干冰的用途和干冰清洗應(yīng)用范圍
發(fā)布時(shí)間：2020-01-05
干冰清洗，是一種清洗污垢采用的方法。有關(guān)干冰的歷史可以追述到1823年的英國的兩位叫法拉地和笛彼的人，他們首次液化了二氧化碳，其后的1834年德國的奇絡(luò)列成功地制出了固體二氧化碳。但是當(dāng)時(shí)只是限于研究使用，并沒有被普遍使用。干冰被成功地工業(yè)性大量生產(chǎn)是在1926年的美國設(shè)立的干冰股份有限公司。當(dāng)時(shí)將制成的成品命名為干冰，現(xiàn)在已經(jīng)將它視為普通名詞，但其正式的名稱叫固體二氧化碳。2001年后進(jìn)入中國。
基本信息
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原理
干冰清洗(dry ice blast cleaning)又稱冷噴，是以壓縮空氣作為動(dòng)力和載體，以干冰顆粒為被加速的粒子，通過專用的噴射清洗機(jī)噴射到被清洗物體表面，利用高速運(yùn)動(dòng)的固體干冰顆粒的動(dòng)量變化(Δmv)、升華、熔化等能量轉(zhuǎn)換，使被清洗物體表面的污垢、油污、殘留雜質(zhì)等迅速冷凍，從而凝結(jié)、脆化、被剝離，且同時(shí)隨氣流清除。不會(huì)對(duì)被清洗物體表面，特別是金屬表面造成任何傷害，也不會(huì)影響金屬表面的光潔度。
具體清洗過程包括:低溫冷凍剝離、吹掃剝離、沖擊剝離。
低溫冷凍剝離
-78.5℃的干冰顆粒作用在被清洗的物體表面時(shí)，首先冷凍脆化污物，污物在被清洗的表面上破裂，由粘彈態(tài)變成固態(tài)，且脆性增大，粘性減小，使之在表面上的吸附力驟減，同時(shí)表面積增大，部分污物可以自動(dòng)剝離。
吹掃剝離
在壓縮空氣作為動(dòng)力的環(huán)境下，其對(duì)脆化了的污物產(chǎn)生剪切力，引起機(jī)械斷裂，由于污物與被清洗物表面低溫收縮比差很大，在接觸面處產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，污物在剪切力作用下剝離。
沖擊剝離
高速的干冰顆粒碰撞到增大了的污物表面時(shí)，將上述動(dòng)能傳遞給污物，克服已經(jīng)減小了的粘附力，因此而產(chǎn)生的剪切力使污物隨氣流卷走，達(dá)到了脫除污物的目的。
干冰清洗
按清洗的污垢成份分兩種:
1、清洗一些易碎的污垢，諸如油漆，那么，這個(gè)過程是在設(shè)備表面及涂層之間產(chǎn)生收縮的張力。這種張力能夠充分地破壞污垢的結(jié)垢力，將污垢從設(shè)備涂層上剝離。
2、表面粘有易變形、粘性的污垢，諸如油、油污、蠟，那么這個(gè)清洗的過程就如同高壓水清洗一樣。當(dāng)干冰顆粒高速度撞擊設(shè)備表面時(shí)，迅速利用張力將污垢頂開。
應(yīng)用范圍
折疊工業(yè)模具
輪胎模具、橡膠模具、聚氨酯模、聚乙烯模、PET模具、泡沫模具、注塑模具、合金壓鑄模、鑄造用熱芯盒、冷芯盒，可清除余樹脂、失效脫膜層、炭化膜劑、油污、打通排氣孔，清洗后模具光亮如新。
在線清洗，無需降溫和拆卸模具，避免了化學(xué)清洗對(duì)模具的腐蝕和損害、機(jī)械清洗對(duì)模具的機(jī)械損傷及劃傷，以及反復(fù)裝卸導(dǎo)致模具精度下降等缺點(diǎn)。關(guān)鍵的是，可以免除拆卸模具及等待模具降溫這兩項(xiàng)最耗時(shí)間的步驟，這樣均可以減少停工時(shí)間約80%-95%。
干冰清洗益處: 干冰清洗可以降低停工工時(shí);減少設(shè)備損壞;極有效的清洗高溫的設(shè)備;減少或降低溶劑的使用;改善工作人員的安全;增進(jìn)保養(yǎng)效率;減少生產(chǎn)停工期、降低成本、提高生產(chǎn)效率。
折疊石油化工
清洗主風(fēng)機(jī)、氣壓機(jī)、煙機(jī)、汽輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備及各式加熱爐、反應(yīng)器等結(jié)焦結(jié)炭的清除。清洗換熱器上的聚氯乙烯樹脂;清除壓縮機(jī)、儲(chǔ)罐、鍋爐等各類壓力容器上的油污、銹污、烴類及其表面污垢;清理反應(yīng)釜、冷凝器;復(fù)雜機(jī)體除污;爐管清灰等。
折疊食品制藥
可以成功去除烤箱中烘烤的殘?jiān)⒛z狀物質(zhì)和油污以及未烘烤前的生鮮制品混合物。有效清結(jié)烤箱、混合攪拌設(shè)備、輸送帶、模制品、包裝設(shè)備、爐架、爐盤、容器、輥軸、冷凍機(jī)內(nèi)壁、餅干爐條等。
干冰清洗的益處:排除有害化學(xué)藥劑的使用，避免生產(chǎn)設(shè)備接觸有害化學(xué)物和產(chǎn)生第二次垃圾;擬制或除掉沙門氏菌、利斯特菌等細(xì)菌，更徹底的消毒、潔凈;排除水刀清洗對(duì)電子設(shè)備的損傷;最小程度的設(shè)備分解;降低停工時(shí)間。
印刷工業(yè)
清除油墨很困難，齒輪和導(dǎo)軌上的積墨會(huì)導(dǎo)致低劣的印刷質(zhì)量。干冰清洗可去除各種油基、水基墨水和清漆，清理齒輪、導(dǎo)軌及噴嘴上的油污、積墨和染料，避免危險(xiǎn)廢物和溶液的排放，以及危險(xiǎn)溶劑造成的人員傷害。
干冰清洗
折疊電力行業(yè)
可對(duì)電力鍋爐、凝汽器、各類換熱器進(jìn)行清洗;可直接對(duì)室內(nèi)外變壓器、絕緣器、配電柜及電線、電纜進(jìn)行帶電載負(fù)荷(37KV以下)清洗;發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)子、定子等部件無破損清洗;汽輪機(jī)、透平上葉輪、葉片等部件銹垢、烴類和粘著粉末清洗，不需拆下槳葉，省去重新調(diào)校槳葉的動(dòng)平衡。
干冰清洗的益處:使被清洗的污染物有效地分解;由于這些污染物被清除減少了電力損失;減少了外部設(shè)備及其基礎(chǔ)設(shè)備的維修成本;提高電力系統(tǒng)的可靠性;非研磨清洗，保持絕緣體的完整;更適合預(yù)防性的維護(hù)保養(yǎng)。
折疊汽車工業(yè)
清洗門皮、蓬頂、車廂、車底油污等無水漬，不會(huì)引致水污染;汽車化油器清洗及汽車表面除漆等;清除引擎積碳。 如處理積碳，用化學(xué)藥劑處理時(shí)間長，最少要用48小時(shí)以上，且藥劑對(duì)人體有害。干冰清洗可以在10分鐘以內(nèi)徹底解決積碳問題，即節(jié)省了時(shí)間又降低了成本，除垢率達(dá)到100% 。
折疊電子工業(yè)
清潔機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備的內(nèi)部油脂、污垢;集成電路板、焊后焊藥、污染涂層、樹脂、溶劑性涂覆、保護(hù)層以及印刷電路板上光敏抗腐蝕劑等清除。
折疊航空航天
導(dǎo)彈、飛機(jī)噴漆和總裝的前置工序;復(fù)合模具、特殊飛行器的除漆;引擎積碳清洗;維修清洗(特別是起落架-輪倉區(qū));飛機(jī)外殼的除漆;噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。可直接在機(jī)體工作，節(jié)省時(shí)間。
折疊船舶業(yè)
船殼體;海水吸入閥;海水冷凝器和換熱器;機(jī)房、機(jī)械及電器設(shè)備等，比一般用高壓水射流清洗更干凈。
折疊高速列車
發(fā)動(dòng)機(jī)、線路管束、換熱器及電氣設(shè)備等，可直接清洗，高效省時(shí)。
折疊核工業(yè)
核工業(yè)設(shè)備的清洗若采用水、噴砂或化學(xué)凈化劑等傳統(tǒng)清洗方法，水、噴砂或化學(xué)凈化劑等介質(zhì)同時(shí)也被放射性元素污染，處理被二次污染的這些介質(zhì)需要時(shí)間和資金。而使用干冰清洗工藝，干冰顆粒直接噴射到被清洗物體，瞬間升華，不存在二次污染的問題，需要處理的僅僅是被清洗掉的有核污染的積垢等廢料。
折疊一般制造業(yè)
清洗油污、油漆、油墨、黏合劑、積碳、瀝青、表層銹污、工業(yè)風(fēng)扇、焊接熔渣、電鍍涂裝等。
對(duì)比
干冰清洗與傳統(tǒng)清洗的比較
傳統(tǒng)清洗 | 干冰清洗 | |
設(shè)備停工 | 需拆卸、降溫、重新組裝 | 能清洗到肉眼看到傳統(tǒng)無法清洗的地方， 清洗后 立即恢復(fù)生產(chǎn)，無需拆卸、降溫，可在線清洗 |
污染問題 | 清洗物會(huì)形成二次污染物 | 無二次污染，干冰從接觸表面升華 |
工時(shí) | 傳統(tǒng)的清洗、打磨、浸泡等方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力 | 是傳統(tǒng)清洗的四分之一時(shí)間或更快 |
清洗效果 | 一般 | 優(yōu)秀 |
對(duì)設(shè)備的危害 | 會(huì)磨損及污染被清洗區(qū)域 | 無危害、有利于環(huán)保 |
安全 | 危害環(huán)境及人體、不能在帶電的環(huán)境中使用 | 標(biāo)準(zhǔn)的安全預(yù)防，可在帶電環(huán)境中使用 |
費(fèi)用 | 額外的清洗產(chǎn)品費(fèi)用及二次處理費(fèi)用 | 少量的干冰費(fèi)用 |
歷史發(fā)展
1930年，美國制造"干冰"就在實(shí)驗(yàn)室中做試驗(yàn)用。
1945年，美國海軍將干冰作為噴射介質(zhì)，清除各種油脂。
1963年，雷金納德·林德利用噴射二氧化碳顆粒的辦法"從骨頭上剔除肉"，獲得一項(xiàng)專利。
1972年，埃德溫·瑞斯以"噴射高速干冰顆粒從物體上去除殘余部分"的辦法，而獲得一項(xiàng)專利。
1977年，卡爾文·馮以"用可揮發(fā)性顆粒介質(zhì)進(jìn)行噴砂"獲得專利。
80年代初，美國利用干冰顆粒噴射彈道軌跡和低溫龜裂之原理，解決了軍事領(lǐng)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、核動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備清洗維護(hù)及特殊需求。其時(shí)制冰機(jī)外觀粗糙、體積龐大，重約60多噸，而且干冰顆粒制造效率很低，硬度不高，規(guī)格尺寸單一，使其利用受到很大限制。
80年代末，由于加工精度和集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，美國對(duì)干冰制造機(jī)、噴射機(jī)進(jìn)行了較大改進(jìn)，體積大大縮小，重量減到2噸，并且利用微循環(huán)深冷技術(shù)，使CO2利用率提高近2倍，制造出不同硬度和尺寸的干冰顆粒，降低了成本，使得該項(xiàng)技術(shù)由軍事轉(zhuǎn)向民用領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域，并得到飛速發(fā)展。 美國、歐洲、日本等發(fā)達(dá)地區(qū)應(yīng)用干冰清洗技術(shù)很普遍。在輪胎、鑄造、塑料、橡膠、烘焙食品、航空、汽車內(nèi)飾件生產(chǎn)等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，為企業(yè)節(jié)約了大量的清洗費(fèi)用，為環(huán)境保護(hù)帶來了巨大益處。干冰清洗被美國空軍大規(guī)模采用進(jìn)行飛機(jī)維修、飛機(jī)脫漆，波音公司也是如此;固特異輪胎公司的每個(gè)工廠均采用干冰清洗輪胎模具;沃爾沃、通用、福特、豐田、本田等汽車公司都應(yīng)用干冰清洗鑄造模具。德國、挪威和日本已把干冰清洗應(yīng)用于造船業(yè)。
進(jìn)入90年代，我國的一些清洗、鑄造等專業(yè)性書籍和雜志中，對(duì)該技術(shù)也只有簡要性介紹。
90年代末期，國內(nèi)在引進(jìn)國外成套設(shè)備的同時(shí)引進(jìn)了干冰清洗設(shè)備。較早采用干冰清洗的上海汽車有色鑄造總廠從干冰清洗中獲得了巨大效益，有效的保障了鑄件質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。近些年來，一些外資企業(yè)和大型國企也都陸續(xù)引進(jìn)或使用國外干冰清洗設(shè)備，如華東Teksid、山西Asimco、米其林輪胎、遼河油田、東風(fēng)汽車等企業(yè)。而專業(yè)清洗公司、一汽鑄造、昆山Cooper、西安Hydro、揚(yáng)子石化等企業(yè)則應(yīng)用了國產(chǎn)干冰清洗設(shè)備，很好的解決了生產(chǎn)清潔的難題。
世界制造業(yè)逐步向中國轉(zhuǎn)移，我國《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》等法律業(yè)已出臺(tái)，大力推行清潔生產(chǎn)，重點(diǎn)發(fā)展資源利用率高、污染物產(chǎn)生量少的工藝、設(shè)備和技術(shù)替代物耗、能耗和污染物產(chǎn)生量大的落后工藝、設(shè)備和技術(shù)。有關(guān)環(huán)境污染方面的立法也將對(duì)工業(yè)排放施加持續(xù)的更加嚴(yán)格的管制，要求企業(yè)進(jìn)行"清潔生產(chǎn)"。國家發(fā)改委2005年5月下發(fā)的《中國節(jié)水技術(shù)政策大綱》中明確指出"發(fā)展裝備清洗技術(shù)。推廣干冰清洗、噴淋清洗、不停車在線清洗等技術(shù)"。這些都為干冰清洗技術(shù)在我國的應(yīng)用推廣提供了良好的契機(jī)，干冰清洗技術(shù)將會(huì)得到更多的應(yīng)用和發(fā)展。
主體
3MM顆粒狀
成分
co2 固態(tài)
真空透氣容器
專用干冰保溫箱