压缩机零部件环保清洗

wxc2006

一．制冷技术的应用范围与涉及的温度区域非常广阔，从工农业生产到日常生活，从接近于绝对零度的最低温度到室温或更高。其中，2001年中国空调总销量是1480万台，冰箱产量是1300万台，汽车产量是233万辆，单从空调和冰箱、汽车的数量来看就可以知道制冷压缩机的使用量是惊人的。而这些品质优秀的压缩机的生产工序中有一道重要的工序就是清洗。清洗在压缩机生产过程中已经被证明不是辅助工序，而是必须的重要生产工序。在早期压缩机零部件的清洗技术中，被认为最适用的清洗剂是CFC-113，CFC-113具有以下的优特点：

l、既可以清洗掉油脂、润滑油、防腐剂和漆膜等非极性污迹，又可以清洗掉尘埃、金属碎粒、氧化物等极性污迹
2、化学反应和热稳定好，便于存放和使用
- t$ e$ a7 @7 E* _3、干燥速度快
4 \9 r% P6 m  M( A$ D4、沸点低（47.6℃）清洗后不需要利用加热设备加以驱除，节省能源和资金
5、不燃烧，使用安全
3 G0 r# a7 q: W; H+ l8 m" c" P6、毒型低
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1 ?( W7 ?& A2 I8 f8 N! A. @0 F) T因此，如果不是CFC-113的含“ODS”物质太高，相信绝大多数企业是很愿意用它的。然而世界每年压缩机生产量如此大，消耗CFC-113的量必然对世界环境造成巨大的损害。因此压缩机行业采用环保的替代技术清洗成为“ODS”物质淘汰工作的重点。

压缩机的种类多，零部件结构复杂，选用材料种类多，零件加工精度高，装配时对装机含尘量、含水量要求很高。单一的替代技术并不一定满意。因此，首先我们要了解压缩机的种类及零部件情况，有针对性的设计环保清洗方案。
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以全封闭活塞制冷压缩机为例，选用的材料种类包括：曲轴（合金结构钢）、机体（铸铁、轴瓦）、活塞（铁基粉末冶金）、连杆（铝合金）、进气阀片（阀片钢）、电机部件（硅钢片、漆包铜线、绝缘材料）、副轴承座（铸铁、铜瓦）、缸盖（铸铁）、小件（黑色金属）。

$ a6 c9 x) W( ^! k如果是使用CFC-113作为清洗剂，则以上零部件全部都可以放在CFC-113中清洗。要使用替代技术，则需要考虑替代技术的完整性，全面性，可行性。

1．完整性是指采用的清洗剂是否可以从清洗到干燥整个过程独立完成，不需要其它第二种或三种清洗剂。
+ m- O& @6 I4 N/ j2．全面性是指是否所有的零部件均可以在此台清洗机中完成。
) V; Y6 I0 E+ E" g8 G& y! X1 v4 w3．可行性是指生产及排放是否符合环保的要求，生产成本和操作性是否可行，清洗剂是否容易获得。

根据我们的经验，结合清洗剂的种类，我们认为符合以上几个方面的替代技术有三种：

  ~+ M. |: n7 {7 r- |一．水基清洗机

水基清洗。严格意义上说，使用水基清洗剂对压缩机零部件进行清洗有它的缺陷，对于有些含水量要求特别严格的零部件，例如活塞，由于它的材质是粉末冶金件，在清洗过程中，由于结构疏松，含水量较多，不易干燥，会造成产品品质下降。但是，如果烘干技术好，能够真正达到干燥效果，减少含水量，一样可以达到高品质,日本的压缩机清洗技术大部分是使用水基清洗剂清洗。深圳科伟达公司为日本松下中国工厂设计制造两台水剂汽车压缩机零部件超声波清洗机，为松下公司马来西亚工厂提供一台连续通过式水剂汽车压缩机零部件喷淋清洗机，均获得满意的效果，并未出现含水量高，影响品质的问题。
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7 x) P8 x1 E" \/ X. X8 Q+ G8 ], _松下公司中国工厂汽车压缩机零部件超声波清洗机工艺
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一、清洗能力：洗栏尺寸：295×350×325 L×W×Hmm（注：可堆积）
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2 _4 R" b& h' A7 R5 F: W清洗节拍：清洗320S、漂洗320S、防锈320S、干燥320S、搬送30S。

二、洗媒介：自来水、DI水、碱性清洗液（5640L）、水溶性防锈剂（RC75）

" g5 |" k% a0 v1 F本机台具备的特点有：
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7 Z4 c& I$ y  w) l; W1．超声波频率低，为28KHZ，清洗能力强劲，适合金属零部件的清洗；功率大，平均36W/L，而且采用振板的形式，分底振和对振的方式，保证洗篮内的零件各个角度接受的超声波功率基本一致。
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( K" |2 N/ c, u8 a8 q2．过滤系统精良。本机配备：
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1 }9 i* |4 O% |& b$ o/ W, y% q7 B' v1)筐篮式不锈钢卡盘（盆式磁盘）式50μ、500L、1台
2)袋滤器：50μ、ф190、440L、1台
% P" T6 }" {& j; z6 v3)过滤泵:多层螺旋式3相380V、370W、1台
7 E; d8 E9 B. M( g3 o/ {* U: }4)循环泵:多层螺旋式3相380V、370W、1台

1 \8 X# o: f1 \精密有效的过滤装置保证在持续的清洗过程中，清洗剂可以长时间反复使用，不会减低清洗力。
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配置有精密的油水分离器。
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其原理是：通过一个泵，将储液槽内的清洗剂抽入油水分离器，在油水分离器内分布大量的可以增加油水接触表面积的小器件。清洗液由于参与清洗有油污的小零件，水分子与油粒子充分混合形成悬浊液，进入油水分离器后，油粒子与油粒子接触的表面积增大，油粒子与油粒子经过充分接触，由于范德华力的作用，油粒子与油粒子吸引在一起迅速形成一大片油污片，由于油污片比重比水小，从而成片飘浮在水的表面。通过溢流，可以将油污排走，而水则从底部小管流入储液槽继续使用，达到油水分离的目的。另外就是通过超滤膜，使油和水分离。

) V( C& A) S( p7 ]1 a油水分离技术是压缩机零部件水剂清洗机中的一个极为重要的环节，是保证清洗洁净度和降低水和清洗剂消耗的关键。

0 _' r+ F7 Z; ^2 f( }3、干燥系统良好：
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  H8 A  p) n4 F" Y1)加热功率适当，设置加热包加热，然后风机将热风输送到干燥槽内，加热均匀；槽内有抽风口，将加热后小零件表面蒸发的水汽抽走；
2)通过高效过滤器过滤加热的空气，防止二次开污染；
* ]$ D" ^# A2 j' C7 X! f3)加热的时间充分，并不与生产节拍相矛盾。
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水剂超声波压缩机零部件清洗机分别在荆州华意，温州华威，从化万宝，番禺松下万宝，松下马来西亚工厂等公司成功应用。

二．有机溶剂清洗机

8 S5 k* a0 i; h9 t5 e使用有机溶剂气相清洗，在国内清洗五金零部件的技术已经成熟，选用的有机溶剂可以有HEP-2，傲天D6，HT-1等等，根据清洗剂的沸点，去污能力定制清洗工艺：

举例：

  H3 H6 i% V$ ~, p& L清洗工艺：
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7.1 工艺流程
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  q! F5 `3 `' `8 k7 W" E* M8 Q序号 工序 清洗方式 振子数 清洗介质 设置温度 过滤精度
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+ E  @; N1 g+ R  [- ]1 超声波粗洗 1800W28KHZ 36只 清洗剂 40～50℃ 20µ
5 m5 z* ]3 v7 [7 l, F$ o: t2 超声波精洗 1800W28KHZ 36只 清洗剂 40～50℃ 10µ
5 E0 e" D& g$ c/ g4 m* I+ R% |5 x3 超声波精洗 1800W28KHZ 36只 清洗剂 40～50℃ 10µ
  M3 C7 R0 y  Z9 a) r" p- n4 常温漂洗、浸洗 清洗剂 常温
5 蒸汽浴洗、浴洗 清洗剂 60～70℃
2 a' Y3 P! B5 z; B) g8 t6 蒸馏回收 清洗剂 70～80℃
7 冷冻干燥
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. [: q; M, g( Z; L: b9 D7.2清洗液流向
' a' j+ c- v4 n6 e6 R4 d/ x) J+ N
/ t; K' a& d& ~5 j  e3 k- o2 j补液管口→NO：4常温浸洗槽→NO：3超声波精洗槽→NO：2超声波精洗槽→ NO：1超声波粗洗槽→NO：5蒸气浴洗槽→NO：6蒸馏回收槽→NO：4常温浸洗槽
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气相清洗机的设计重点是：
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6 i9 U4 x) A3 H, e8 O一．清洗槽体大小设计一定要合理，尤其是宽度有一定的限度。槽体太大，槽体上方的冷凝区防止挥发的效果就差，清洗剂消耗量太大，容易造成成本增高，使用户无法生产；而且冷冻干燥的效果差。我们建议槽体宽度尽量不超过400毫米。

5 @1 F  D8 w1 ~( e$ ?" i" `二．沸点不同的清洗剂，其冷凝区冷排管的层数不同，通常沸点高的清洗剂，冷排管层数要多，热交换的量更大。
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三．尽量不要设计成多臂机械手，避免多个机械臂将数个洗篮同时提取时，将大量的蒸汽状态的清洗剂驱出槽外，造成消耗过大。当必须设计成多臂机械手时，注意增加冷排管的层数和减慢提升的速度，并在冷凝区停留十几秒再提出缸外向前运行。
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: P. M9 D- v! T5 t& p+ i四．注意清洗剂的比重，设计合理的分水器。

4 n7 w! Y7 @* O. E# a9 N; @五．计算合理的冷汽系统：溶剂型清洗剂在高温下会蒸发，使得清洗剂消耗较大，因此，一般溶剂型清洗机均带有冷凝区的自由程，这种自由程的高度一般设计为槽深的1~1.5倍，稍讲究一点的设计为双排冷凝区，靠近槽面的可以设计为水冷却区，离槽面的设计为气冷却区，这样设计有以下特点：
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（1）靠近槽面的部分由于槽内清洗剂蒸汽温度较高，需要吸收较大的热量，热负荷较大，用水冷效果较小，水冷的冷量较大，温度不易波动，而且由于冷温度较高，对压缩机工作影响较小，压缩机的工作负荷为恒定，水冷不结霜，冷凝管表面的散热（冷）效果好。

（2）远离槽面的部分（上部）采用气冷能有效降低温度，使得清洗剂不易挥发而被冷凝，提高回收效率。由于清洗剂蒸汽已在下部冷凝区被水冷吸收了一部分热量，上部的负荷也不大。

但如果要求整个冷凝区不结霜，侧需要在上部的气冷采取特殊的化霜功能或用水冷才行。

. ?2 M& w  w0 p) F在设计冷却时，还可以根据用户特点，将压缩机散热部分与主机分离，就如同分体或空调一般，可以减轻用户室内的热交换，降低噪声。

6 Z0 S, ^& t6 X" h/ z  f六．关于加热

由于一般溶剂型清洗剂会存在高温下分解呈酸性的特点。因此我们在设计时针对蒸汽浴洗槽及蒸馏回收槽采用间接加热方式，这种加热方式一般是由电加热器加热导热介质（一般为水或导热油），再由加热介质去加热清洗剂，导热介质的温度由一个独立的温控器控制其温度，这样带来以下几个好处：
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4 ]9 s5 h7 W8 a' x% d9 `; Q（1）清洗剂的最高温度就是导热介质的温度，这个温度本身就受控。
（2）由于加热清洗剂的介质不存在明火问题，可以应用于防爆场合，清洗剂的适应性更好。
（3）间接加热的加热功率密度可以调节，并可以比较低。
5 }$ v0 H6 d( a6 I（4）杜绝“干烧”时烧缸现象。
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虽然有以上优点，但对于一些非易燃性清洗剂，在清洗槽及冷热浸泡槽中，我们还是采用热板加热，这是因为：
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* J; A/ Z" L( }( r1 j（1）热板加热费用较低。
（2）这些槽一般溶液量较大，温升本身较慢，不存干烧问题，加上这些槽一般均有过滤循环装置来搅拌，温度的均匀性也较好。
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, T# b1 F/ B* Y& Z) m0 P2 p以上的特点，可以在有机溶剂超声波清洗机中通用。

6 M% t+ K; |3 N; O& M& D三．碳氢真空清洗机

" \+ `" C3 G+ h4 V0 @在日本也称碳化水素清洗机，是使用碳化水素（HC）进行清洗
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1．基本特性：

1)易燃，闪点在50℃-75℃
2)清洗效果好，与CFC-113相当或更好
3)与所有的清洗物材质有很好的相容性
8 Y* m0 D4 k4 ?/ \4 P- b4)性能稳定，无残留物
5)不破坏臭氧层
/ u; O& r0 Z7 T* G5 i6)低毒
7)全球温室效应低

" Y5 i0 O: R, A设备工作原理及设计特点
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设备组成：设备由清洗干燥机主体、超声波系统、真空脱气系统、循环过滤系统、机械臂系统，真空干燥系统、真空蒸馏回收系统、HC浓度监测系统、自动灭火系统及电气控制系统等。
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0 o! Y4 k; r; B# ?: d2 Y# s7 @1．真空清洗工作原理：清洗剂中残存的气体较多，含气量是水的8-10倍，超声波振动子发出的高周波遇到气体（残存氧气）就会衰减，影响了超声波的精密清洗效果。超声波空化效应也难以展开，因此需要真空脱气。首先清洗篮进入清洗槽。这时气缸驱动槽盖自动关闭清洗槽，真空脱气系统启动，将槽内空气抽尽，在真空状态下可以将需要清洗的产品的狭小缝隙内气体及含在清洗剂中的气体抽出，超声波启动，摇摆装置启动，带动洗篮转动，使清洗剂可以充分进行清洗；到设定的时间后，真空释放，缸盖打开，清洗篮进入下一槽

4 O! p$ a0 B7 S! m2．真空蒸馏回收原理：

1)加热：采用导热油间接加热方式。槽体下部外附一个加热油包，外置一个导热油加热箱，加热功率为12kW。首先由发热管对导热油进行加温，再通过泵浦将加热油输送到加热油包，经过热交换后再输送回加热箱加热，如此循环。加热油包有独立的温控系统，油温R.T.～140℃可调
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2)需要回收的清洗剂（溶剂1）经过泵抽入真空蒸馏回收槽，进入真空回收槽之前，首先进入一个热交换筒，在此与蒸馏回收的HC蒸汽管进行热交换。经过抽真空后，清洗剂迅速沸腾并蒸发，产生HC蒸汽，然后可在冷凝区进行冷凝回收，回收的纯净清洗剂排入储液槽，循环使用，具有自动补液循环和漂洗使用功能。
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; k+ [& O: u) }3)强力真空减压系统，配备真空减压泵，真空显示表。真空马达为西门子，设有电磁阀。真空蒸馏回收能力为200L/H，常温常压下，碳化水素的沸点为172℃，减压情况下，可以降低沸点，高温碳化水素在减压条件下迅速形成HC蒸汽，被真空泵一起抽出回收槽，在冷却箱内再形成液体，经过活性碳过滤，称为再生液，可以循环使用。

' r% G) _6 k& M5 t  y/ B+ ~碳氢真空清洗干燥机经过碳氢真空清洗机的清洗，完全可以达到压缩机零部件的清洗要求。
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压缩机零部件的环保替代清洗方案很多，大致与以上三种方案有关。选择何种方案，涉及到成本、资金、技术等多方面因素，应该进行充分的调研。随着市场的开放以及中国与国际化的接轨，中国的清洗行业通过与国际清洗组织进行广泛的交流与合作，清洗技术越来越呈国际化的趋势，中国清洗行业已经是国际环保事业不可缺少的重要组成部分，必将成为国际环保事业一支重要的力量。