灵活、无腐蚀等优点将逐渐取代化学清洗并 成为工业清洗的主流,物理清洗技术的研究和应用将更受关注。物理 清洗的设备、装置将向小型化、多样化、集成化发展,应用领域越来 越宽。众所周知,电厂排灰管线的清洗就经历了停车化学清洗到不停 车化学清洗到PIG物理清洗,不仅减少环境污染,同时也降低了清洗 成本。
化成为无毒无害的水溶性物质的过程。这类清洗剂把污物如油类和有 机物彻底分解,是一种真正意义上的环保型绿色清洗技术。
微生物清洗技术在国外已取得很大进展,已应用在某些领域,例 如美国的Joe Stix 发明的The Ulimate Eaters对轻质油的除油效果很好。
干冰清洗技术则是利用干冰颗粒的冲击剥离、温差引起热膨胀剥离 及干冰升华产生的气掀作用,达到去除污垢的效果。在国外该技术已 广泛应用于橡胶、塑料模具去污、食品工业除焦、电子线路板带电清 洗及其它特殊行业的去污清洗。该技术清洗效果好,无二次污染,不 损伤材料,可实现不停车清洗。但国内因多种客观条件限制,应用范 围非常有限。
物理清洗技术是指利用各种力、热、声、光、电、射线等物理作用去 除污垢的清洗技术总称,其技术水平主要体现在设备及其优化配置和 综合运用上。物理清洗的发展经历了人工捅刷——PIG清洗、射流清 洗——多元化、集成化三个阶段。早在化学清洗以前,人们清洗除垢 的主要方法是捅、刷、钻、敲、打、磨、铲等原始的物理方法,主要 靠机械外力作用而清除污垢,除垢效果很差,对管道或人工不易到达 位置无法处理。对油垢的处理除采用以上机械办法以外,还采用加热 熔化法、燃烧法等热学方法。这些方法曾解决了一些生产中的实际问 题,并在某些领域仍沿用至今。
锅炉清洗、小型工业设备清洗、大型成套装置清洗、楼宇清洗、船舶清洗、 文物清洗、核污染物清洗……
化学清洗:采用化学药剂及其水溶液除去被清洗设备和管道表面污物、 氧化物、腐蚀产物等,达到表面清洁的方法。它是借助清洗剂对物体 表面污染物或覆盖层进行化学转化、溶解、剥离以达到脱脂、除锈和 去污的效果。
PIG清洗广泛应用到管道的清洗维护,尤其适用于长输 管道的清洗。英国吉拉德公司、国内沈阳、廊坊及日本在 该领域均具较高技术水平。廊坊管道局PIG专业技术水平 较高,蓝星公司PIG技术综合应用水平较高.
3.2物理清洗 -水气脉冲清洗 水气脉冲清洗技术是针对我国自来水管网和供暖管网而
开发的一项新技术,具备较高的应用推广前景。电磁脉冲 清洗技术是针对特殊设备的特种清洗方法,也有一定的应 用情景。
低剂量的不停车化学清洗剂除垢于生产过程之中,因其除垢效果好、不影响 生产、污染性小,更受用户的欢迎,例如蓝星公司的中央空调不停机清洗剂、 循环冷却水不停车清洗剂和日本的HKS-101炼油系统不停车清洗剂。
各种工艺侧物料垢如尿素设备难溶垢、聚合物垢、硫黄垢等都开发出了相应 的专用型清洗剂。特殊行业、特殊环境下使用的专用型清洗剂也应运而生, 例如核工业去除放射性污染物的专用清洗剂;美国的OAKITE33不锈钢清洗钝 化剂;日本粟田公司的衣-丙共聚物磷灰石特效清洗剂;德国的KONUS发动机 积碳清洗剂;我国华阳恩赛的许多功能性很强的专用型清洗剂等。
这个阶段清洗剂组成简单,缓蚀性能差,综合技术水平低,极易 发生失误操作引发酸洗腐蚀事故、有机溶剂中毒事故和火灾事故。清 洗的操作和控制必须具有专业化水平,从而促进了各种专业化清洗队 伍的诞生和成长
第二阶段组合型清洗剂:随着以Lan-826多用酸洗缓蚀剂为代表的多 功能型酸洗缓蚀剂的出现,同一种缓蚀剂对十几种酸和常见的多种金 属材料及其组合件、焊接件都有良好的缓蚀作用。不但能有效控制金 属的均匀腐蚀,而且对点蚀、应力腐蚀、渗氢腐蚀也有较好的抑制作 用。同时,有机弱酸、络合剂和螯合剂取代强酸强碱,组合型的弱酸 性络合清洗剂和中性清洗剂占主导地位。
第一阶段:所用的清洗剂主要是盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸、氢氧化 钠等腐蚀性很强的强酸强碱。当时,酸洗缓蚀剂品种少、性能差,仅 适应于某一种酸和某种金属材料的腐蚀控制,对多种金属材料及其组 合件的缓蚀性能较差,限制了化学清洗的应用范围。清洗对象主要是 石油、化工、电力、供热等与传热有关的单元设备,例如用硝酸和 Lan-5硝酸缓蚀剂清洗蒸汽锅炉;用乌洛托品和盐酸作为缓蚀剂清洗 换热器等。
4.3清洗助剂的发展趋势 在清洗助剂方面更注重催化剂、促进剂、剥离剂的作用,并使其无
4.4清洗工艺的发展趋势 清洗工艺逐步从分步法向一步法过渡,停车清洗技术将逐步被不停
车清洗技术所取代,最终将由各类防腐防垢技术和优秀的水质处理技 术所取代。将来化学清洗的主要工作将集中在物料侧污垢的清洗和特 殊行业的清洗,同时将更注重多领域的系统集成。
特殊的清洗剂和特殊的清洗工艺一起发展,成为一项完整的清洗技术 集成化模块,例如美国的SGOG-EPRT法、德国的KWU法和法国的EDF法 核电站蒸汽发生器的化学清洗技术、国内的尿素合成塔检漏系统化学 清洗技术、电子线路板带电化学清洗技术等。
国内化学清洗技术目前正处于第二阶段,第三阶段正在开始,集成化 水平较低,功能性清洗剂的开发已取得部分成果,如尿素工艺侧污垢 系列清洗剂、中央空调不停车清洗剂、“三合一”清洗剂、中性除油 除锈清洗剂等。
内外表面进行清洗,具有优质、省力、高效和无污染等显著特点,在 西方发达工业国家已得到了广泛应用,取得了很大的经济效益。我国 也开始逐步推广使用这种新技术
含有离子、电子、高活性自由基和电中性分子的可以导电的气体,这 就叫等离子体 .六十年代集成电路的刻蚀发展,是推动等离子体发展 的最大推动力
物体表面受到物理、化学或生物的作用而形成污染物或覆盖层称作污垢,去除这些 污染物或覆盖层而使其恢复到原表面状况的过程称为清洗。
八十年代国外开始用于其他领域的清洗以及表面改性 国内在最近两三年开始用于电子元件清洗
在物理清洗技术的集成方面,国内刚起步,而国外已有较大发展,例 如油罐清洗技术方面,日本的Taiho公司的COW系统,丹麦Toftejorg 公司的BLABO系统。
物理清洗是借助各种机械外力和能量使污垢粉碎、分解并剥离离开物体 表面,达到清洗的效果。物理清洗现在常用的方法有高压水射流清洗、 PIG清洗、干冰清洗、激光清洗和爆破清洗等。
油污清洗剂淘汰了污染性极强的溶剂型清洗剂,配方组合式的水基清 洗剂和乳液型清洗剂占主导地位,如美国的Turco5854型乳液清洗剂、 国内的FJ-1型乳液清洗剂、蓝星公司的除油王等水基清洗剂都具有很 好的除油清洗效果。
第三阶段的标志是简单的傻瓜型清洗剂、特殊污垢专用清洗剂和低剂量不停 车清洗剂的大量应用。随着清洗主剂、缓蚀剂和清洗助剂的日益完善,各种 更安全、使用方法更简单的专用型清洗剂大量涌现和系列化,使清洗剂更加 专业化、精细化、高效化、安全化、系列化,形成了各种专用型清洗剂模块, 即出现了简单的傻瓜型清洗剂,例如蓝星公司的除油、除锈、钝化“三合一” 系列清洗剂和国内的中性除油除锈剂。
各种功能型清洗助剂如渗透剂、剥离剂、促进剂、催化剂、三价铁离 子还原剂和铜离子抑制剂等也逐渐进入清洗剂配方,清洗剂的功能性 更强,协同性能更好,除垢性能和缓蚀效果更佳。这使得金属材料品 种多、结构复杂、污垢种类繁多的大型成套工业装置的化学清洗成为 可能,例如国内化肥装置、乙烯装置开工前化学清洗高潮的出现。这 时的化学清洗更需要化学、材料学、金属腐蚀学、材料加工学等多种 学科的理论知识,清洗的操作和控制更需要专业化水平,从而带动了 清洗行业向专业化、大型化、集团化方向发展,例如国内出现了拥有 数百家分公司的蓝星化学清洗集团公司。
六十年代集成电路的刻蚀发展是推动等离子体发展六十年代集成电路的刻蚀发展是推动等离子体发展的最大推动力的最大推动力八十年代国外开始用于其他领域的清洗以及表面改性八十年代国外开始用于其他领域的清洗以及表面改性国内在最近两三年开始用于电子元件清洗国内在最近两三年开始用于电子元件清洗在物理清洗技术的集成方面国内刚起步而国外已有较大发展例在物理清洗技术的集成方面国内刚起步而国外已有较大发展例如油罐清洗技术方面日本的如油罐清洗技术方面日本的taihotaiho公司的公司的cowcow系统丹麦系统丹麦toftejorgtoftejorg公司的公司的blaboblabo系统
各种工业和生活用水、污水管线、城市煤气管道,工厂用各种工艺 管道,油田输油、气管线等,均可采用PIG清洗。PIG清洗原理见下 图
微生物清洗是利用微生物将设备表面附着油污分解,转化成为无毒 无害的水溶性物质的方法。这种清洗把污染物(如油类)和有机物彻 底分解,是一种真正意义上的环保型清洗技术。
4.1化学清洗技术的发展趋势 化学清洗技术发展到现在,已经取得了很大的进步,成功地解决了生
产实践中的很多实际问题,但化学清洗总体上呈衰减态势。为保护自 然环境和地下水资源,化学清洗技术将向环保型、功能型、精细化、 集成化方向发展。 4.2清洗剂的发展趋势 随着精细有机合成技术、生物技术和检测技术等相关技术的进步,化 学清洗剂将向分子设计方向发展,合成具有生物降解能力和酶催化作 用的绿色环保型化学清洗剂;弱酸性或中性的有机化合物取代强酸强 碱;直链型有机化合物和植物提取物取代芳香基化合物;无磷、无氟 清洗剂取代含磷含氟清洗剂;水基清洗剂将替代溶剂型和乳液型清洗 剂;可生物降解的环保型清洗剂取代难分解的污染型清洗剂;各类系 列化傻瓜型清洗剂功能性强,操作简便。
起来有节能、降耗、安全、稳产、提高产品质ຫໍສະໝຸດ Baidu,加快生
化学清洗技术的发展与清洗剂的进步密切相关,清洗剂按需清洗的垢 型主要分为水垢锈垢清洗剂、油污清洗剂和工艺侧污垢清洗剂几大类, 清洗剂的进步经历了简单型——组合型——傻瓜型三个发展阶段。

