工业清洗剂配方与工艺

工业污垢与工业污垢清洗 在工业生产里，工业清洗起着不可或缺的作用。从工业污垢的形成源头上看，其来源十分广泛，包含大气中的各类气体、冷却介质、生产原料和产品、机械油、微生物以及表面加工产物和腐蚀产物等。依据化学组成，这些污垢可被划分为无机污垢和有机污垢，它们会在材料、生产设备等多个方面产生危害，例如影响生产运行、增加成本、降低产品质量、引发事故以及影响材料和设备的使用寿命等。

工业生产中的设备、管线、厂房、建筑物、原材料、产品或者半成品等，在与大气、环境、生产原料、介质、产品、机械油等接触的时候，由于发生物理、化学与电化学或者生物学的作用，其表面会残留、沉积并生成各种对生产运行、产品质量或者人身健康有害的污垢，这就形成了工业污垢。

必须采用技术手段消除工业污垢，不然被污染物的外观会遭到破坏，材质会被侵蚀，生产无法正常开展，产品质量会下降，原材料与能源的消耗会增加，生产事故也会频繁发生。利用物理、化学或者生物学的方法定期或者不定期地消除污垢的过程，统称为工业污垢清洗。

工业污垢的来源：

(1)大气中的二氧化硫、硫化氢、二氧化碳、氧气；

(2)冷却介质中的钙离子、镁离子、碳酸氢根离子；

(3)生产原料与产品；

(4)机械油，如润滑油、防锈油、液压油及添加剂等；

(5)微生物；

(6)表面加工产物，像旧电镀层、漆皮、树脂层、搪瓷层等；

(7)腐蚀产物，如锈垢。

工业污垢的分类： 按照化学组成划分——无机污垢：金属氧化物垢、水垢、泥沙等；有机污垢：如油垢、聚合物垢、碳水化合物垢、蛋白质等。

工业污垢的危害： 材料、生产设备与管线、车间厂房、建筑物、生产原材料与产品等在遭受各种污染并形成污垢后，所造成的危害主要体现在以下几个方面：影响生产的正常运行、增加生产能耗和成本、降低产品质量、引发各类事故、影响材料性能与设备寿命等。

工业清洗的目的： 针对不同工业部门的各类清洗对象，实施工业清洗的目的是不同的，所采用的方法也不一样。一般而言，工业清洗的目的主要有以下几个方面：改善设备外观，净化和美化环境；维持正常生产，延长设备寿命；提高生产能力，改善产品质量；减少生产事故。

被清洗的材料： 常用的金属材料：碳钢和普通碳钢、耐蚀碳钢（在铸铁中加入某些合金元素，得到在某些介质中有较高耐蚀性的耐蚀合金铸铁，简称为耐蚀碳钢，例如：高硅铸铁、高镍铸铁、铝铸铁等），还有低合金钢、不锈钢、铜和铜的合金、铝和铝合金、钛和钛合金、铅和铅合金。

有机非金属材料：非金属材料具备金属所不具备的特性，A.耐蚀性良好；B.原材料来源丰富，价格相对便宜；缺点是机械强度较低、刚性较小，在长时间载荷下容易发生形变与破坏，除石墨外导热性不良，耐热性、热稳定性低。 常用的无机非金属材料：陶瓷、水泥、玻璃、搪瓷、铸石、混凝土、天然硅酸盐材料、石墨。 复合材料：泛指由两种或者两种以上不同化学性质或者不同组织相的物体，以微观或者宏观的形式组合而成的材料。

工业清洗的目的因不同工业部门和清洗对象而异，但总体上包括改善设备外观、维持正常生产、提高生产能力、减少事故等。在清洗过程中，针对不同的污垢类型和被清洗材料，有多种化学清洗剂可供选择。

常用的化学清洗剂分类：

一、水和非水溶剂 水：水在自然界中存在，是最为重要的溶剂。在工业清洗中，水既是大多数化学清洗剂的溶剂，也是许多污垢的溶剂。 非水溶剂：非水溶剂对高聚物、油垢等的溶解，既包含使被溶解物质转变为分子状态的溶解过程，也包括使溶解物质溶胀并分散为更小颗粒状态的过程。它包括烃与卤化烃、醇、醚、酮、酯、酚等及其混合物，主要用于溶解有机垢。

二、酸洗溶液（主要以盐酸为主） 酸洗溶液的基本组成：添加必要的缓蚀剂、湿润剂、消泡剂和增厚剂。 缓蚀剂：是在低浓度下就能阻止或者减缓金属在环境介质中腐蚀的物质。 湿润剂：是能够排斥固体表面所吸附的气体，加快或者均匀地与液体接触的物质，也就是表面活性剂，如平平加、OP乳化剂、吐温 - 80、曲通X - 100等。 消泡剂：是能够降低液体的表面张力，抑制泡沫产生，或者使原有泡沫消失或者减少的物质。 增厚剂：是增加酸洗介质粘稠度，以延长酸洗介质在被清洗表面的停留和作用时间的添加剂。 酸洗的基本过程： (1)酸洗清除金属氧化物的基本过程：碱洗除油垢 - 热水漂洗 - 酸洗 - 冷水漂洗 - 中和 - 冷水漂洗 - 后处理（根据需要进行，如钝化、磷化、干燥、涂层等处理） - 废液处理； (2)酸洗清除加热面上无机盐垢的基本过程：热碱清洗（使无机盐垢变疏松） - 水漂洗 - 酸洗 - 水漂洗 - 钝化处理 - 废液处理。

三、碱洗溶液（主要用于清除油脂垢、蛋白质等） 与酸洗溶液相比，它具有以下优缺点： 优点：不会造成金属腐蚀，不会引起工件尺寸的明显改变，也不会快速返锈等； 缺点：成本高，除锈、垢速度慢等。

四、表面活性剂 概念：又称界面活性剂，是一类能在两种物质的界面上聚集，并且能显著改变液体表面张力和两相间的界面性质的物质。它可以改变体系的界面状态，从而产生湿润或者反湿润、乳化或者破乳、起泡或者消泡以及增溶等一系列作用。日常使用的肥皂、洗衣粉、香波、人造奶油、沙拉酱等都是表面活性剂。 表面活性剂水溶液的性质：湿润性、乳化与分散性、清洗性、起泡性和发泡性。 表面活性剂基本组成：任何一种表面活性剂都是由非极性的亲油（疏水）的碳氢链基团和极性的亲水（疏油）基团组成的。表面活性剂分子是一种两亲分子，具有既亲油又亲水的两亲性质。

表面活性剂的用途（主要是化工方面的用途）：利用表面活性剂的分散能力和湿润性，可以改变许多化工生产过程。例如，乳化作用能够提高有不溶物的混合体系的反应速度；表面活性剂能够提高某些萃取过程的收率等。 主要的表面活性剂： 阴离子表面活性剂，主要特点：清洗性随温度升高而改善，加碱有利于增加清洗力，除烷基苯硫酸钠外，清洗后的织物手感好，价格相对较低。 阳离子表面活性剂、两性表面活性剂，共同特点：具有良好的表面活性，去污、湿润、乳化、分散性强，同时具有杀菌、抗静电、柔软等特性，性能温和，刺激性小，对皮肤还有滋润作用，粗容配伍性好，易于降解，易溶于水，耐硬水，发泡性强。在酸性溶液中，它显示出阳离子性；在碱性溶液中，它显示出阴离子性。缺点：两性表面活性剂价格较高，清洗能力不及非离子表面活性剂和阴离子剂。 非离子表面活性剂：聚乙二醇型、多元醇型；特殊类型表面活性剂（包括高分子表面活性剂、生物表面活性剂、含硅含氟的表面活性剂等）。 表面活性剂的使用方法与注意事项：根据不同表面活性剂的种类与特性选择使用、表面的吸着残留、安全性、使用浓度、溶解性、发泡性、使用温度和浊点、对硬水的稳定性、正确选择不同原料的配伍、经济性。 五、金属螯合剂 概念：金属螯合剂是清洗过程中用到的一类重要化合物。在清洗金属时，用它可以去除金属表面的水垢和锈垢。在锅炉用水和循环冷却水中加入螯合剂，可以防止水垢生成，在已结垢的系统中加入螯合剂，可以通过螯合剂的螯合作用使水垢松散并去除。 无机金属螯合剂： 氨：它是清洗铜垢的清洗剂； 聚合磷酸盐。 有机金属螯合剂： 柠檬酸、乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、聚丙烯酸等。

对于被清洗的材料，无论是金属材料，如碳钢、耐蚀碳钢、低合金钢、不锈钢等，还是有机非金属材料、无机非金属材料以及复合材料，都需要依据其特性来进行清洗。化学清洗剂的种类丰富，如水和非水溶剂，水是常见且重要的溶剂，非水溶剂主要用于溶解有机垢；酸洗溶液以盐酸为主，有复杂的基本组成和特定的酸洗过程；碱洗溶液虽有成本高、除锈垢速度慢等缺点，但不会造成金属腐蚀等优点使其在清除油脂垢、蛋白质等方面有应用；表面活性剂种类多样且各有特点，在化工生产中有诸多用途；金属螯合剂也是清洗金属时去除水垢和锈垢的重要化合物。这些清洗剂的合理运用是确保工业清洗效果、保障工业生产顺利进行的关键因素。