超声波条件下除油技术的研究

　　0 引言

　　目前,钢铁材料仍然是现代工业生产和社会生活的主要材料。而除油是钢铁等材料前处理的重要工序,应用十分广泛,其洗净程度不仅关系到产品质量、工作效率和生产成本,而且同工厂的设备维修、劳动生产率、以至废水处理等都有密切的联系。因此,金属材料的油污清洗技术,正越来越受到研究机构和生产企业的重视,特别是近年来得到了迅速的发展。

　　传统的常用除油方法主要:热碱法、有机溶剂法和表面活性剂法等,这些方法在适用范围、对环境的影响、成本等方面存在各自的不足[1,2]。

　　与其它清洗方法相比,超声波清洗技术具有以下特点[3,4]:(1)可大大提高被清洗件表面的洁净度;(2)清洗速度快,功效高;(3)便于清洗工艺的实施及工艺过程的连续自动化;(4)不宜用其它清洗工艺清洗的易碎物品或制件,可用超声波进行较好的清洗;(5)外形结构比较复杂,具有狭小缝隙空洞的制件,用其它工艺清洗不彻底时,可用超声波清洗干净;(6)可大大降低清洗作业的劳动强度。除此以外,采用超声波清洗这一技术后,还可以减少化学溶剂的用量,从而大大降低环境污染。因此,超声波清洗技术正在越来越多的工业部门中应用。

　　文中主要研究在超声波作用下,除油技术的介质配方和运行条件,研究获得较适宜的介质配方及相应的运行条件。并对超声波协同作用下,除油的过程及机理进行讨论和分析。

　　1 实验内容及实验方法

　　1.1 实验用材料

　　所用试样为标准QBPT2117-955通用水基金属净洗剂6规定之金属试片,材质为45#热轧钢板,尺寸为50mmx25mmx3mm,并按该标准配制和涂复人工油污,油污涂复量控制在0.08~0.19g之间。实验所用的主要化学试剂包括氢氧化钠(NaOH),碳酸钠( Na2CO3),磷酸三钠(Na3PO4#12H2O),表面活性剂(6501,6503,OP乳化剂)等。

　　1.2 仪器及设备

　　实验所用主要设备为PAT-1018型超声波清洗机,功率为900W,频率为28kHz,其清洗槽尺寸为460mmx330mmx400mm。清洗装置如图1所示。文中利用感量为0.1mg的分析天平,通过失重率测量,检测分析除油效果。

　　1.3 实验方法

　　1.3.1 配方的选定

　　选择配方时应在保证一定时间内清除干净的前提下,选用低浓度、低温、安全、经济的清洗液。

　　文中除油清洗液选用了碱性、中性、酸性清洗液。碱性清洗液是由纯碱和助洗剂组成的碱性溶液。

　　其配比(质量分数)为,1% NaOH,2% Na2CO3,2%Na2SiO,5% Na3PO4,90% H2O。中性清洗液采用OP-10、6501、6503以及AES配制成的复合表面活性剂的水溶液。4种表面活性剂质量分为数均为0.5%。