Curățarea suporturilor - atlas tehnologic CleanWiki

Efectul proceselor de curățare chimică umedă este determinat în primul rând de puterea solventului curățătorului utilizat. Se aplică următoarele:

Poluarea murdară (agenți de răcire și lubrifianți apoși, paste de lustruit, aditivi, săruri, precum și așchii, abraziune și alte solide) sunt ușor solubile în mediu polar (apă), dar slab solubil în mediu nepolar. Substanțele nepolare, cum ar fi grăsimile și uleiurile, la rândul lor, se dizolvă bine în solvenți nepolari și slab în solvenți polari. Cele mai frecvente medii de curățare utilizate în procesele de curățare umedă convenționale sunt produsele de curățare apoase, hidrocarburile clorurate (CHC), hidrocarburile nehalogenate (CHC), solvenții polari și produsele de curățare pe bază de ulei vegetal.

Mediile apoase, care sunt disponibile ca produse de curățare alcaline, neutre și acide, sunt de preferință utilizate atunci când trebuie gestionat un volum foarte mare de curățare și/sau trebuie efectuate sarcini de curățare fină.

Hidrocarburile nehalogenate (HC) au o bună putere de dizolvare pentru grăsimile și uleiurile animale, vegetale și minerale, precum și o compatibilitate ridicată a materialelor. Cu aceste produse de curățat, o mare parte din uleiurile și grăsimile de prelucrare utilizate în procesele moderne de fabricație pot fi curățate în mod fiabil. Particulele care sunt de fapt insolubile în solvent, cum ar fi așchii, sunt îndepărtate cu uleiul pe măsură ce își pierd aderența la suprafață. Hidrocarburile clorurate (CHC) oferă degresare și uscare a metalelor deosebit de eficientă chiar și pentru componente cu geometrie complexă. Acestea sunt preferate atunci când piesele sunt prelucrate cu uleiuri care conțin clor.

Cuprins

Solvenți polari

Solvenții polari combină avantajele curățării apoase și solventului. Datorită proprietăților echilibrate de dizolvare a grăsimii și a apei, aceste produse de curățare pot fi utilizate pentru a îndepărta murdăria nepolară, cum ar fi grăsimile și uleiurile, în același timp cu murdăria polară.

Produse de curățare pe bază de ulei vegetal

Produsele de curățare pe bază de ulei vegetal, care sunt fabricate din ulei de soia, ulei de rapiță sau ulei de cocos, de exemplu, sunt utilizate sub formă de esteri ai acizilor grași ca înlocuitor pentru produsele de curățat cu hidrocarburi. Sunt potrivite pentru diverse procese, cum ar fi imersia, pulverizarea și curățarea ștergerii. Solidele, dispersiile, dioxidul de carbon lichid, în formă de pelete și supercritic, precum și energia plasmatică și laser sunt utilizate mai rar și în legătură cu procese speciale de curățare.

Pentru a obține curățenia necesară în procesul de curățare cât mai eficient posibil, este necesar un mediu de curățare adaptat la contaminare (polar - nepolar). Gama de medii de curățare este în continuă extindere cu produse noi, a căror dezvoltare se bazează pe cerințe în creștere.

sarcină

Îndepărtați și transportați impuritățile
Dizolvarea, diluarea, emulsionarea, deplasarea și îndepărtarea substanțelor absorbite fizic (nedorite) de pe suprafața (metalică)

Obiective/cerințe

Respectarea cerințelor de curățenie pentru suprafață d. H. Absența impurităților perturbatoare, cum ar fi uleiuri, grăsimi, praf, rugină, straturi de oxid, săruri solubile, alte contaminări cu particule etc.
Compatibil cu materialele
Nu există reacții secundare cu impuritățile
Ecologic, cu toxicitate redusă (siguranță la locul de muncă)
Respectarea reglementărilor legale: COV, Regulamentul privind substanțele periculoase, Directiva tensidelor etc. v. m.

Procedură

Curățare apoasă
Curățarea cu solvenți: HC, CHC, altele
Procedură specială

Factori care influențează

Tipul de contaminare: uleiuri, grăsimi, ceruri, emulsii, praf, substanțe abrazive etc. v. m.
Materiale de curățat: oțel, fontă, metale neferoase, sticlă, materiale plastice etc.
Geometria componentelor: alezaje, fire, subțiri, suprafețe măcinate sau întoarse etc.
Temperatura și durata tratamentului, concentrația, instalația și tehnologia procesului
Domeniul de aplicare și calitatea măsurilor de întreținere a băii

control de calitate

Analiza curățeniei (de exemplu, conform VDA 19 și VDA 19.2)
Evaluarea optică
Utilizarea analizei instrumentale, cum ar fi SEM-EDX

Medii apoase

Efectul de curățare al produselor de curățare apoase se bazează pe două grupe componente - constructori și agenți tensioactivi. Surfactanții sunt substanțe active la suprafață care modifică proprietățile de interfață ale suprafețelor. Ca componente active la suprafață, agenții tensioactivi pot „aluneca” între murdărie și material, pot slăbi impuritățile și le pot dispersa în lichiorul de spălare. Constructorii sunt săruri anorganice care măresc valoarea pH-ului apei, facilitează îndepărtarea particulelor solide și măresc efectul de curățare a agenților tensioactivi într-un fel de efect de sinergie. În plus, produsele de curățare apoase conțin ingrediente care se încadrează în grupul de agenți de complexare, conservanți și inhibitori de coroziune. Sunt folosite pentru a controla duritatea apei, pentru a preveni formarea săpunurilor metalice solide și pentru a garanta protecția împotriva coroziunii pieselor curățate și a sistemului de curățare.

Detergenții apoși sunt utilizați în curățarea componentelor ca detergenți neutri, alcalini și acizi: Produsele de curățare neutre cu o valoare a pH-ului în intervalul 6 - 9 sunt utilizate pentru curățarea intermediară și finală a oțelului, fontei, aliajelor metalice ușoare, metalelor neferoase, sticlei, ceramicii și a majorității materialelor plastice. Mizeria polară, cum ar fi sărurile sau pigmenții, poate fi îndepărtată cu ușurință. Impuritățile nepolare (grăsimi, uleiuri) sunt în principal îndepărtate de principiile dispersiei și emulsificării. Efectul de degresare este, prin urmare, semnificativ mai mic decât cel al produselor de curățat alcaline. Mediile apoase cu o valoare a pH-ului> 7 sunt numite alcaline. Curățarea pieselor industriale face distincția între produsele de curățare slab alcaline (valoarea pH 9-12) și mediile puternic alcaline cu o valoare pH peste 12. Produsele de curățare sunt adaptate la sarcina de curățare respectivă prin adăugarea de alcalii, cum ar fi hidroxizi alcalini, carbonați alcali, fosfați și silicați.

Detergent neutru

Produsele de curățare neutre sunt produse de curățare apoase cu o valoare a pH-ului în intervalul neutru (de obicei pH 6-9). Componenta principală a produselor de curățare neutre este apa, la care se adaugă ingrediente active la suprafață, cum ar fi surfactanți și emulgatori. Inhibitorii de coroziune sunt adesea adăugați pentru a curăța componentele sensibile la coroziune. Componentele anorganice sunt în mare parte absente. Mecanismele implicate în curățare sunt dispersarea și emulsionarea uleiurilor și particulelor de murdărie care aderă la suprafața componentului și dizolvarea substanțelor polare, cum ar fi B. Săruri.

Detergenți alcalini

Curățătorii alcalini sunt mediile apoase cele mai utilizate în prelucrarea metalelor și pot îndepărta atât murdăria polară, cât și cea nepolară. Soluțiile puternic alcaline sunt de asemenea capabile să dizolve oxizii de suprafață. Cu toate acestea, utilizarea lor necesită un test de compatibilitate a materialului.

Detergenți acizi

Curățătorii acizi, care constau de obicei dintr-o componentă acidă sub formă de acid anorganic sau organic sau săruri acide, solvenți organici solubili în apă (alcooli, esteri) și substanțe active la suprafață, elimină foarte eficient murdărirea anorganică, cum ar fi abraziunea metalelor, praful și pigmenții. Îndepărtarea ruginii sau a solzilor este, de asemenea, o aplicație tipică. Pe de altă parte, grăsimile și uleiul pot fi îndepărtate doar într-o măsură limitată cu detergenți acizi.

Sarcină: curățarea suprafeței

Pasul 1: Surfactanții din faza apoasă se difuzează în stratul de limită ulei-apă și, datorită presiunii de răspândire, împing stratul de ulei mai mult sau mai puțin uniform împreună până se formează picături care aderă doar la suprafață și care pot fi ușor spălate. Impuritățile dizolvate și dispersate în ulei sunt, de asemenea, îndepărtate cu picăturile de ulei „rulante”.

Pasul 2: În etapa următoare, stratul de ulei subțire rămas este îndepărtat printr-o reacție de deplasare a agenților tensioactivi și a substanțelor constructive, iar pigmenții sunt dispersați. Procesele, care sunt determinate de mecanisme de adsorbție-desorbție și care se desfășoară încet până la atingerea echilibrului, sunt foarte accelerate de utilizarea substanțelor constructive anorganice (sinergism constructor-surfactant).

Ca urmare a celor două etape de curățare, există acum o suprafață metalică hidrofilă care poate fi activată sau pasivată de alte ingrediente în produsul de curățare.

condiții

Economie

Prin tratarea mediilor apoase de curățare (filtrare, separator de ulei, micro și ultrafiltrare, filtrare prin adsorbție), se poate realiza o durată lungă de baie, ceea ce poate reduce costurile. Acest lucru economisește resurse - apă (cascadă de clătire, tehnologia evaporatorului), agenți de curățare (reciclare), energie.

ecologie

Biodegradabilitate aerobă completă în conformitate cu Regulamentul privind detergenții (CE) nr. 648/2004 Înlocuirea substanțelor care pot forma complexe cu cationi metalici în baia de curățare și astfel se evită remobilizarea metalelor grele din soluri, nămoluri de epurare etc.

Compatibilitate materială

Adaptarea mediului de curățare la materialele care urmează să fie curățate - rezultate de curățare optime cu atac minim de material. Trebuie efectuat un test de compatibilitate a materialului înainte de stabilirea procedurii.

Factori care influențează

Materiale

Mediul apos trebuie adaptat materialelor de curățat (alcalinitate, echipamente cu inhibitori, conținut de sare etc.). Sunt disponibile suporturi adecvate special pentru diferite materiale. Mediile apoase aplicabile universal sunt adecvate pentru curățarea materialelor combinate și a proceselor în care diferite materiale (de exemplu aluminiu și alamă) trebuie curățate într-un singur sistem de curățare (amestec de materiale).

poluare

Pigmenți și așchii/emulsii-grăsimi/uleiuri și ceruri

Geometria piesei

Utilizarea posibilă a mediilor apoase este limitată de geometriile complexe ale pieselor (găuri orb adânci, tăieturi etc.). Mecanica de susținere (inundații sub presiune, pulverizare) poate îmbunătăți rezultatul curățării cu geometrii dificile ale pieselor. O ambalare favorabilă a pieselor poate crește, de asemenea, eficacitatea mediului apos.

control de calitate

Monitorizarea procesului

Pentru a asigura o calitate constantă a curățării, este recomandabil să verificați parametrii procesului - temperatura, presiunea de pulverizare sau puterea cu ultrasunete, calitatea apei de clătire - la intervale stabilite. În plus, trebuie măsurată concentrația constructorului de componente mai curate și a agenților tensioactivi - stabilirea limitelor de avertizare și acțiune, păstrarea cardurilor de baie.

Pregătirea băii

Prin utilizarea unui amestec demulsifiant de surfactant, uleiul poate fi îndepărtat mai ușor din baia de curățare și consumul de surfactant poate fi redus. Utilizarea sensibilă și redusă a costurilor a tehnologiei de reciclare, cum ar fi separatoarele de ulei, micro- sau ultrafiltrare, este posibilă numai atunci când se utilizează amestecuri de surfactanți demulsifianți. (Cerințe de sistem: skimmer pentru suprafața de baie a sistemelor de scufundare)

evaluare

Controlul calității curățării în ceea ce privește contaminarea particulelor poate fi efectuat folosind metode optice (microscopii). Măsurarea tensiunii superficiale (de exemplu, cernelurile de test) poate fi utilizată pentru a evalua îndepărtarea reziduurilor de film.

Detergenți pe bază de solvenți

Hidrocarburi clorurate (CHC)

Majoritatea solvenților organici folosiți pentru curățare pot fi împărțiți în hidrocarburi, hidrocarburi care conțin oxigen și hidrocarburi clorurate, în funcție de proprietățile lor de curățare și domeniile de aplicare.

După interzicerea CFC-urilor în scopuri de curățare în Germania în 1993, CFC-urile au fost utilizate ca o alternativă evidentă, mai puțin dăunătoare față de atmosferă. Deși CHC au proprietăți excelente de curățare, acestea sunt problematice datorită toxicității lor ridicate. CHC sunt hidrocarburi lichide în care unul sau mai mulți atomi de hidrogen din molecula de bază sunt substituiți cu atomi de clor. Au unele proprietăți fizice și chimice care le fac aproape de neînlocuit pentru anumite sarcini de curățare. Acestea includ rate de evaporare scăzute, tensiune superficială scăzută, putere foarte puternică de dizolvare a grăsimilor și stabilitate chimică ridicată. În prezent, doar trei hidrocarburi clorurate sunt permise pentru curățarea suprafețelor în Germania.

Hidrocarburi

Majoritatea solvenților organici utilizați pentru curățare pot fi împărțiți în hidrocarburi, hidrocarburi care conțin oxigen și hidrocarburi clorurate, în funcție de proprietățile lor de curățare și domeniile de aplicare.

Terpene
Aromatice
Alifatic
Benzină specială
spirit alb
Cazane mari

Grupul de hidrocarburi cuprinde amestecuri de compuși în principal nepolari (polaritatea unui solvent) și este utilizat în cea mai mare parte pentru degresarea metalelor conform principiului „cum ar fi se dizolvă ca”. Punctul de aprindere al hidrocarburilor crește odată cu proporția de molecule cu lanț lung din amestec. În funcție de compoziția lor, acestea sunt alocate claselor VbF AI la AIII sau nu sunt considerate a fi expuse riscului de incendiu.

Hidrocarburi care conțin oxigen

Alcooli
Aldehidele
Cetone
Ester
Eter

Produsele de curățare din grupul de hidrocarburi care conțin oxigen au de obicei o parte polară și nepolară a moleculei (polaritatea unui solvent) și sunt utilizate atunci când este de așteptat atât murdărirea nepolară, cât și cea polară. Datorită inflamabilității lor ușoare, acestea sunt în mare parte alocate claselor VbF AI sau AII.

Curatator MPC

Impuritățile nu intră în soluție, de ex. cu solvenți convenționali. Ele sunt eliberate din micro-faze printr-un așa-numit transfer de micro-fază în mediul apos. Acest lucru face foarte ușor filtrarea impurităților din baia de curățare. Acest lucru permite realizarea unei durate de viață extrem de lungi, ceea ce reduce semnificativ costurile de operare.

beneficii

În mod tradițional, există două sisteme de curățare diferite - solvenți și agenți de curățare tensioactivi - care se disting prin avantajele lor respective: Specialitatea tehnologiei MPC constă în faptul că avantajele solvenților tradiționali și agenților de curățare tensioactivi descriși aici sunt combinate fără a fi nevoie să accepte dezavantajele lor. Acest lucru înseamnă că sistemele de curățare MPC® sunt, de asemenea, capabile să curățe într-un singur proces o mare varietate de contaminanți, cum ar fi uleiuri și lubrifianți de răcire.