長期以來,緊固件防銹技術環節普遍采用高標號汽油清洗螺釘、螺母,不能滿足環保要求且存在安全隱患,由于國家將逐步限制且最終淘汰破壞臭氧物質ODS清洗劑,禁止或限制使用二氯甲烷、二氯乙烯、汽柴油等有毒有害危險化學品。部分企業嘗試水溶液、酒精等清洗劑,但存在防銹效果、安全、環保等缺陷。因此,需要考慮采用新的工藝方法。
1、原有清洗劑工藝的缺陷
在汽油清洗緊固件的過程中會產生汽油揮發,廢氣的雜質為防銹油蒸氣和揮發態汽油,汽油揮發成蒸氣后的體積擴展為原來的幾十倍,當空氣中汽油蒸氣達到2%~7%時,遇到火花就會引起爆炸;汽油中含有的苯為致癌物,在生產環境中汽油以蒸氣形式經呼吸道吸收,同時還會穿過人體表皮滲入肉體,對人的身體健康危害較大,輕度急性中毒時伴隨劇烈的頭痛、惡心、心悸、視力模糊等特征,重度急性中毒則會出現抽搐、昏迷等癥狀,極高濃度下可導致人體出現意識突然喪失,且原有工藝采用手工清洗,因存在空氣不能解決盲孔、縫隙的清洗干燥問題。
2、清洗劑的選擇
目前歐美、亞太地區廣泛使用高純度碳氫清洗劑清洗緊固件,此類物質符合歐盟WEEE/RoHS環保指令,是替代ODS的較佳清洗劑。碳氫清洗劑與其他清洗劑的性能對比見表1。
表1 碳氫清洗劑與其他清洗劑的性能對比
清洗劑類別 | ODS清洗劑 | 其他鹵代烴 清洗劑 | 高級鹵代烴 | 水基清洗劑 | 碳化水素 |
清洗劑名稱 | 三氟三氯乙烷 三氯乙烷 四氯化碳 汽油、柴油、煤油 | 二氯甲烷 三氯乙烯 四氯乙烯 三氯甲烷 正溴丙烷 氫氟氯化碳 | 氫氟化碳 氫氟乙醚 …… | 酸性清洗劑 堿性清洗劑 中性清洗劑 | 碳化水素清洗劑 (碳氫化合物) |
優缺點 | 破壞臭氧層 違背政府法令和國際公約 采購越來越困難 揮發損失大 有些產品有毒 | 高毒性 揮發損失大 材料相容性差 對臭氧層有破壞作用 | 價格昂貴 揮發損失大 | 金屬緊固件銹蝕 水系統結垢 需要排水處理設備 干燥時間較長 清洗工藝復雜 使用成本高 | 超強的洗凈力 無毒無害 適用于大多數材料 回收率高 徹底揮發 清洗工藝簡單 不破壞環境 經濟性好 能維持新液的洗凈力 高溫時使用比其他清潔 洗劑安全性好 |
碳氫清洗劑清洗緊固件好于水基清洗劑和鹵代烴,經口毒性、吸放毒性及皮膚接觸性為超低毒,同時不含有致癌物及氯、硫等腐蝕物,不會產生金屬材料氧化和腐蝕,在常溫及加熱狀態下可完全揮發,不殘留,常溫下沸點高于150℃,清洗過程揮發產生的損失比沸點為40~80℃的鹵代烴要小,大部分碳氫清洗劑的閃點在50℃左右,屬于第三類易燃物,安全性要高于高標號汽油,通過自然降解,清洗后的碳氫清洗劑廢液焚燒生成物主要為水和CO2對空氣沒有污染。
3、清洗劑的對比驗證
原有工藝采用手工清洗方法,螺栓、螺母浸泡在高標號汽油中用干凈毛刷刷洗,再自然通風或機械通風干燥。這種工藝無法解決微小盲孔及縫隙的清洗,且干燥過程屬于組織廢氣排放,被環保政策所限制。部分企業采用超聲波方式強化清洗效果,但由于清洗干燥過程中盲孔及縫隙存在空氣,清洗效果減弱。
為了能有代表性的覆蓋需油封的螺栓、螺母,選取MML35、35CrMo、20MnTiB鋼螺栓,清洗劑為C10H22 碳氫清洗劑。清洗試驗對比結果為,使用C10H22 清洗劑清洗的產品外觀潔凈,無油漬殘留,都能有效去除表面污垢,與高標號汽油清洗效果一致。C10H22 清洗劑浸泡后試樣斷面與浸泡前未見變化,清洗劑無腐蝕性,試樣未發現氧化層脫落、破壞等不良現象,表面狀態較好,不會對產品尺寸有任何影響。
C10H22 碳氫清洗劑可以代替高標號汽油進行清洗,對重要緊固件再采用超聲波和真空高溫氣相清洗技術加強清洗效果,完全可以在清洗質量、安全、環保等方面滿足使用要求。