目前清洗行業(yè)面臨的最大問題就是淘汰ODS類清洗劑。因此，開發(fā)和選擇合適的ODS清洗劑替代品或替代技術(shù)至關(guān)重要。

【中國清洗行業(yè)ODS清洗劑淘汰和替代】

一、中國臭氧層消耗物質(zhì)淘汰現(xiàn)狀和面臨的任務(wù)

1.中國臭氧層消耗物質(zhì)淘汰現(xiàn)狀

為了保護(hù)大氣臭氧層，我國政府于1989年9月加入《保護(hù)臭氧層的維也納公約》，1991年6月正式加入了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》（倫敦修正案）。10多年來，中國政府先后在氣霧劑、消防、化工、汽車空調(diào)、清洗煙草、泡沫、工商制冷、家電、農(nóng)藥等行業(yè)開展了淘汰ODS（消耗臭氧層物質(zhì)），保護(hù)大氣臭氧層的活動(dòng)。

中國政府從1991年正式加入《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》（倫敦修正案），至2010年完成主要ODS生產(chǎn)領(lǐng)域和消費(fèi)領(lǐng)域的淘汰，跨度近20年。在過去的10多年里，我國政府組建了國家保護(hù)臭氧層領(lǐng)導(dǎo)小組，其成員包括十七個(gè)部委和國家環(huán)?？偩值认嚓P(guān)機(jī)構(gòu)。這些相關(guān)機(jī)構(gòu)共同參與了保護(hù)臭氧層工作，并于1993年制定了《中國消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國家方案》。清洗行業(yè)作為使用ODS物質(zhì)的分支領(lǐng)域也積極和迅速地參與到了淘汰ODS的行列之中?；仡欀袊逑葱袠I(yè)這10多年來淘汰ODS清洗劑的歷程，它實(shí)現(xiàn)了從單個(gè)示范項(xiàng)目轉(zhuǎn)向行業(yè)整體淘汰的跨越。

近20年的履約活動(dòng)可分為三個(gè)主要階段：單個(gè)項(xiàng)目淘汰階段、行業(yè)整體淘汰階段和國家履約期階段。

（1）單個(gè)項(xiàng)目淘汰階段（1992—1999年）

從1992年開始，我國開始以單個(gè)項(xiàng)目的開工向多邊基金執(zhí)委會(huì)申報(bào)、執(zhí)行贈(zèng)款援助ODS項(xiàng)目。截止到1997年，我國以單個(gè)項(xiàng)目的方式申報(bào)了約200個(gè)多邊基金淘汰項(xiàng)目。這些項(xiàng)目都是ODS消費(fèi)行業(yè)的項(xiàng)目，如清洗、泡沫、家電、工商制冷、氣霧劑等。

單個(gè)項(xiàng)目主要是由多邊基金的四個(gè)國際執(zhí)行機(jī)構(gòu)即世界銀行、聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署（UNDP）、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織（UNIDO）來負(fù)責(zé)進(jìn)行項(xiàng)目的準(zhǔn)備和實(shí)施。

清洗行業(yè)單個(gè)項(xiàng)目淘汰階段截止于1999年。到1999年底，清洗行業(yè)完成22個(gè)單個(gè)

項(xiàng)目淘汰，共用贈(zèng)款1121萬美元。清洗行業(yè)多邊基金的國際執(zhí)行機(jī)構(gòu)是聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署。

由于單個(gè)項(xiàng)目的淘汰存在項(xiàng)目執(zhí)行期長、淘汰項(xiàng)目費(fèi)用有效性低等缺點(diǎn)，從1997年開始，我國ODS淘汰活動(dòng)逐漸轉(zhuǎn)為行業(yè)整體淘汰方式。2000年3月，第30次多邊基金執(zhí)委會(huì)會(huì)議正式批準(zhǔn)了“中國清洗行業(yè)ODS整體淘汰計(jì)劃”，多邊基金向中國提供5200萬美元贈(zèng)款，幫助實(shí)現(xiàn)清洗行業(yè)整體淘汰目標(biāo)。

到2000年年底，我國完全停止了單個(gè)項(xiàng)目的淘汰。

（2）行業(yè)整體淘汰階段（1999—2003年）

從1997年開始，我國從單個(gè)項(xiàng)目的執(zhí)行方式開始轉(zhuǎn)向行業(yè)/國家執(zhí)行方式，并且開始在生產(chǎn)領(lǐng)域也實(shí)施淘汰。在1997年多邊基金第23次執(zhí)委會(huì)上，我國的哈龍行業(yè)整體淘汰計(jì)劃獲得批準(zhǔn)，獲得資金6200萬美元。這是多邊基金第一個(gè)以績效為基礎(chǔ)的多年期ODS整體淘汰計(jì)劃，包括了哈龍的生產(chǎn)和消費(fèi)的淘汰。

1999年，我國的CFC生產(chǎn)整體淘汰計(jì)劃也獲得了多邊基金批準(zhǔn)，獲得資金1.5億美元。CFC生產(chǎn)行動(dòng)計(jì)劃的批準(zhǔn)使我國CFC的淘汰進(jìn)入了一個(gè)新的階段，使得我國CFC的消費(fèi)總量也可以按議定書要求的目標(biāo)逐年削減，再通過對進(jìn)出口的控制，使我國CFC的消費(fèi)總量也可以按議定書的目標(biāo)逐年削減。

之后，我國又陸續(xù)申報(bào)并獲批準(zhǔn)了7個(gè)行業(yè)整體淘汰計(jì)劃。即汽車空調(diào)、清洗煙草、泡沫、工商制冷、家電、CTC和化工助劑。到目前為止，除了CTC和化工助劑行業(yè)計(jì)劃II期項(xiàng)目、醫(yī)用氣霧劑行業(yè)、維修行業(yè)和甲基漠行業(yè)四個(gè)正在準(zhǔn)備行業(yè)和行業(yè)計(jì)劃外，我國所有行業(yè)都進(jìn)入了以行業(yè)方式實(shí)施淘汰的階段。截止到2002年底，我國已經(jīng)獲得批準(zhǔn)的250多個(gè)單個(gè)項(xiàng)目和9個(gè)行業(yè)計(jì)劃共獲得贈(zèng)款7.4億美元。

中國清洗行業(yè)執(zhí)行ODS整體淘汰計(jì)劃是從2000年3月開始，截至目前，整體淘汰37個(gè)項(xiàng)目，共計(jì)使用贈(zèng)款845.8萬美元。

（3）國家履約期階段（2003—2010年）

從2001年開始，隨著單個(gè)項(xiàng)目逐漸退出，行業(yè)/國家方式成為主導(dǎo)。在項(xiàng)目管理上，多邊基金的體制也發(fā)生了根本性的變化。以國家為主的執(zhí)行方式代替了過去的以國際執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主的執(zhí)行方式。政府正在成為實(shí)現(xiàn)履約目標(biāo)的主導(dǎo)力量，在項(xiàng)目的準(zhǔn)備、管理實(shí)施上將發(fā)揮主導(dǎo)作用，并承擔(dān)起國家履約的責(zé)任。

從2002年開始，多邊基金在批準(zhǔn)項(xiàng)目時(shí)，均要求國家承諾對ODS進(jìn)行可持續(xù)的永久性的淘汰，而且國家必須確認(rèn)可以得到資助的ODS的剩余消費(fèi)量。在泡沫行業(yè)計(jì)劃獲得批準(zhǔn)時(shí)，中國就承諾了，中國CFC符合資助的剩余消費(fèi)量4745t。在國家履約期，國家臭氧工作小組將發(fā)揮核心決策作用，而國際執(zhí)行機(jī)構(gòu)如世界銀行、UNDP、UNIDO等則承擔(dān)起監(jiān)督、協(xié)調(diào)的職責(zé)。

2.中國臭氧層消耗物質(zhì)淘汰面臨的任務(wù)和挑戰(zhàn)

在履約期內(nèi)，隨著淘汰活動(dòng)不斷向前推進(jìn)，中國將與其他發(fā)展中國家一起，向ODS淘汰''零”目標(biāo)逐漸逼近。目前，中國的氣霧劑、汽車空調(diào)ODS消費(fèi)已經(jīng)削減到"零”。

（1）嚴(yán)厲打擊“三非”現(xiàn)象

在ODS淘汰逼近到零的進(jìn)程中，以及實(shí)現(xiàn)“零"之后的一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)期里，一系列新困難、新問題，特別是一些嚴(yán)重影響“零”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)將陸續(xù)出現(xiàn)，其中，ODS的非法生產(chǎn)、非法消費(fèi)、非法貿(mào)易（簡稱“三非”）是實(shí)現(xiàn)ODS淘汰到“零”的目標(biāo)并保持“零”狀態(tài)的最大風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。

為了保證履約期ODS淘汰的順利進(jìn)行，中國政府將采取有效的措施打擊“三非”活動(dòng)。

通過國家環(huán)保監(jiān)察系統(tǒng)進(jìn)行執(zhí)法；協(xié)同各省市環(huán)保、工商部門，嚴(yán)厲查處“三非”活動(dòng)，對非法生產(chǎn)線實(shí)施銷毀，并查沒非法所得，追究其法律責(zé)任。同時(shí)，進(jìn)一步控制CFC的原材料、CFC的生產(chǎn)和消費(fèi)，從源頭上控制CFC的非法生產(chǎn)。

（2）全面啟動(dòng)許可證管理制度

為了打擊“三非”活動(dòng)，保障“零”目標(biāo)的順利實(shí)施，從2003年開始，中國政府將全面實(shí)行ODS許可證管理制度。

ODS許可證包括生產(chǎn)、銷售、消費(fèi)和進(jìn)出口四種。

a.生產(chǎn)許可證制度

哈龍和化工行業(yè)已經(jīng)實(shí)行生產(chǎn)許可證制度。在原有的基礎(chǔ)上，從今年開始，CTC、TCA和甲基漠的生產(chǎn)也將實(shí)行配額管理制度。

b.銷售許可證

從2003年開始，銷售ODS的貿(mào)易公司必須持有有關(guān)部分頒發(fā)的銷售許可證，無證經(jīng)營的貿(mào)易公司將受到嚴(yán)厲的查處。

c.消費(fèi)許可證制度

使用ODS作為原料的企業(yè)，必須得到有關(guān)部門頒發(fā)的ODS消費(fèi)許可證。消費(fèi)許可證制度已經(jīng)在煙草行業(yè)開展了3年，在清洗行業(yè)也已經(jīng)開展了。并將進(jìn)一步在其他ODS消費(fèi)行業(yè)實(shí)施。

d.進(jìn)出口許可證

中國對ODS進(jìn)出口實(shí)施許可證制度已經(jīng)3年，并陸續(xù)發(fā)布了一些ODS進(jìn)出口禁令。從2003年開始，將進(jìn)一步加大對ODS進(jìn)出口的控制力度。

（3）保障ODS替代品生產(chǎn)

在履約活動(dòng)期間，為順利實(shí)現(xiàn)“生產(chǎn)關(guān)閉、消費(fèi)淘汰、替代品生產(chǎn)、政策法規(guī)體系建設(shè)四同步”的目標(biāo)，多邊基金資助的最大的替代品生產(chǎn)項(xiàng)目——10000噸（一期5000噸）HFC-134a的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目，即將在2003年完工投產(chǎn)。

同時(shí)，正在河北廊坊開發(fā)區(qū)建設(shè)的“國際履約環(huán)保產(chǎn)業(yè)園”，也將為各行業(yè)提供淘汰ODS所需求的性價(jià)比好、物美價(jià)廉的替代品。清洗劑、發(fā)泡劑、滅火劑、制冷劑和土壤熏蒸劑等替代品的陸續(xù)生產(chǎn)，將在一定程度上滿足淘汰ODS活動(dòng)的需求。

（4）加強(qiáng)國家履約能力建設(shè)

加強(qiáng)國家履約能力建設(shè)、建立功能齊全、手段先進(jìn)、技術(shù)力量強(qiáng)大的國家履約中心是履約期的一項(xiàng)重要任務(wù)。國家履約中心將成為履約期間中國ODS項(xiàng)目的一個(gè)信息處理的決策中心，并為《議定書》的實(shí)施提供政策、管理、信息、培訓(xùn)、技術(shù)推廣服務(wù)和監(jiān)督保障體系。

二、中國清洗行業(yè)ODS淘汰進(jìn)展和趨勢

早在1992年，《國家方案》的編制組就將清洗行業(yè)列為5個(gè)ODS消費(fèi)行業(yè)之一。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，當(dāng)年全國約有上千家企業(yè)在使用ODS清洗劑。其中，1，1，2-三氟三氯乙烷（CFC-113）的消費(fèi)量約為3600t，1，1，1-三氯乙烷（TCA）的消費(fèi)量約為1100t，四氯化碳（CTC）的消費(fèi)量約為250t，并以每年20%的速度遞增。特別是廣播通訊、電真空、半導(dǎo)體元器件、電子儀器儀表、家用電器、電子計(jì)算機(jī)及相應(yīng)外部設(shè)備產(chǎn)業(yè)和醫(yī)療器械、民用洗滌、輕工紡織及其他精密金屬部件加工產(chǎn)業(yè)對CFC-113，TCA和CTC的需求尤為迫切。其中，電子行業(yè)是ODS清洗劑的使用大戶，ODS清洗劑約占其清洗劑總消費(fèi)量的70%。因此，中國洗凈行業(yè)的ODS淘汰工作由國家環(huán)?？偩滞饨?jīng)辦和信息產(chǎn)業(yè)部科技司來統(tǒng)一管理。

1992年原電子工業(yè)部（現(xiàn)信息產(chǎn)業(yè)部）獲得聯(lián)合國蒙特利爾多邊基金贈(zèng)款4萬美元，用于4條清洗線削減ODS的預(yù)研究；到1995年，大連顯像管廠等8家電子企業(yè)共獲贈(zèng)款316.84萬美元；到1999年底，洗凈行業(yè)中共有22家企業(yè)參加了淘汰活動(dòng)，共獲得1121.93萬美元國際贈(zèng)款。這期間成果顯著，中國清洗行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)幫助國內(nèi)ODS清洗劑消費(fèi)量最大的彩虹彩色顯像管集團(tuán)和浙江玉環(huán)壓縮機(jī)廠完成了ODS清洗工藝的淘汰工作。此外，中國清洗行業(yè)還通過與發(fā)達(dá)國家相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行雙邊合作來推動(dòng)ODS清洗劑的淘汰。其中，中國一聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署（UNDP）—瑞典合作項(xiàng)目：上海恒光塑料噴涂合作公司的塑料電鍍件替代ODS清洗工藝項(xiàng)目獲得了很大的成功，在塑料件電鍍加工清洗行業(yè)中有一定的推廣示范意義。

中國清洗設(shè)備的制造起步較晚，上個(gè)世紀(jì)90年代全國僅有幾家小型的清洗設(shè)備制造企業(yè)。這些企業(yè)不僅生產(chǎn)加工設(shè)備簡陋，而且對替代ODS清洗新工藝的了解和掌握也不夠全面。因此，在當(dāng)時(shí)國內(nèi)諸多的國際援助基金招標(biāo)購買ODS替代清洗設(shè)備的活動(dòng)中，中標(biāo)企業(yè)大都是發(fā)達(dá)國家的相關(guān)企業(yè)。為扭轉(zhuǎn)這種被動(dòng)局面，提高國內(nèi)清洗行業(yè)總體水平，在原電子工業(yè)部的努力下，1994年5月17日，中國洗凈工程技術(shù)合作協(xié)會(huì)正式成立，開始對清洗行業(yè)實(shí)行規(guī)范管理和指導(dǎo)。協(xié)會(huì)成立以來，多次組織學(xué)術(shù)研討、國外專家講學(xué)、國外考察等專業(yè)學(xué)術(shù)活動(dòng)，為幫助清洗行業(yè)相關(guān)企業(yè)提升淘汰ODS清洗劑的技術(shù)水準(zhǔn)做出諸多貢獻(xiàn)。此舉也為今后中國清洗行業(yè)實(shí)行整體淘汰打下了良好的基礎(chǔ)。

2000年3月，多邊基金執(zhí)委會(huì)正式批準(zhǔn)《中國清洗行業(yè)整體淘汰ODS計(jì)劃》，從此中國清洗行業(yè)保護(hù)臭氧層、淘汰ODS清洗劑的活動(dòng)開始從單個(gè)項(xiàng)目轉(zhuǎn)向行業(yè)整體淘汰。為此，中國清洗行業(yè)整體淘汰ODS清洗劑特別工作組及專家組開始全方位開展對國內(nèi)ODS清洗劑的淘汰工作，清洗行業(yè)淘汰計(jì)劃分年度執(zhí)行。

在國家環(huán)?？偩智逑刺貏e工作組的領(lǐng)導(dǎo)下，全國清洗工作大會(huì)于2000年順利召開，大會(huì)第一次系統(tǒng)、全面地向中國的清洗行業(yè)宣傳國家的環(huán)保法規(guī)和政策，落實(shí)了中國淘汰ODS清洗劑的計(jì)劃和任務(wù)，使全行業(yè)共同提高了認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了淘汰工作的緊迫感。在2000年度，珠海凌達(dá)壓縮機(jī)有限公司、四川儀表六廠等16家企業(yè)參加了淘汰活動(dòng)，共獲合同贈(zèng)款3400萬元人民幣。2001年度，佛山華鷺制冷器件有限公司、江門億都半導(dǎo)體有限公司等21家企業(yè)參加了淘汰活動(dòng)，共獲合同贈(zèng)款3600萬元人民幣。2002年度，江蘇新科電子有限公司、上?？档氯R企業(yè)發(fā)展有限公司等32家企業(yè)參加了淘汰活動(dòng)，合同贈(zèng)款總額約為3200萬元人民幣，預(yù)計(jì)完成670tCFC-113清洗劑的淘汰量和440tTCA清洗劑的淘汰量。

隨著中國清洗行業(yè)淘汰ODS清洗劑工作的不斷深入，醫(yī)療器械行業(yè)和民用清洗行業(yè)的ODS淘汰工作也取得了顯著的成績，已有諸多的ODS清洗劑用戶積極投身到項(xiàng)目淘汰活動(dòng)中。

為了協(xié)助各行業(yè)順利完成淘汰工作，國家環(huán)?？偩智逑刺貏e工作組從2000年起設(shè)專題，分別組織了液晶清洗行業(yè)、電真空開關(guān)管和醫(yī)療器械行業(yè)有關(guān)清洗試驗(yàn)的技術(shù)援助項(xiàng)目，其中液晶清洗行業(yè)和電真空開關(guān)管清洗技術(shù)援助項(xiàng)目已經(jīng)勝利完成，試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)投入工業(yè)規(guī)模使用。

2002年7月，中國清洗行業(yè)對全國的ODS清洗劑生產(chǎn)、銷售和消費(fèi)企業(yè)實(shí)行了許可證制度。消費(fèi)許可證制度的執(zhí)行，不僅可以從源頭上限制ODS生產(chǎn)總量，而且可以有效控制各行業(yè)的終端消費(fèi)企業(yè)的ODS使用情況，為中國政府在2005年底實(shí)現(xiàn)徹底淘汰CFC-113清洗劑這一目標(biāo)掃除了障礙。經(jīng)過努力，中國清洗行業(yè)已經(jīng)比原計(jì)劃提前半年時(shí)間淘汰了四氯化碳清洗劑，順利邁出了整體淘汰ODS清洗劑的第一步，這一行動(dòng)也向全世界證明了我國淘汰ODS的決心。

為簡化工作手續(xù)，提高工作效率，加快淘汰步伐，對于全國范圍內(nèi)其余的大中型ODS清洗劑消費(fèi)企業(yè)，環(huán)?？偩智逑刺貏e工作組改變了以往的招投標(biāo)形式，轉(zhuǎn)而釆取由工作組直接和企業(yè)接觸、商議、簽約以求達(dá)到淘汰目的的辦法。該項(xiàng)工作正在順利進(jìn)行中。

為在全國范圍內(nèi)徹底淘汰ODS清洗劑，按時(shí)完成履約計(jì)劃，對于分散在全國范圍內(nèi)的小型ODS清洗劑消費(fèi)企業(yè)，清洗工作組制定了票證的淘汰方式。其具體步驟是先試點(diǎn)、后推廣，充分發(fā)揮中間代理機(jī)構(gòu)的作用。目前票證的實(shí)施正在進(jìn)展當(dāng)中。

在近3年的淘汰ODS清洗劑活動(dòng)中，由于釆取了合理有效的淘汰方式，淘汰工作正順利平穩(wěn)地進(jìn)行著。2001年國內(nèi)深圳四家清洗設(shè)備制造企業(yè)通過強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、優(yōu)勢互補(bǔ)的方式，共同組建了清洗設(shè)備制造聯(lián)合體，積極參與ODS替代清洗設(shè)備的供應(yīng)工作。他們運(yùn)用統(tǒng)一設(shè)計(jì)、集中采購、統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等手段，制造出一流的清洗設(shè)備，扭轉(zhuǎn)了以往國際援助項(xiàng)目基本依賴國外進(jìn)口設(shè)備的局面，為清洗行業(yè)計(jì)劃的順利實(shí)施打下了牢固的基礎(chǔ)，同時(shí)也受到聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署（UNDP）專家的高度評(píng)價(jià)。

三、中國清洗行業(yè)洶汰ODS面臨的任務(wù)與挑戰(zhàn)

清洗行業(yè)ODS消費(fèi)量在我國ODS消費(fèi)總量中的比例不到10%，但是單從CFC-113消費(fèi)量來看，清洗行業(yè)確實(shí)是我國最大的CFC-113消費(fèi)行業(yè)，因此淘汰CFC-113成為清洗行業(yè)特別重要的任務(wù)。清洗行業(yè)淘汰目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)，也將影響到我國對國際社會(huì)所做的承諾。

（1）積極開展進(jìn)一步的淘汰活動(dòng)

清洗行業(yè)的ODS消費(fèi)企業(yè)具有單個(gè)企業(yè)ODS消費(fèi)量少，企業(yè)數(shù)量多、地域分布廣、跨多種行業(yè)的特點(diǎn)，因此淘汰ODS工作牽扯面廣、技術(shù)復(fù)雜、難度很大。為此，以國家環(huán)?？偩滞饨?jīng)辦和原電子工業(yè)部為主成立了清洗特別工作組和中國洗凈工程技術(shù)合作協(xié)

會(huì)共同參與淘汰活動(dòng)。實(shí)踐證明，這是一種比較成功的淘汰模式。

清洗特別工作組首先進(jìn)行“中國清洗行業(yè)整體淘汰計(jì)劃”的編制工作。行業(yè)整體淘汰計(jì)劃從2000年開始執(zhí)行，大中型消費(fèi)企業(yè)率先通過招投標(biāo)方式選擇替代技術(shù)，促進(jìn)了ODS淘汰項(xiàng)目的順利實(shí)施。在大中型消費(fèi)企業(yè)基本淘汰了ODS的基礎(chǔ)上，從2003年6月開始，清洗特別工作組啟動(dòng)了小型消費(fèi)企業(yè)淘汰ODS活動(dòng)：“票證系統(tǒng)”，這是一個(gè)方便、快捷的淘汰方式。

中國洗凈工程技術(shù)合作協(xié)會(huì)密切配合清洗特別工作組的工作目標(biāo)，協(xié)調(diào)工作，加速中國清洗行業(yè)淘汰計(jì)劃的實(shí)施。

清洗特別工作組組織清洗設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)和清洗劑生產(chǎn)企業(yè)積極參加淘汰ODS投標(biāo)活動(dòng)，并邀請協(xié)會(huì)專家參加評(píng)標(biāo)工作。淘汰ODS中標(biāo)項(xiàng)目順利通過UNDP專家驗(yàn)收，并受到一致好評(píng)。中國洗凈工程技術(shù)合作協(xié)會(huì)主辦了《中國清洗行業(yè)信息》以及中國清洗行業(yè)惟一的綜合性技術(shù)刊物《洗凈技術(shù)》，這將積極推動(dòng)中國清洗行業(yè)保護(hù)臭氧層行動(dòng)的順利實(shí)施。

為了順利實(shí)施《中國清洗行業(yè)整體淘汰ODS計(jì)劃》，保證清洗行業(yè)ODS整體淘汰計(jì)劃順利實(shí)施，規(guī)范市場，促進(jìn)替代消耗臭氧層物質(zhì)（ODS）清洗劑和清洗設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展，中國洗凈工程技術(shù)合作協(xié)會(huì)制定了中國清洗行業(yè)啟用“中國洗凈”證書和標(biāo)志實(shí)施辦法，已經(jīng)頒布實(shí)施。

制定清洗行業(yè)替代技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范是《中國清洗行業(yè)ODS整體淘汰計(jì)劃》實(shí)施中的重要政策與技術(shù)援助工作。該項(xiàng)工作由中國洗凈工程技術(shù)合作協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)落實(shí)，協(xié)會(huì)己經(jīng)提出了《替代ODS清洗技術(shù)通用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和技術(shù)規(guī)則》，該文件目前正在加緊制定中。

（2）加強(qiáng)ODS替代品生產(chǎn)

為保證行業(yè)計(jì)劃的順利執(zhí)行，清洗行業(yè)必須大力發(fā)展ODS替代品的生產(chǎn)；同時(shí)，清洗劑消費(fèi)企業(yè)也應(yīng)盡量選擇ODP和GWP值為零的替代品。

（3）整體淘汰必須嚴(yán)格執(zhí)行消費(fèi)許可證制度

為了確保行業(yè)計(jì)劃的順利實(shí)施，清洗企業(yè)必須嚴(yán)格執(zhí)行消費(fèi)許可證制度，并在淘汰過程中接受有關(guān)部門的監(jiān)督與管理。

【ODS清洗劑替代品/替代技術(shù)】

根據(jù)《中國清洗行業(yè)整體淘汰ODS計(jì)劃》，替代品和替代技術(shù)的選擇原則為：

*所有替代技術(shù)應(yīng)該是對臭氧層和環(huán)境無害，不影響工人安全和健康；

*不鼓勵(lì)采用低ODP值及高GWP值物質(zhì)替代現(xiàn)有ODS清洗劑；

*替代品和替代技術(shù)至少應(yīng)保持不低于原技術(shù)的清洗能力，且必須是費(fèi)用有效的。

ODS清洗劑替代品

清洗技術(shù)的核心是清洗劑，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)選定了一種類型的清洗劑后，有關(guān)設(shè)備、工藝和成本就會(huì)隨之而定。選用清洗劑的主旨就是盡可能少地破壞或最好不破壞大氣臭氧層，其臭氧耗減潛能值（ODP）等于或接近于0。當(dāng)然，其全球變暖潛能值（GWP）越小越好。

到目前為止，除了新興的催化濕氧清洗和介質(zhì)吸收清洗外，對臭氧層沒有或很少危害的清洗劑大約有4大類，見表9-1。

在表9-1列述的四大類清洗劑中，石油烷坯和混合有機(jī)溶劑一直應(yīng)用在相應(yīng)的領(lǐng)域，目前尚未見到它們完全代替ODS的報(bào)道；含氫的鹵素烷姪HCFCs等作為短期替代品，品種很多。之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象，主要由于它們在結(jié)構(gòu)上與CFC及TCA等類似，屬于同一類物質(zhì)。人們希望在氯氟烷姪中引入氫原子，以便讓不太穩(wěn)定的C—H鍵促使含氫氯氟烷桂在大氣的對流層里就發(fā)生分解，而后隨高空水汽落回地面，而不是上升到臭氧層，使臭氧層受到破壞；然而，含氫氯氟烷坯只能作為一種過渡性的替代品，一方面，在含氫氯氟烷炷中畢竟一般都含有C—F鍵，而C—F鍵又會(huì)使該類物質(zhì)更加穩(wěn)定，使它們未必能在對流層中就全數(shù)分解掉，其剩余部分依然會(huì)繼續(xù)前進(jìn)，升入同溫層，導(dǎo)致臭氧破壞；另一方面，同溫層中含有大量的太陽射線和活潑的臭氧，溫度又高，含氫氯氟烷姪類物質(zhì)也會(huì)在那里被分解，并消耗臭氧層。因而，蒙特利爾議定書對HCFC類清洗劑也規(guī)定了淘汰期（2030年），它們只能臨時(shí)性地替代現(xiàn)有的CFC、TCA等高ODP值的ODS。

表9-1ODS清洗劑替代品匯總

表格P546-551頁

ODS清洗替代技術(shù)

為淘汰ODS而開發(fā)的替代清洗技術(shù)概括起來有免洗類和清洗類兩大類技術(shù)。清洗類技術(shù)中包括了水洗技術(shù)、半水洗技術(shù)和非ODS有機(jī)溶劑清洗技術(shù)。20世紀(jì)80年代末90年代初，工業(yè)發(fā)達(dá)國家在清洗行業(yè)先后研究開發(fā)了幾種替代ODS的技術(shù)，并已廣泛應(yīng)用在清洗工藝中。中國ODS清洗劑淘汰的替代技術(shù)可以分為四種。包括免洗技術(shù)、水洗技術(shù)、半水洗技術(shù)和非ODS有機(jī)溶劑清洗技術(shù)。

1.水洗技術(shù)和超聲波水洗技術(shù)

水洗技術(shù)的溶劑ODP為0，可以不含揮發(fā)性有機(jī)物，很多清洗劑都具有生物降解性；無可燃性和爆炸性，對健康和環(huán)境的危害性相當(dāng)?shù)?；能很好地去除無機(jī)及極性有機(jī)污跡，可用來去除輕油和其他清洗工藝所遺留的殘跡，在升高溫度后可去除重油、油脂和蠟。缺點(diǎn)在于殘留有廢水及洗滌劑；盲孔或縫隙中殘留的清洗劑很難清除；清洗所生成的浮油需要撇去，沉渣和油脂則要濾除；另外要求有更大的生產(chǎn)空間，在管線上采用多級(jí)清洗時(shí)尤其如此；清洗溫度一般較高；金屬部件如果干得不快，就會(huì)受到腐蝕，有些聚合物可能生成應(yīng)力腐蝕裂紋。

水系清洗方式是目前印制電路組裝行業(yè)應(yīng)用廣泛的一種清洗方式，其主要特征是要求清洗劑在不改變原來的清洗工序的基礎(chǔ)上，對印刷電路基板表面的殘留物進(jìn)行清洗，清洗后對下一道的組裝或檢測工序不會(huì)產(chǎn)生任何不良影響。對清洗劑的性能要求有：（1）清洗劑的殘?jiān)恳?，不含固體的殘?jiān)?；?）可溶于某些有機(jī)溶劑、油劑、防銹劑、電鍍液等中，不會(huì)產(chǎn)生不良影響；（3）對電路基板不具腐蝕作用；（4）具有良好的清洗性或可達(dá)到產(chǎn)品規(guī)定的清潔度要求。

在清洗設(shè)備達(dá)到環(huán)保要求的前提下，清洗設(shè)備的水處理一般做成一體化循環(huán)處理模式，以防止二次污染的發(fā)生。具清洗、漂洗、干燥、排水處理等功能一體化的清洗系統(tǒng)有以下特征：利用油水分離膜，可迅速地去除清洗劑中的油分，增加清洗劑的使用壽命；釆用組合處理方式，提高漂洗水處理效率和水的純度；利用膜分離技術(shù)，減少活性炭和離子樹脂的損耗；通過清洗劑的重復(fù)利用方式，降低清洗劑的損耗。

近年來，超聲波水劑清洗技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中迅速發(fā)展起來。超聲波生產(chǎn)廠商和使用者都在尋求一種環(huán)境污染最少的、經(jīng)濟(jì)效益較好的清洗機(jī)來滿足工件清洗的要求，以替代ODS清洗劑的使用，避免其對大氣臭氧層的損害。從清洗劑去污能力的角度來說，水劑超聲波清洗機(jī)比溶劑超聲波清洗機(jī)對超聲波發(fā)生器和換能器的工作參數(shù)和性能有更多的依賴性。

超聲波水劑清洗技術(shù)己用于如下領(lǐng)域：電子真空開關(guān)管零部件清洗、真空氣相沉積工件電鍍前的清洗及電鍍工件的鍍前表面清洗（替代化學(xué)除油、電解除油）；液壓系統(tǒng)的零部件生產(chǎn)工序過程中和裝配前的最終清洗；玻璃制品行業(yè)，如太陽能熱水器集熱管等清洗；高級(jí)不銹鋼餐具生產(chǎn)工藝過程中清洗，如除拋光膏、蠟等和最終清洗；各種高檔次閥門、潔具等清洗；航空機(jī)加工零件和汽油過濾器的清洗；金屬制品行業(yè)，如各種金屬絲鍍鋅前清洗；汽車、摩托車、火車行業(yè)，用于各種零部件清洗；空調(diào)器的冷凝器和蒸發(fā)器生產(chǎn)過程中的清洗。

2.半水洗技術(shù)

半水系清洗劑的溶解力高，對于重油脂、蠟和焦油都有很好的清洗能力；大部分半水清洗劑都可以順利地應(yīng)用于金屬和大多數(shù)聚合物。半水系清洗劑的品種很多，其成分通常有如下四種：（1）水+N、甲基二吡喀烷酮+添加劑；（2）水+乙二醇醚+界面活性劑；（3）水+碳?xì)浠衔?界面活性劑；（4）水+萜烯+添加劑。

半水系清洗劑的商品形式與水系有類似之處，如碳?xì)浠闲颓逑磩┛筛鶕?jù)不同的配方、成分做成半水系或非水系形式。商品化的乙二醇系清洗劑在日本使用時(shí)多為半水系形式，美國推出的同類產(chǎn)品多為水系形式。

界面活性劑清洗劑：該清洗劑由有機(jī)溶劑、界面活性劑、添加劑組成，具有良好的水漂洗性，也可以做成完全水溶性溶劑。對電路基板上的焊劑殘?jiān)?、油污等有良好的溶解、分散作用。清洗劑中的界面活性劑是為提高漂洗工序時(shí)的清洗性而加入的。漂洗時(shí)可以通過活性劑作用和水的置換將污染物析出，做到完全清洗。界面活性劑能對水或油加以混合，具有優(yōu)良的親水性和親油性。使用中當(dāng)親水、親油性達(dá)到平衡時(shí)可獲得最佳的水漂洗性。作為清洗劑中的添加劑，可以摻入對溶解力、漂洗性、防銹性有利的酸性、堿性物質(zhì)，也可加入相應(yīng)成分的消泡劑或防氧化劑，使其清洗性質(zhì)更加完善。該清洗劑已進(jìn)入SMT-PCB應(yīng)用領(lǐng)域。

乙二醇系清洗劑：半水系的乙二醇系清洗劑最適合于電路組裝基板的清洗，除此以外，對電子元件、印刷網(wǎng)板、液晶模塊等也可進(jìn)行清洗。乙二醇的化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)乙醇性羥基，即二價(jià)乙醇，作為清洗劑是以乙二醇的衍生物乙二醇醚為主的成品，也就是加入了乙醇環(huán)氧乙烷或丙烯氧化物合成制成。乙二醇系清洗劑一般無臭無色（其ODP為零），可以和多種有機(jī)溶劑、水、界面活性劑混合。如與水混合后使用，可去除它的著火點(diǎn)。乙二醇系清洗劑對焊劑中的松香、活性劑等有較強(qiáng)的溶解力，不會(huì)損傷電子元件的封裝體和內(nèi)部，具有極佳的平衡性。單獨(dú)使用該清洗劑，清洗后的干燥性能差，可通過水或千燥性良好的漂洗液加以置換，漂洗液可選用1-異丙醇或PFC。清洗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最好做成與其他半水系清洗劑組合應(yīng)用的清洗形式，可以得到滿意的清洗效果。乙二醇系清洗劑今后將會(huì)向低成本、進(jìn)一步提高清洗能力方面發(fā)展。針對高密度、高性能、工作頻率高速化的電子產(chǎn)品組裝基板，可改用不含界面活性劑的非水系乙二醇系清洗劑。目前國外生產(chǎn)的非水系乙二醇系清洗劑已經(jīng)用于衛(wèi)星通信、航空航天、機(jī)載設(shè)備中。

酯系清洗劑（Ester）：酯系清洗劑是電子工業(yè)中應(yīng)用廣泛的一種替代清洗劑，其溶媒是乳酸酯，主要成分是乳酸和乙醇，該清洗劑能和其他溶劑自由地混合使用，具良好的安全性，有較高的沸點(diǎn)（145°C?190°C）。清洗時(shí)液損耗小、經(jīng)濟(jì)性好，對被洗物沒有不良影響，適合的清洗對象：（1）CD、VCD、DVD，MD等光盤；（2）液晶顯示模塊、MD磁頭、芯片等清洗；（3）光學(xué)鏡頭的清洗；（4）印刷網(wǎng)板、油墨清洗；（5）各種電路基板、模塊的清洗。釆用的清洗方式有浸洗、噴洗、手工洗、超聲波組合清洗等。酯系清洗劑屬高沸點(diǎn)物質(zhì)，清洗時(shí)雖然損耗小，但干燥性稍差，根據(jù)清洗工藝要求可以和IPA、MEOH等加以置換。清洗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在電氣控制部分要使用符合防爆要求的結(jié)構(gòu)組件，系統(tǒng)中需配置蒸館回收裝置，清洗液中的水分分離應(yīng)該使用三種成分的分離結(jié)構(gòu)形式。

由蒸餾回收系統(tǒng)和組合型清洗系統(tǒng)組成的清洗裝置，在日本市場推出后，已得到了清洗行業(yè)內(nèi)眾多同行的注目，其使用率將會(huì)不斷提高。

3.非ODS有機(jī)溶劑清洗技術(shù)

非水系替代型清洗劑，目前常用的是與CFC-113性能相近的替代清洗劑HCFC-141b、HCFC-225、HFC-152、HFC-4310mee等，上面已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。為避免HCFC類清洗劑的一些不良影響，漠系清洗劑逐步在日、美等國開始應(yīng)用，該類清洗劑的主要成分為正丙基漠（nPB），其清洗性能可以與TCA相當(dāng)，具有優(yōu)異的清洗力，良好的潤濕性、干燥性、完好的安全性，對大多數(shù)金屬無不良反應(yīng)，且無著火點(diǎn)，清洗方式可釆取浸洗、噴射組合式或浸洗、超聲洗組合，都可獲得良好的效果。

（1）HCFC-141b

國內(nèi)清洗行業(yè)使用ODS清洗劑CFC-113的大部分企業(yè)都屬于中小型企業(yè)，它們沒有足夠的資金實(shí)力和技術(shù)力量投入于大量的設(shè)備更新或新的清洗技術(shù)的開發(fā)。因此，實(shí)現(xiàn)ODS淘汰的理想選擇是保留原有清洗工藝，以O(shè)DS替代品替換原來的CFC-113清洗劑。HCFC-141b作為過渡替代物，不僅具有良好的溶劑性能，而且其物理性能也與CFC-113比較接近，原來的清洗系統(tǒng)只要做適當(dāng)?shù)母脑炀涂梢允褂谩Ｒ虼?，HCFC-141b是國內(nèi)中小清洗企業(yè)現(xiàn)實(shí)ODS替代的較好選擇方案。

①HCFC-141b的基本性能

a.物理化學(xué)性能

HCFC-141b的物理化學(xué)性能列于表9-3。HCFC-141b的ODP值為0.11，因此可以作為過渡性的ODS替代品使用，同時(shí)HCFC-141b的GWP值為630，比CFC-113低得多，說明HCFC-141b具有更好的環(huán)境性能。HCFC-141b的粘度和表面張力較CFC-113低，KB值比CFC-113高，表明HCFC-141b比CFC-113具有更好的溶劑性能。

表9-3HCFCs與CFC-113性能比較

表格P554頁

另一方面，HCFC-141b的沸點(diǎn)比CFC-113低近15°C，因此在CFC-113的清洗設(shè)備上進(jìn)行HCFC-141b的替代時(shí)，需對設(shè)備作適當(dāng)?shù)母脑?，如改單溫區(qū)制冷系統(tǒng)為雙溫區(qū)制冷系統(tǒng)，增加自由區(qū)高度，加入熔化室空間，調(diào)整部門機(jī)構(gòu)件材質(zhì)等。另外HCFC-141b的蒸發(fā)潛熱較大，在清洗干燥時(shí)，由空氣中水分的凝縮，會(huì)產(chǎn)生干燥擺動(dòng)現(xiàn)象，尤其在高溫度場合時(shí)更應(yīng)注意。

b.安全性能

HCFC-141b的可燃性。表9-4列出了HCFC-141b的一些可燃性數(shù)據(jù)。HCFC-141b在空氣中的燃燒極限為7.6%?17.7%，表明HCFC-141b有一定的可燃性，與CFC-113有所不同。但HCFC-141b的最小點(diǎn)火能較高，因此由于靜電等原因?qū)е碌娜紵L(fēng)險(xiǎn)實(shí)際上是非常小的。

表9-4HCFC-141b的可燃性

表格P555頁

HCFC-141b的毒性。表9-5是部分HCFC-141b毒性數(shù)據(jù)，可以看出HCFC-141b對生物體的影響很小。PAFT對HCFC-141b毒性試驗(yàn)的結(jié)論認(rèn)為HCFC-141b的急性和亞慢性吸入毒性很小，只有在高濃度的環(huán)境下長時(shí)間暴露，才會(huì)增加產(chǎn)生良性腫瘤的可能性，但對人的壽命沒有影響。HCFC-141b沒有發(fā)育、生殖的毒性，也不會(huì)產(chǎn)生基因畸變。因此可以認(rèn)為，HCFC-141b是一個(gè)毒性很小的ODS替代品。美國工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會(huì)推薦的HCFC-141b的容許暴露極限為500ppm。

表9-5'HCFC-141b毒性數(shù)據(jù)

表格P555頁

C.材料相容性

CFC-113幾乎與所有的清洗材料有良好的相容性，而若以HCFC-141b替代CFC-113，材料的相容性將是非常關(guān)鍵的因素。對金屬材料來說，常用的大多數(shù)金屬材料與HCFC-141b有較好的相容性，但一些活性金屬如鋁、鋅、鎂等會(huì)與HCFC-141b發(fā)生反應(yīng)，尤其當(dāng)有水分存在時(shí)。對塑料和橡膠材料，HCFC-141b對一些材料會(huì)產(chǎn)生溶脹現(xiàn)象，影響材料的強(qiáng)度利電性能。因此進(jìn)行替代時(shí)，最好先考察一下材料相容性的情況。表9-6列舉了一些塑料和橡膠材料與HCFC-141b的相容性狀況，可作為選擇HCFC-141b做清洗劑時(shí)的參考。

表9-6HCFC-141b的材料相容性

表格P556頁

②HCFC-141b在清洗中的應(yīng)用

HCFC-141b分子中包含有較多的C—H、C-Cl鍵，具有良好的溶解油脂、清除污垢的能力，適合于不同要求的清洗用途，表9-7是HCFC-141b的一些應(yīng)用例子。

表9-7HCFC-141b應(yīng)用舉例

表格P556頁

③HCFC-141b的應(yīng)用前景

國際上，HCFC-141b作為溶劑曾被大量使用，根據(jù)AFEAS提供的數(shù)據(jù)，HCFC-141b作為溶劑的消費(fèi)量曾達(dá)到16000多t，占CFC-113最高用量的6.4%，為當(dāng)年HCFC-141b總消費(fèi)量的14.6%?但由于HCFC-141b的ODP值為0.11，在HCFCs中相對偏高，發(fā)達(dá)國家已開始限制HCFC-141b的使用，如美國已于2003年開始完全禁止HCFC-141b的生產(chǎn)和使用。歐盟則從2002年起禁止HCFC-141b作為溶劑使用，但作為航空航天工業(yè)使用的則于2008年全面禁止。而日本對HCFC-141b作為清洗劑使用的限制是從2000年開始，至2010年完全禁止使用。全球HCFC-141b作溶劑應(yīng)用的消費(fèi)情況參見下圖9-1。

圖9-1溶劑用HCFC-141b消費(fèi)量

表格P557頁

國內(nèi)HCFC-141b作為清洗溶劑的應(yīng)用剛剛起步，每年的使用量估計(jì)在300-500t的范圍內(nèi)，在清洗劑中只占很小的比例。這一方面是由于國內(nèi)中小清洗企業(yè)還在繼續(xù)使用CFC-113，而一些大的清洗企業(yè)多數(shù)釆用水洗或半水洗替代技術(shù)，在一定程度上抑制了HCFC-141b的消費(fèi)。另一方面也是因?yàn)閲鴥?nèi)對HCFC-141b在清洗領(lǐng)域的應(yīng)用研究也相對薄弱，而中小企業(yè)又沒有足夠的技術(shù)力量去解決HCFC-141b替代工作中所遇到的如材料相容性、設(shè)備改造等技術(shù)問題，從而影響了HCFC-141b在清洗領(lǐng)域中的應(yīng)用。但由于HCFC-141b在清洗性能和替代工藝上的優(yōu)勢，國內(nèi)研究單位和HCFC-141b生產(chǎn)廠家對清洗用HCFC-141b的開發(fā)和應(yīng)用研究也日益重視。目前國內(nèi)HCFC-141b的生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到25000t/a，其銷售價(jià)格已低于CFC-113，與其他的CFC-113替代品和替代技術(shù)相比，具有明顯的成本優(yōu)勢，HCFC-141b替代的經(jīng)濟(jì)效益已開始體現(xiàn)。

總之，HCFC-141b作為安全、環(huán)保、廉價(jià)和性能優(yōu)良的清洗溶劑，只要對原有清洗設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，就可以?shí)現(xiàn)對CFC-113的替代對推動(dòng)我國中小型清洗企業(yè)的ODS替代工作具有現(xiàn)實(shí)意義。盡管HCFC-141b在發(fā)達(dá)國家已受到限制，但國內(nèi)清洗用HCFC-141b的消費(fèi)量還將隨著CFC-113的淘汰繼續(xù)增長。而在實(shí)際使用中，應(yīng)了解HCFC-141b與所清洗材料的相容性情況。

（2）HCFC-225

HCFC-225是高ODP值的CFC-113、全氟烴和其他全氯氟烴的替代物，對環(huán)境敏感，可用于各種工業(yè)清洗，下面以AsahiGlass公司的AsahiklinAK-225為例介紹這種替代品的性質(zhì)、使用情況和應(yīng)用前景。

AsahiGlass公司的AsahikHnAK-225是兩種異構(gòu)體的混合物，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化。AK-225的物理性能、材料的相容性和清洗性能與CFC-113非常類似，廣泛用于精密零件的清洗。

AK-225與醇和其他溶劑混合成為類似于共沸物的混合物，適用于助焊劑的清除應(yīng)用。AK-225AES是類似于共沸物的混合物，它是由AK-225，乙醇和穩(wěn)定劑混合而成，可用于應(yīng)用多種助焊劑的清除。AK-225T和AK-225ATE是用于解決在AK-225AES清洗后的印制電路板上偶爾形成的白色殘余物問題。AK-225T是AK-225、乙醇、坯和穩(wěn)定劑的混合物；AK-225ATE同樣是類似于共沸物的混合物，由AK-225，乙醇、順式-1，2-二氯乙烯和穩(wěn)定劑混合而成。

①HCFC-225（AK-225）的基本特性

表9-8中列出了AK-225的物理性能。AK-225與CFC-113非常相似，沸點(diǎn)、表面張力和KB值（貝殼松脂丁醇Kauri—Butanol值）是清洗劑的主要特性。具有適宜的沸點(diǎn)溫度40?60°C，在這個(gè)范圍內(nèi)清洗零件時(shí)，不會(huì)使其溫度達(dá)到對溫度敏感部件或材料的影響程度。表面張力低能使清洗劑滲透到很小的間隙內(nèi)。30?50的KB值表明溶劑的溶解能力均衡，既可以除油、油脂和臟污，又不會(huì)損壞金屬、塑料或彈性零件。另外，汽化的潛熱也是氣相清洗的一個(gè)主要特性。汽化潛熱較小，溶劑汽化和干燥則耗能較少。由于AK-225的特性和CFC-113非常相似，因此對清洗設(shè)備和清洗程序不需作什么改變就可以使用AK-225。

表9-8AK-225的物理特性

表格P558頁

②環(huán)境的可接受性和毒性研究

HCFC-225的ODP和GWP值是估計(jì)其環(huán)境的可接受性的重要數(shù)值。表9-9中列出了HCFC-225ca，HCFC-225cb和其他鹵疑在大氣中存活時(shí)間、ODP值和GWP值。按存活時(shí)間計(jì)算，HCFC-225ca和HCFC-225cb的ODP值分別為0.025和0.033；GWP值分別為170和690。HCFC-225s的ODP和GWP值大大低于CFC-113。另外，依據(jù)美國清潔空氣法，HCFC-225s可受到VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）規(guī)程的豁免。

由PAFT（替代氟坯毒性試驗(yàn)方案）對HCFC-225S進(jìn)行毒性研究，結(jié)果證實(shí)HCFC-225ca和HCFC-225cb毒性都不高。還進(jìn)行了幾種基因研究，包括艾姆斯式化驗(yàn)，用CHL（中國田鼠肺）和人體淋巴細(xì)胞作體外染色體畸變，還有體內(nèi)不定期的DNA合成試驗(yàn)。僅在使用人體淋巴細(xì)胞菌種的研究中發(fā)現(xiàn)HCFC-2252ca能引起基因材料的變化。不過，多項(xiàng)研究的結(jié)果在總體上證明無論HCFC-25ca還是HCFC-225cb都沒有致癌突變性。

③HCFC-225的需求量和應(yīng)用

AsahiGlass的AK-225在1991年推向市場，1992年需求量驟漲。目前產(chǎn)量的60%應(yīng)用于日本，10%和5%在美國和中國，其余部分銷往亞洲其他國家。

圖9-2表示的是依據(jù)混合物的種類細(xì)分AK-225的應(yīng)用，兩種異構(gòu)體的混合物，其中80%用的是純AK-225，其余大部分是AK-225AES，用于清除助焊劑的混合物。AK-225是精密零件清洗劑，用于清洗金屬、塑料或兩者混成的零件。最近還有把AK-225用于漂洗、干燥和用它替代CFC-113和1，1，1-三氯乙烷清洗零件，另外的應(yīng)用方面是載體溶劑和化學(xué)反應(yīng)溶劑。AK-225AES，AK-225AE和A-225T還可用于消除PCB、陶瓷基底制的混合電路以及電機(jī)的轉(zhuǎn)子上的助焊劑。

表9-9HCFC-225s環(huán)境可接受性研究

圖9-2AK-225產(chǎn)品細(xì)分

表格P559頁

④AK-225與其他清洗劑組合應(yīng)用

微型軸承是精密零件，要求尺寸精確，可靠性高，制造過程中，切割和拋光使用各種加工用油。軸承裝配好后，要把這些油徹底清除掉，隨后涂上一層防銹劑。圖9-3是清洗和涂覆程序的工藝流程圖。1?3槽內(nèi)用坯清洗劑超聲震蕩清洗裝配好的軸承；第4個(gè)槽內(nèi)，鼓風(fēng)吹除溶劑；第5個(gè)槽內(nèi)軸承浸入到AK-225中，經(jīng)超聲振蕩除掉全部炷類油和油脂；最后一槽內(nèi)的AK-225中含有百分之幾的防銹劑，軸承浸入到槽中，防銹劑就涂到表面上。

圖9-3軸承制造廠采用的6槽清洗設(shè)備原理示意圖

圖片P560頁

第5個(gè)槽內(nèi)除掉的桂會(huì)聚集起來，很重要的一點(diǎn)是要控制AK-225中烴的量，避免發(fā)生火災(zāi)。當(dāng)烴的含量在50%以下時(shí)，溶劑和烴的混合物沒有閃點(diǎn)。為避免把烴攜帶到第6個(gè)槽中，污染軸承表面，第5個(gè)槽中的烴含量應(yīng)保持在20%以下。如圖9-4所示，可以用比重和烴含量的關(guān)系來監(jiān)測烴的含量。

圖9-4烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)和密度之間的關(guān)系

圖片P560頁

如上文所述，在日本，把AK-225與其他溶劑一起使用的新應(yīng)用越來越多。一個(gè)典型的應(yīng)用是：用姪清洗零件，再用AK-225蒸汽漂洗，除掉粘附在表面上的桂。另外，還有用水洗或半水洗清洗劑清洗零件，然后用水漂洗。漂洗后，用醇除掉附在表面的水，然后再用AK-225除掉醇。這些應(yīng)用中，用戶首先用的都是非AK-225清洗劑，并不是用AK-225取代CFC-113。不過，他們是用AK-225進(jìn)行漂洗和干燥劑，解決干燥和/或水斑問題。

上述應(yīng)用中，可以用混合物的比重或沸點(diǎn)來監(jiān)測婭或醇的含量。圖9-5表示的是異丙醇的含量與沸點(diǎn)的關(guān)系。如果醇在混合物中變濃，重量達(dá)到20%以上，混合物就具可燃性了。

圖9-5IPA質(zhì)量分?jǐn)?shù)和沸點(diǎn)之間的關(guān)系

圖片P561頁

AK-225與其他清洗劑混合使用的優(yōu)點(diǎn)有：一般是在AK-225的溶解能力不足以滿足清洗應(yīng)用的要求時(shí)才釆用混合清洗。這類情況下是用其他清洗劑進(jìn)行清洗，而用AK-225進(jìn)行漂洗和干燥。與僅用其他清洗劑相比，混合清洗的清洗和干燥時(shí)間都可縮短，還可用于精密零件清洗。

⑤清除汽車用PCB的助焊劑

汽車用的PCB要求高可靠性和耐用性。為此，很多PCB都涂覆有樹脂涂層。PCB的制造過程包括焊接電子元器件、清洗和涂覆。由于PCB的產(chǎn)量巨大，PCB的清洗要在短時(shí)間內(nèi)完成。

很多廠家都用AK-225AES清除PCB上的助焊劑。多數(shù)廠家用的助焊劑和焊膏都是為AK-225AES設(shè)計(jì)的，因此可以縮短清洗時(shí)間，提高清洗效率。表9-10中列出了為AK-225AES設(shè)計(jì)的助焊劑和焊膏。

表9-10與AK-225AES相適的助焊劑和焊膏

圖片P561-562頁

圖9-6是一個(gè)客戶使用的三槽清洗設(shè)備和AK-225AES清洗劑。清洗程序?yàn)椋喊裀CB浸入45?50°C的熱溶劑中，然后用冷溶劑漂洗，再在溶劑蒸汽中干燥。每步處理時(shí)間為15s，整個(gè)程序lmin內(nèi)結(jié)束。

圖9-6三槽清洗設(shè)備的原理示意圖

圖片P562頁

圖9-7中使用AK-225AES的立式兩槽清洗設(shè)備。PCB先在45?50°C的熱溶劑中清洗，然后噴灑冷溶劑漂洗，最后在溶劑蒸汽中干燥。每步處理時(shí)間為10s，整個(gè)程序1min內(nèi)結(jié)束。

圖9-7立式兩槽清洗設(shè)備的原理示意圖

圖片P562頁

上述用戶以前用CFC-113清洗的板子，現(xiàn)在并不是都進(jìn)行清洗。他們評(píng)估了清洗PCB的必要性后，決定只在主要應(yīng)用中清洗PCBo他們還把AK-225AES用于回收和/或再利用設(shè)備，減少溶劑的消費(fèi)和排放。

⑥特殊清洗和其他應(yīng)用

AK-225作為CFC-113或其他溶劑的替代物，最近也用于特殊清洗和非清洗的應(yīng)用。還出現(xiàn)了一種過去用CFC-113時(shí)從來沒有見過的應(yīng)用。

特殊清洗包括：曾經(jīng)用CFC-113的制冷循環(huán)清洗，宇航用的液氧清洗和曾經(jīng)用四氯化碳的鐵制造業(yè)清洗。

AK-225還用作硅酮的載體溶劑。硅酮是涂在注射針頭上的涂層，也是在硬盤上的潤滑劑。另外，AK-225還作為溶劑用于化學(xué)反應(yīng)。

日本每年要用幾千噸的CFC-113進(jìn)行服裝干洗。過去幾年中，一定量的CFC-113已用AK-225取代。已有幾家公司開始制造使用AK-225的新型干洗設(shè)備，并已上市出售。日本還有了AK-225的肥皂。

（3）正丙基溴（nPB）

正丙基溴（也稱做1-溴丙烷，nPB），是帶有甜味的液態(tài)物質(zhì)。主要作溶劑使用，也可以作為其他物質(zhì)的生產(chǎn)原料。純的nPB因?yàn)槠渚哂蟹磻?yīng)活性，不穩(wěn)定，因而必須和穩(wěn)定劑、抑制劑、溶媒混合來生產(chǎn)所需要的溶劑。大多數(shù)商用混合溶劑含有85%?95%的nPB。nPB的溶解能力是傳統(tǒng)氯碳溶劑的4倍，所以其消耗量大大降低，從而減少了廢棄物的數(shù)量，也因此削減了成本。該溶劑與三氯乙烯（87°C）、TCA（74°C）相比，具有更低的沸點(diǎn)（69.5°C），因此降低了能耗。

nPB主要用于溶劑、粘合劑、蒸汽脫脂、精密清洗和電子清洗等，作為三氯乙烷（TCA）、二氯甲烷、HCFC-141b的直接替代品。1998年nPB的消費(fèi)量在歐洲大約是1000t，日本大約是600t，美國大約是600?1000t。目前全球總體消費(fèi)量約2000~5000t/a，并且呈增長趨勢。我國清洗行業(yè)1999年的TCA的消費(fèi)量6225t，即使部分用nPB替代，其消費(fèi)量也將迅速增長。

在沒有任何限制的條件下，估計(jì)在未來的5年之內(nèi)，nPB清洗劑的全球使用量將到達(dá)60000t/a，相當(dāng)于目前全球范圍內(nèi)漠產(chǎn)量的5%，盡管其臭氧消耗潛值（ODP）還沒有確定，其毒性和對人類的健康影響也還沒有確定的評(píng)價(jià)，但nPB市場呈強(qiáng)勁的增長趨勢。

有兩個(gè)重要的因素決定了nPB使用量的大量增加：①nPB對平流層臭氧的破壞能力雖不是零，但卻很小，在幾個(gè)主要用途上它可以有效地替代消耗臭氧物質(zhì)（比如HCFC）。②一些國家將二氯甲烷（MC）在工作場所的暴露標(biāo)準(zhǔn)定為25ppm，一些企業(yè)寧愿改用nPB而不愿安裝通風(fēng)設(shè)備降低二氯甲烷的暴露濃度。

nPB及其混合溶劑有著廣泛的用途，其應(yīng)用范圍包括了大多數(shù)傳統(tǒng)氯碳溶劑使用的領(lǐng)域，如：蒸汽脫脂，金屬及塑料部件的冷清洗，噴淋清洗，去焊劑，精密儀器清洗，光學(xué)儀器清洗，氣霧劑及其他噴灑淋洗的現(xiàn)場清洗，石油及油脂的載體，阻燃劑載體，油墨、衣料及黏合劑的揮發(fā)溶劑，橡膠產(chǎn)品的加工助劑，藥品原料及其他用途，作為碳?xì)淙軇┙档涂扇夹缘南♂寗?。很多制造商將nPB作為配料用于噴霧器、液化石油氣或者二氧化碳推進(jìn)劑中。其廣泛應(yīng)用于諸如電器的野外維修（清洗）、電子儀器和機(jī)械制造設(shè)備、信息技術(shù)設(shè)備的維護(hù)、觸點(diǎn)潤滑、石油氣儲(chǔ)罐的清洗等。

nPB的溶解能力是傳統(tǒng)氯碳溶劑的4倍，所以其消耗量大大降低，從而減少了廢棄物的數(shù)量，也因此削減了成本。該溶劑與三氯乙烯（87°C）、TCA（74°C）相比，具有更低的沸點(diǎn)（69.5°C），因此降低了能耗。

nPB的ODP值具有很大的不確定性，隨季節(jié)不同，地區(qū)不同有很大的變化。當(dāng)前報(bào)道的值一般是0.026，相當(dāng)于HCFC-225的ODP值。GWP值為0.0001，大氣中壽命為11天。

目前還沒有正式公布人體在nPB生產(chǎn)和使用時(shí)的暴露標(biāo)準(zhǔn)。然而，即使只考慮工人的暴露，和只考慮來自替代二氯甲烷（MC）的用途所產(chǎn)生的暴露，若對nPB暴露不加以限制，它所產(chǎn)生的暴露人數(shù)就可能超過其他物質(zhì)造成的暴露人數(shù)。根據(jù)美國職業(yè)安全健康署（OSHA）的估計(jì)，在美國僅由于金屬清洗和粘合劑應(yīng)用造成的暴露于二氯甲烷（MC）的工人人數(shù)就達(dá)10萬人，而nPB造成的暴露人數(shù)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這一數(shù)字。工業(yè)衛(wèi)生調(diào)查數(shù)據(jù)表明，使用nPB所造成的暴露人數(shù)將有很大的數(shù)量和很廣泛的行業(yè)范圍。

異丙基溴（2-PB）是nPB生產(chǎn)中不可避免的副產(chǎn)品。OSHA分析了過去幾年的nPB產(chǎn)品，均在其中發(fā)現(xiàn)了2-PB，含量從0.1%到0.2%之間。而且2-PB具有更大的毒性。

美國職業(yè)安全健康署（OSHA）分析了過去5年在3種不同設(shè)備條件下30個(gè)正丙基漠暴露的個(gè)體案例（平均在nBP中暴露2?4h）。對nPB的暴露值多在40?80ppm，最低為0.05ppm，最高135ppm；2-PB的濃度在nPB中一般為0.1%?0.2%，暴露濃度從檢測限值到0.28ppm（相當(dāng)于nPB暴露濃度82ppm的0.3%）。1998年11月，在美國北卡羅萊納的一個(gè)飛機(jī)坐墊制造廠進(jìn)行了nPB暴露評(píng)價(jià)，這個(gè)廠使用含nPB的粘合劑。69個(gè)個(gè)體樣本被采集，平均nPB暴露濃度是170ppm，個(gè)人暴露濃度在60~380ppm之間。在11個(gè)區(qū)域釆集的樣本被采集，其nPB濃度在107?161ppm之間。

因此，無論現(xiàn)有的動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果是否支持NOAEL（NoObservedAdverseEffectLevel，未發(fā)現(xiàn)不利影響水平）值為400ppm或200ppm這一結(jié)果，十分清楚的事實(shí)是，、由于缺乏限制標(biāo)準(zhǔn)，許多工人暴露于nPB的濃度為嚙齒動(dòng)物NOAEL值的1/5甚至更高。如果將傳統(tǒng)的百倍"安全因子”應(yīng)用于NOAEL（即其為人類毒性閾值的100倍，或動(dòng)物L(fēng)ED”劑量的1%），則當(dāng)前的暴露濃度超過這個(gè)水平至少10倍甚至200倍。

綜上所述，若以嚴(yán)重的致命性作為標(biāo)準(zhǔn)，nPB沒有很大的毒性。但通過對老鼠持續(xù)暴露于nPB的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，nPB已經(jīng)表現(xiàn)出了生殖性和神經(jīng)性毒理效應(yīng)。因此，出于nPB對動(dòng)物生殖系統(tǒng)的毒理效應(yīng)和神經(jīng)性毒害方面的考慮，在工作場所使用nPB時(shí)應(yīng)該非常謹(jǐn)慎。

nPB作為ODS清洗劑的替代品活躍于市場，其溶解能力類似于三氯乙烷，但卻有著極低的ODP值，特別在價(jià)格上有著較大的優(yōu)勢。nPB可以直接替代TCA和HCFC-141b，用于各種清洗工序，也可以替代目前正在使用的三氯乙烯、四氯乙烯、二氯甲烷和四氯化碳。但考慮到其環(huán)境效應(yīng)，特別是毒性效應(yīng)，在推廣使用nPB時(shí)應(yīng)建立嚴(yán)格的暴露標(biāo)準(zhǔn)以保障工人的健康。這類清洗劑的使用已獲得美國EPA的批準(zhǔn)，在電子工業(yè)、航空工業(yè)和汽車制造工業(yè)已經(jīng)廣泛應(yīng)用。

4.免清洗技術(shù)

（1）免清洗技術(shù)概論

在清洗替代技術(shù)中，水洗和半水洗的設(shè)備投資大，占地面積大，電能消耗大（50?100kW），耗水多，而且還要進(jìn)行水處理和廢水處理。如果廢水不經(jīng)處理直接排放，將造成新的污染。而非ODS有機(jī)溶劑清洗，其溶劑本身成本高，存在揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）的污染和工作操作安全等問題，而且HCFC也只是一種過渡性替代物。而免清洗技術(shù)因?yàn)榫哂泻喕に嚵鞒?，降低生產(chǎn)成本（節(jié)省了水洗設(shè)備和清洗溶劑，而且減少了助焊劑的用量），節(jié)省生產(chǎn)工時(shí)，縮短生產(chǎn)周期，對環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，受到各國的普遍重視。

免清洗技術(shù)在國內(nèi)外電子產(chǎn)品中已經(jīng)得到用戶的信賴，是公認(rèn)的當(dāng)今替代ODS清洗的有效途徑和今后發(fā)展的方向，并將會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

免清洗技術(shù)是一個(gè)新概念、新技術(shù)，其不同于不清洗。免清洗工藝相對于傳統(tǒng)的清洗工藝而言，是建立在保證原有產(chǎn)品質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上簡化工藝流程的一種先進(jìn)技術(shù)，而絕不是簡單地取消原來的清洗工藝。免清洗技術(shù)應(yīng)用新材料和新工藝來達(dá)到以往焊后需要清洗才能達(dá)到的質(zhì)量要求，而不清洗只是適用于某些低檔消費(fèi)類電子產(chǎn)品，雖然省去了清洗工序，卻相對降低了產(chǎn)品的質(zhì)量。

免清洗技術(shù)包括免清洗波峰焊技術(shù)和免清洗回流焊技術(shù)。前者由傳統(tǒng)波峰焊接發(fā)展而成，通過對原有的波峰焊設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造或更新波峰焊機(jī)，采用免清洗助焊劑和控制工藝參數(shù)，以達(dá)到免清洗效果，主要解決通孔插裝元器件和混裝聯(lián)技術(shù)中固化表面元器件的波峰焊接。后者是SMT裝配中的重要工藝環(huán)節(jié)，通過采用免清洗焊膏和工藝控制來達(dá)到免清洗效果，主要解決表面貼裝元器件的回流焊接。

免清洗工藝的實(shí)現(xiàn)不僅依賴于免清洗助焊劑（焊膏），還依賴于焊接設(shè)備、元器件、PCB板、工藝流程和工藝參數(shù)、工藝環(huán)境、工藝管理等諸多因素。免清洗焊接技術(shù)是將材料、設(shè)備、工藝環(huán)境和人力因素結(jié)合在一起的綜合性技術(shù)，是一個(gè)系統(tǒng)工程，其核心內(nèi)容有：選擇合適的免清洗助焊劑（焊膏）；選擇恰當(dāng)?shù)耐糠蠊に嚰捌浜附釉O(shè)備；選擇合適的工藝參數(shù)；配以適當(dāng)?shù)墓に嚋?zhǔn)備和工藝管理；選用免清洗焊錫絲與之配套。

免清洗技術(shù)是在電子產(chǎn)品行業(yè)可以廣泛應(yīng)用的一種替代技術(shù)。其所具有的優(yōu)點(diǎn)是對原來的焊接設(shè)備稍作改造即可使用，降低了設(shè)備上的投資，又可避免對環(huán)境的污染，是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)有效的實(shí)用技術(shù)。

（2）免清洗技術(shù)的應(yīng)用

在焊接過程中，電子印刷線路板的表面會(huì)存在殘留污垢。這些污垢是在焊劑的使用過程中產(chǎn)生的。傳統(tǒng)工藝使用的焊劑分松香焊劑和水溶性焊劑兩類，其中松香焊劑用得較多。松香焊劑的主要成分包括溶劑（醇類），活性物質(zhì)（松香酸，有機(jī)胺類，有機(jī)胺鹽酸鹽等），樹脂成分（松脂）和表面活性劑。溶劑的作用是促使焊劑流動(dòng)，活性物質(zhì)的作用是去除金屬表面的氧化物、提高焊接牢度，樹脂有使焊劑保持良好流動(dòng)性和防止金屬表面被再氧化的作用，表面活性劑則發(fā)揮清洗的功能。

正因?yàn)樗上阍诤竸┲邪l(fā)揮著重要作用，因此被廣泛采用。但它在焊接過程中受熱后會(huì)氧化分解，形成變性物質(zhì)的殘?jiān)＿@些殘?jiān)菍?dǎo)致線路板絕緣性變差和接觸不良的原因，同時(shí)也是電子線路腐蝕和接線點(diǎn)松動(dòng)的原因，因此有必要清除。由于殘?jiān)袠O性大的離子成分是造成電子線路板絕緣性變差和腐蝕的主要因素，因此它們成為主要清除對象。檢驗(yàn)清洗效果也是根據(jù)表面絕緣性能和離子性物質(zhì)殘余量來確定的。

傳統(tǒng)的清洗方法是使用三氟三氯乙烷等ODS溶劑，在它被禁用后，需改用替代溶劑，或改變使用的焊劑和焊接工藝。免清洗技術(shù)就是其中的一種替代工藝技術(shù)。

免清洗技術(shù)是針對原先采用的傳統(tǒng)清洗工藝而言的。在整個(gè)電子器件的裝配、制造過程中，主要體現(xiàn)在免清洗焊膏和免清洗助焊劑的實(shí)際應(yīng)用中；同時(shí)還包括手工焊接及返修等工藝過程中，特殊焊料及助焊劑的實(shí)際使用、元件及印刷電路板潔凈度的控制、人為參與整個(gè)工藝過程時(shí)的潔凈控制、廠房環(huán)境、測試手段等諸多因素。

長期以來，關(guān)于免清洗技術(shù)是否真的可以完全替代傳統(tǒng)清洗工藝一直存在很大的爭論。直到目前，不同的公司還交替使用著4種形式的清洗工藝：（1）延續(xù)使用傳統(tǒng)的溶劑清洗；（2）半水基清洗；（3）水基清洗；（4）免清洗。目前使用的替代溶劑清洗工藝中常用的清洗劑為HCFC（含氫氟氯化碳）、HFC（含氫氟烷烴）、HFE（氟醚）及含氫漠烷坯等。使用水、表面活性劑或有機(jī)溶劑組成的水基清洗劑和半水基清洗劑的清洗工藝，雖然可以替代使用CFC-113等溶劑的清洗工藝，但會(huì)造成一定的水污染，污水排放也要受到限制，因此不必進(jìn)行清洗的免清洗工藝無疑是最理想的選擇。但由于不同的電子產(chǎn)品對清潔度的要求不同以及對免清洗技術(shù)存在的疑問，免清洗工藝至今并沒有完全取代半水基清洗和水基清洗工藝。如一家在華的日本公司，1996年以前一直使用CFC-113溶劑清洗，雖然現(xiàn)在早就改用水基清洗工藝，但一直沒有使用免清洗工藝，具體原因是其對免清洗技術(shù)尚存疑慮。

①免清洗焊膏

免清洗焊膏是由可焊性能好的金屬合金粉末、糊狀助焊劑均勻混合而成的膏狀物質(zhì)。如果從是否含有松香的角度來區(qū)分，免清洗焊膏可分為松香基焊膏和非松香基焊膏兩類。表9-11是免清洗焊膏中的主要成分。

另外，有時(shí)還加入抗氧化劑，使合金焊粉在空氣中不易被氧化。傳統(tǒng)的焊膏基本上都是松香基焊膏，但采用松香基依然可以制成免清洗焊膏。松香基免清洗焊膏中的固體含量約為3.5%?5%，在印刷特性上可以與傳統(tǒng)松香基焊膏相當(dāng)，也不需要在充滿氮?dú)獾亩栊原h(huán)境中用回流焊來保證焊接。

表9-11免清洗焊膏中的主要成分

表格P566頁

由于對免清洗焊膏的理解不同，目前歐洲的一些公司基本上認(rèn)可：松香基免清洗焊膏在絕大多數(shù)場合下可以達(dá)到免清洗的要求，但美國及日本的一些公司出于對其焊后黃色表面殘留物的擔(dān)心，還是建議進(jìn)行清洗。因此有些焊膏制造商正在試圖通過降低焊膏中固體含量的比例，以達(dá)到用戶對外觀的要求。目前市場上出售的低殘留物的松香基免清洗焊膏中的固體含量甚至可低于2%，由于含固量低的焊膏在焊接過程中殘留的固形物很少，因此可以達(dá)到免清洗的效果。

非松香基免清洗焊膏使用合成樹脂作為助焊劑的主要成分，根據(jù)固體含量分為低殘?jiān)馇逑春父唷⒊蜌堅(jiān)馇逑春父鄡深?。低殘?jiān)父喑煞种械墓腆w含量約為2.8%~3.4%，超低殘?jiān)父嗟墓腆w含量在2.8%以下。使用人造樹脂的免清洗焊膏中由于不存在鹵化物成分，因而不會(huì)對電子線路造成腐蝕，因此絕大多數(shù)用戶認(rèn)為這種類型的焊膏是可以滿足免清洗要求的，而這也恰是松香基焊膏的缺點(diǎn)。但它的粘度及保存期要比傳統(tǒng)松香基焊膏及松香基的免清洗焊膏短。隨著焊膏制造技術(shù)的不斷改進(jìn)，這種差別已經(jīng)變得越來越小。

隨著表面貼裝技術(shù)（SMT）的進(jìn)步，不斷更新的表面貼裝設(shè)備也為免清洗焊膏的實(shí)際應(yīng)用提供了更好的技術(shù)保障。目前絕大部分印刷機(jī)均可以使用鋼制漏板及45°或60°的鋼制刮刀，脫膜方式也從以前的等速方式改成加速度、變加速度為更合理的方式；刮刀壓力的控制上也出現(xiàn)了懸浮式、平衡式等多種方式。絕大多數(shù)回流焊爐均為全熱風(fēng)加熱方式，有些可以使用氮?dú)饣蚨栊詺怏w，有些采用了熱風(fēng)加紅外線的加熱方式。因此目前的免清洗焊膏在實(shí)際印刷及回流焊接時(shí)已經(jīng)與傳統(tǒng)的焊膏沒有太大區(qū)別，在印刷參數(shù)及回流焊曲線的設(shè)置方面，多數(shù)情況下依據(jù)一般的工藝標(biāo)準(zhǔn)基本上都無問題，圖9-8是我所某產(chǎn)品的實(shí)測回流溫度曲線：

圖9-8某產(chǎn)品的實(shí)測回流溫度曲線

圖片P567頁

由于表面貼裝電路板復(fù)雜程度的不同對工藝參數(shù)的要求也有很大區(qū)別，如含細(xì)腳間距元器件的電路板印刷速度要相對慢一些，并采用慢脫膜方式；而對于含BGA（球形觸點(diǎn)陣列）封裝的元器件的電路板而言，在回流焊中最好釆用底板也加熱的方式，在回流區(qū)的溫度要稍高一些、時(shí)間要稍長一些，因此在使用免清洗焊膏時(shí)還要根據(jù)具體的產(chǎn)品調(diào)整一下工藝參數(shù)。需要特別指出的是，對于一些含細(xì)引腳間距（0.4mm以下）元器件的產(chǎn)品，印刷電路板最好采用裸銅工藝或鍍金工藝。如果條件允許，采用氮?dú)饣蚨栊詺怏w回流焊更有助于提高焊接質(zhì)量。對于陶瓷、鋁基材的電路板，要根據(jù)基板的實(shí)際情況使用含銀等相對特殊類型的免清洗焊膏。

②免清洗助焊劑

雖然表面貼裝元器件（SMD）的使用越來越普及，但在很多領(lǐng)域，SMD還不能完全取代傳統(tǒng)的通孔插裝元器件。目前SMD與通孔插裝元器件的混裝工藝的應(yīng)用最廣泛。因此對于自動(dòng)完成通孔插裝元器件焊接的設(shè)備一波峰焊來說，如何使用合適的免清洗助焊劑來達(dá)到免清洗的要求，同樣是免清洗技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域。

波峰焊用免清洗助焊劑在很大程度上與免清洗焊膏中的助焊劑成分類似，只是由于免洗焊錫膏中的金屬顆粒須用抗垂流劑來幫助合金粉末在焊膏中呈現(xiàn)懸浮狀態(tài)、避免沉降現(xiàn)象，因此免清洗焊膏中助焊劑的固體含量要比波峰焊用的免清洗助焊劑中的含量高。波峰焊用免清洗助焊劑的主要成分見表9-12。

表9-12波峰焊用免清洗助焊劑的主要成分

表格P568頁

隨著波峰焊用免清洗助焊劑技術(shù)的發(fā)展，其固體含量已由早期第一代產(chǎn)品的30%?40%下降至第二代的15%?20%，再發(fā)展到目前的2%?5%，甚至低于2%。相對焊膏而言，波峰焊用的免清洗助焊劑要達(dá)到免洗的程度更容易些。因此目前市場上的免清洗助焊劑種類繁多。雖然有些廠家推出的免清洗助焊劑號(hào)稱低殘?jiān)?、無鹵化物、不含松脂，但在實(shí)際焊接，尤其是在單面板的波峰焊接中，能在焊接質(zhì)量與極低殘留物、表面絕緣電阻等免洗指標(biāo)的平衡上做得很好的產(chǎn)品并不多見。

對于一些特殊場合，在氮?dú)饣蚨栊詺怏w保護(hù)下進(jìn)行波峰焊接，也有利于達(dá)到免清洗的效果，這主要是因?yàn)樵诘獨(dú)饣蚨栊詺怏w環(huán)境里可避免焊接時(shí)發(fā)生再氧化，因此可以大大減少助焊劑的用量，從而達(dá)到免清洗的目的。

一般情況下，對波峰焊而言，采用噴霧的助焊劑噴涂方式要比釆用發(fā)泡的涂覆方式好；采用全熱風(fēng)的預(yù)熱方式要比采用石英晶體加熱方式的效果好。從工藝參數(shù)的角度而言，采用表9-13的參數(shù)范圍取得的效果相對更好一些。

③返修及手工焊接

在免清洗工藝中，手工焊接和壞板返修也是非常重要的環(huán)節(jié)。對于手工焊接工序來說，首要的是必須使用免清洗焊錫絲，在整個(gè)手焊過程中要盡量避免使用助焊劑，對于一些特殊的場合必須使用助焊劑時(shí)，可使用波峰焊用免清洗助焊劑，并且要控制用量。對于陶瓷、鋁基材等需要底板加熱的電路板，還要注意焊接時(shí)間、焊接溫度及底板預(yù)熱平臺(tái)的整潔，并根據(jù)電路板焊盤表面層決定使用焊錫絲的成分，如含銀、含銅等特殊的免清洗焊錫絲。

表9-13推薦波峰焊工藝參數(shù)

表格P568頁

對于有熱風(fēng)吸嘴式維修工作站的工廠來說，在有缺陷元器件拆卸及重新焊接時(shí)，只要使用了免清洗焊膏，基本上不會(huì)有太大問題。需要指出的是，在返修及手工焊接過程中，操作人員必須戴干凈的手套，工作臺(tái)面必須保持整潔，以免將手中的汗液等其他雜質(zhì)污染到電路板上。

④測試

在免清洗工藝中，使用探針式測試平臺(tái)時(shí)，無論是針床式還是飛針式，助焊劑殘留物會(huì)被探針扎透，而變成細(xì)小粉末或碎塊，有些甚至?xí)吃谔结橆^上，越來越多的堆積會(huì)導(dǎo)致電氣接觸失效；在有些時(shí)候，如果選用了不適當(dāng)?shù)暮父嗷蛑竸?，探針根本就無法穿透助焊劑殘留物，從而無法做到電氣連接，這種情況多見于高固體含量的松香基免清洗焊膏及助焊劑。因此在免清洗工藝中必須考慮到電路板測試對焊料、助焊劑、工藝參數(shù)等的影響，同時(shí)也要根據(jù)實(shí)際情況選擇特殊形狀的探針。最后要強(qiáng)調(diào)的是，探針必須要定期清洗，一般情況下2~3周洗一次。

⑤其他方面的考慮

要應(yīng)用免清洗技術(shù)，在解決了如上所述關(guān)鍵問題的前提下，還要認(rèn)識(shí)到：免清洗技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它貫穿工廠的整個(gè)采購、配套、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、包裝等諸多環(huán)節(jié)，因此以下的因素也是必須要考慮到的：

a.廠房工作環(huán)境，包括溫度、濕度、潔凈度等；

b.元器件配套、篩選、裝入位料器、焊接、返修等；

c.PCB生產(chǎn)、包裝、上下板、焊接、返修等；

d.操作員服裝、手套、操作規(guī)程等；

e.生產(chǎn)設(shè)備、維修設(shè)備、檢測設(shè)備，如設(shè)備導(dǎo)軌、夾爪是否整潔，回流焊爐內(nèi)是否有助焊劑揮發(fā)物，波峰焊錫鍋是否定期掏凈；

f.完善的管理制度、評(píng)估制度等；

g.小結(jié)。

免清洗技術(shù)要求整個(gè)生產(chǎn)制程的配套改進(jìn)，而不僅僅是使用了免清洗的焊膏、助焊劑及焊料就可以了。隨著焊接材料及生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展，免清洗技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)比較成熟了，重點(diǎn)工藝環(huán)節(jié)如印刷、回流焊、波峰焊接等設(shè)備參數(shù)的寬容度也比較大了，這也給免清洗技術(shù)的應(yīng)用提供了更廣闊的空間。相信隨著焊接材料及焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，免清洗技術(shù)將會(huì)得到更大的發(fā)展。

【清洗行業(yè)淘汰ODS替代技術(shù)選擇】

從1996年開始，發(fā)達(dá)國家通常釆用的清洗劑己經(jīng)完成淘汰（表9-14），其中50%?60%的企業(yè)選擇了水洗技術(shù)，而在精密清洗行業(yè)選擇替代溶劑的較多。由于大部分替代溶劑的單價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ODS溶劑的價(jià)格，因此各國企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)仍在尋求更加經(jīng)濟(jì)和有效的替代品。

表9-44歐洲ODS溶劑生產(chǎn)和銷售變化單位：t

表格P570頁

清洗行業(yè)替代技術(shù)選擇

1.電子清洗

對電子類產(chǎn)品的清洗來說，免清洗是最經(jīng)濟(jì)和最環(huán)保的替代技術(shù)。如果需要清洗，水溶性的清洗應(yīng)用最廣泛，污水處理也相對簡單，大部分情況下成本低于CFC-113；如果用加入皂化劑的水清洗，由于堿性對部分材料有破壞性，水處理要求高，成本也高；而使用碳?xì)浔砻婊钚詣胨醇夹g(shù)的設(shè)備投資較高，對污水處理的要求也高。

印制線路板清洗替代技術(shù)，應(yīng)與其焊接工藝相匹配。焊接采用水溶性焊劑或焊膏的，用水清洗工藝；焊接釆用松香型焊劑或焊膏的，可選用皂化劑清洗，松香因皂化作用而被清洗掉；也可以選用半水清洗，如用話烯溶劑清洗，菇烯溶解松香后，再用純水漂洗。皂化劑堿性較強(qiáng)，有些板子不適釆用。水溶性焊劑的腐蝕性較強(qiáng)，對一些線路板、元器件也不適宜。近年對清洗松香焊劑也可采用碳?xì)漕惽逑磩?，如美國生產(chǎn)的AXAREL32，經(jīng)添加表面活性劑后可在水中乳化，故叫乳化清洗，原屬半水清洗，因所用溶劑濃度低，僅為5%?10%，90%?95%是水，原先不溶于水的碳?xì)漕惾軇?shí)際變成了的一種水劑，其既具有溶劑對松香的清洗能力，又具有水的漂洗性和安全性。使用該技術(shù)產(chǎn)生的污水可用活性炭等吸附處理，使清洗污水再生反復(fù)利用，達(dá)到“零”排放。

對于航天、核控制、重要軍事裝備等要求極高可靠性的線路板、厚膜電路或?qū)λ舾械脑骷?，清洗替代技術(shù)可考慮選用nPB、HFC-4310等清洗技術(shù)。

2.精密清洗

精密清洗領(lǐng)域用量最多的替代品是HCFC-225；另外HFEs和HFCs的用途也很廣泛，見表9-15，但其較高的GWP值限制了推廣力度。水洗和半水洗程序復(fù)雜，不宜釆用。另外一種清洗溶劑正漠丙烷（nPB）正在進(jìn)入該應(yīng)用領(lǐng)域。

在液晶顯示器的清洗過程中，因?yàn)楦魃a(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品品種和性能要求不同，生產(chǎn)規(guī)模以及具體生產(chǎn)條件的差異等原因，在選擇替代技術(shù)上也會(huì)有所不同。目前基本上存在三種替代方案：（a）水劑清洗技術(shù)，選用水溶性的液晶清洗劑，使用濃度5%?10%，溫度40?60°C，并利用超聲振動(dòng)以加快殘留液晶的剝離與分散，再用純水漂洗和熱風(fēng)干燥；（b）半水清洗技術(shù)，選用半水溶劑作為清洗劑，實(shí)際上以溶劑為主，添加表面活化劑、水，如乙二醇醚類、N-甲基吡咯烷酮（NMP）萜烯類、碳?xì)漕惖龋逑礈囟?0?60°C，使用超聲波加速液晶的溶解、剝離和分散，清洗后用純水漂洗2?3次，最后熱風(fēng)干燥；（c）超聲氣相清洗技術(shù)。

在彩色顯像管、電真空零件、無氧銅等行業(yè)基本上采用水劑清洗技術(shù)，水劑清洗后用純水漂洗，最后熱風(fēng)干燥。如彩管、框架、蔭罩等均釆用此替代技術(shù)。也有些企業(yè)考慮電真空零件及無氧銅的性能要求，選用有機(jī)溶劑和氣相清洗工藝作為替代技術(shù)。

表9-15精密清洗領(lǐng)域可用的替代品

3.金屬清洗

在金屬清洗領(lǐng)域目前采用的替代技術(shù)主要有溶劑清洗、水洗、水洗加表面活性劑等幾種。

利用水基清洗劑超聲波清洗可以使金屬零件表面無油泥污垢，無銹無蝕，達(dá)到技術(shù)質(zhì)量要求?？捎糜诮饘偾逑吹乃逑磩┌磁浞椒謫我恍?、復(fù)合型、含助劑復(fù)合型、兩親溶劑型、兩相復(fù)合型、低泡型等。由于工業(yè)污物多樣，金屬清洗幾乎不用單一型；兩相復(fù)合型盡管去污能力強(qiáng)，但因其中一相仍為有機(jī)溶劑，存在毒性大、污染環(huán)境等缺點(diǎn)；低泡型清洗劑中，單純聚醍型清洗劑清洗能力不足，加消泡劑的往往壽命短；兩親溶劑型清洗劑在水和油中都有溶解作用，具有廣泛的發(fā)展前途，但目前表面活性劑的組分沒有突破，只是在復(fù)合型和含助劑復(fù)合型基礎(chǔ)上添加多種助劑和溶劑，無更新產(chǎn)品；含助劑復(fù)合型由于加入無機(jī)助劑使表面活性劑量相對減少，使壽命降低，一般只用于修理行業(yè)；復(fù)合型是金屬清洗劑中最具發(fā)展?jié)摿Φ钠贩N，它主要是由表面活性劑復(fù)合產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，改善了性能，能滿足除油去污、防銹防腐、穩(wěn)定無毒的要求。

用水基清洗劑清洗過的零件，還必須脫除零件表面的殘留物及水膜，以防止二次污染。常用漂洗去除表面殘留的清洗液，一般水溫不高于60°C；漂洗完的零件表面仍有一層水膜，須脫水烘干處理，溫度控制在60?70°C為宜，溫度太高易產(chǎn)生水印，溫度太低水膜不能完全消失。常用的方法有熱風(fēng)吹干、遠(yuǎn)紅外干燥、甩干或用吸水劑等。熱風(fēng)吹干易形成水印，烘干易留褐斑，吸水劑仍有殘留水跡且壽命短而不經(jīng)濟(jì)。最新工藝采用遠(yuǎn)紅外脫水再烘干以達(dá)到脫水效果，能徹底有效而又經(jīng)濟(jì)地清除污垢。

4.其他清洗領(lǐng)域

全氯乙烯和碳?xì)淙軇┦歉上吹氖走x替代品，而對于氧氣系統(tǒng)來說，通常采用水洗、HFE-7100，HCFC-225、HFC-4310mee和HCFC-141b等替代清洗技術(shù)。

【導(dǎo)入替代清洗技術(shù)設(shè)備的基本程序】

在淘汰以CFC-113.1丄1-三氯乙烷和四氯化碳等ODS清洗劑的工作中，替代清洗技術(shù)設(shè)備的導(dǎo)入應(yīng)該遵從一個(gè)恰當(dāng)?shù)幕境绦颍樞颍?。按照這個(gè)程序開展替代改造工作，可以做到時(shí)間短、成本低、減少失誤或避免失敗。這對于技術(shù)開發(fā)能力薄弱和風(fēng)險(xiǎn)承受能力較差的中小企業(yè)來說，尤其應(yīng)該引起重視。

之所以提出這樣一個(gè)基本導(dǎo)入程序，首先是因?yàn)樵诒姸喙I(yè)企業(yè)的產(chǎn)品制造過程中都可能涉及到清洗，而CFC-113和1，1，1-三氯乙烷因其在清洗、漂洗和干燥的基本工序中能夠非常有效地清洗幾乎是任何產(chǎn)品零部件而已被廣泛采用，但目前還沒有哪一種替代品替代技術(shù)可以像CFC-113和1，1，1-三氯乙烷那樣具有多種清洗應(yīng)用的適用性。因此，替代工作必須針對各種不同的具體清洗應(yīng)用場合，分別確定各自適用的非ODS替代清洗技術(shù)。

如何從眾多非ODS替代清洗技術(shù)中確定哪一種最適合某一特定清洗應(yīng)用場合，就需要先有一個(gè)試驗(yàn)評(píng)價(jià)的確認(rèn)過程：其次是因?yàn)楫?dāng)前開展的淘汰ODS清洗工作，主要是指對原有的ODS清洗應(yīng)用場合的替代改造。處于原有清洗應(yīng)用場合的限制約束之下，大多數(shù)情況是必須從特定的原有清洗應(yīng)用場合的一切要求和現(xiàn)實(shí)條件出發(fā)，量體裁衣式地考慮替代技術(shù)和設(shè)備，要求設(shè)備導(dǎo)入方和設(shè)備制造方有更密切的溝通和配合，這一點(diǎn)與新建設(shè)的應(yīng)用場合是不一樣的。

總之，在淘汰ODS清洗技術(shù)工作中，替代清洗技術(shù)與設(shè)備的導(dǎo)入遵從一個(gè)恰當(dāng)?shù)幕境绦蚴鞘直匾?。這個(gè)基本程序如下：

（以下第（1）?（5）項(xiàng)是由設(shè)備導(dǎo)入方明確提出的作為確定替代清洗技術(shù)的依據(jù)的數(shù)據(jù)和資料）

（1）明確被洗凈物

替代清洗技術(shù)設(shè)備的導(dǎo)入，首先要從對被洗凈物的調(diào)查了解開始。這些調(diào)査主要包括：

a.被洗凈物的種類及其名稱形狀、大小、材質(zhì)，必要時(shí)應(yīng)附圖或樣品。

b.待去除污物的組分、附著量、附著程度的介紹。

c.被洗凈物的日清洗產(chǎn)量（日處理量）、批量管理和一次清洗處理量等情況。

d.被洗凈物對清洗工藝規(guī)范的特殊要求和對作業(yè)方式的特殊要求，如果有的話，應(yīng)加以說明。

e.被洗凈物清洗前、后工序的必要說明。

被洗凈物是多種多樣的，用CFC-113或1丄1-三氯乙烷清洗時(shí)，受被洗凈物材質(zhì)、形狀、大小和污物的不同的影響不是很大，但是替代清洗方法卻一般都受到這些區(qū)別的很大影響。至于被洗凈物的日產(chǎn)量和一次處理量大小、對清洗工藝規(guī)范和清洗作業(yè)方式的特殊要求，以及清洗前后工序的情況等，也都是確定替代清洗技術(shù)設(shè)備時(shí)的必要依據(jù)，所以，在替代清洗的研究階段，首先對全部被洗凈物進(jìn)行充分的調(diào)查，是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

（2）確定清洗質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)

對清洗質(zhì)量的要求，要以替代前用以往的清洗方法所達(dá)到的質(zhì)量水平為標(biāo)準(zhǔn)。如果以往的清洗質(zhì)量水準(zhǔn)不十分明確，則應(yīng)首先制備合格與不合格品的限度樣品，并根據(jù)清洗前后工序的關(guān)系明確清洗質(zhì)量。

不可否認(rèn)，不同的被洗凈物，對潔凈度的要求是有區(qū)別的，有的要求很高，需要精密清洗方能達(dá)到，有的要求不十分高，一般清洗甚至粗洗即可達(dá)到。另外，要求一個(gè)被洗凈物的全部表面處處都清洗得一樣潔凈也是困難的，特別是對一個(gè)形狀復(fù)雜、尺寸較大的被洗凈物來說，更是如此。還應(yīng)該注意到，同一筐清洗數(shù)量很多的被洗凈物，要求每一個(gè)被洗凈物都清洗得一樣潔凈也是不大可能的。所以，這里提出以替代前原ODS清洗方法所能達(dá)到的質(zhì)量水平為標(biāo)準(zhǔn)是合理的。

如果被洗凈物批量大、數(shù)量多，生產(chǎn)中不是逐個(gè)檢驗(yàn)，而是抽樣檢驗(yàn)，則確定清洗質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)也包括抽樣規(guī)則和AQL水平的確定。

清洗質(zhì)量應(yīng)盡可能定量表示，其評(píng)價(jià)方法很多，可根據(jù)被洗凈物的具體情況確定使用那些恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)方法，這些方法有：用放大鏡或顯微鏡觀察污染狀況的目視判斷法；用膠帶或白布擦拭進(jìn)行判定的表面擦拭法；用膠帶等判斷密封程度的密封測試法；清洗后的工件用水與異丙醇的混合液（水25異丙醇75v/v）萃取，使用歐姆計(jì)測電阻的電阻測定法；清洗后的工件用熱純水洗出離子殘?jiān)?，使用離子色譜分析裝置進(jìn)行測定的殘留離子量測定法；清洗后的工件用揮發(fā)性溶劑萃取污漬，使溶劑蒸發(fā)，測定出殘留油分質(zhì)量的殘留油分測定法；在清洗后的工件表面滴上水滴，測定其表面的接觸角，以接觸角的大小表示清潔度的接觸角法；用掃描電鏡、光電電子譜、俄歇電子能譜等表面顯微分析方法對工件表面進(jìn)行分析的方法，以及對比較大的污染異物測定其數(shù)量或重量的異物數(shù)量質(zhì)量測定法等等。其中目視判斷法雖然不能進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，但可以綜合地判斷污染情況。

另外，上述有些定量評(píng)價(jià)法，由于測定部位的不同也會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差，使用中應(yīng)予注意?？傊鞔_被洗凈物的清洗質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)，對確定最佳的替代清洗技術(shù)方案，導(dǎo)入最理想的替代清洗技術(shù)設(shè)備，無疑是極其必要的。

（3）預(yù)算及場地

確定設(shè)備預(yù)算、安裝場地以及企業(yè)現(xiàn)有可供利用的資源條件，接下來的一個(gè)程序是確定設(shè)備預(yù)算和具體安裝場地空間大小、設(shè)備搬入路線允許的尺寸大小以及企業(yè)現(xiàn)有可供利用的資源條件（如純水制備、污水處理等），這些情況對下面決定替代清洗技術(shù)方案也是至關(guān)重要的。如果此時(shí)忽略這些研究，以后難免會(huì)發(fā)生超出預(yù)算或安裝方面的問題，以致必須再次研究修改或中斷設(shè)備導(dǎo)入。

（4）確定設(shè)備功能

明確對設(shè)備各項(xiàng)功能和主要構(gòu)成、投入使用后的運(yùn)行成本。日常維護(hù)項(xiàng)是由設(shè)備制造方在設(shè)備導(dǎo)入方配合下確定替代清洗技術(shù)方案以及完成設(shè)備制造的一些程序。

（5）確定一次清洗處理量

從設(shè)備預(yù)算和安裝場地可以大致確定清洗系統(tǒng)的框架和清洗槽的尺寸。清洗槽的尺寸大體上決定了設(shè)備一次清洗的處理量能力，這個(gè)能力應(yīng)與被洗凈物的日清洗產(chǎn)量或批量大小相適應(yīng)。一次清洗處理量設(shè)計(jì)過大，由于被洗凈物重疊堆積可能會(huì)產(chǎn)生清洗不良的情況，需要延長清洗時(shí)間。一般一次處理量設(shè)定少一些清洗效果會(huì)好一些。一次處理量應(yīng)與清洗方式和清洗液的洗凈能力形成最優(yōu)組合，以最大限度地發(fā)揮設(shè)備能力。

（6）清洗、干燥方式的決定

要根據(jù)洗凈物的具體情況，研究決定合適的清洗干燥方式。

清洗干燥方式有許多種類，例如，液相清洗有浸漬式、噴流式（液相中噴射）、超聲波式、減壓式、搖動(dòng)或轉(zhuǎn)筒式等及其組合方式；氣相清洗有噴氣式、噴淋式、噴霧式等干燥方式則有熱風(fēng)干燥、減壓干燥（真空干燥）、排氣干燥、旋轉(zhuǎn)干燥（離心甩干）、汽化干燥、吸引干燥、蒸汽干燥等。每種方式與清洗液之間都有適合不適合兩種情況，例如超聲波清洗和噴流清洗適合于大部分清洗液，而噴氣清洗和噴淋清洗等氣相清洗時(shí)，如果清洗槽不是密封型構(gòu)造，則絕對不適合于可燃性的有機(jī)繪類和醇類清洗液。清洗、干燥方式的選定是非常重要的，當(dāng)選定錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)直接影響到清洗質(zhì)量。因此，選定過程中用戶方與設(shè)備制造方應(yīng)密切合作，避免選定失誤。

（7）確定清洗液

選定清洗液時(shí)，應(yīng)著重考慮清洗液與被洗凈物的大小、形狀、材質(zhì)以及去除污物的成分、附著量、附著程度等的適合性、清洗液與清洗干燥方式的適應(yīng)性，還必須考慮到清洗液所要求的特殊防范措施和附屬設(shè)備。例如可燃性清洗液的防火防爆對策，水類、半水類清洗液的廢水處理設(shè)備等。清洗液的選定，不僅對清洗質(zhì)量至關(guān)重要，也對包括清洗設(shè)備、附屬設(shè)備和運(yùn)行成本在內(nèi)的綜合成本有較大影響，應(yīng)予以足夠重視。一般清洗設(shè)備制造方都保存有若干種清洗液的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，對清洗液的選定很有參考價(jià)值。

（8）清洗實(shí)驗(yàn)和效果評(píng)價(jià)的實(shí)施

為了在短時(shí)間內(nèi)對選定的清洗干燥方式和清洗液做出準(zhǔn)確的清洗評(píng)價(jià)，應(yīng)以所確定的目標(biāo)處理量對被洗凈物進(jìn)行清洗實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)清洗效果是否達(dá)到了預(yù)期的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。這里強(qiáng)調(diào)用目標(biāo)處理量和實(shí)際被洗凈物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，是因?yàn)槿绻蒙倭繕悠泛湍M污漬試樣進(jìn)行清洗實(shí)驗(yàn)和評(píng)價(jià)，往往會(huì)與實(shí)際情況有很大岀入，其評(píng)價(jià)結(jié)論不能代表實(shí)際被洗凈物在實(shí)際處理量下的清洗質(zhì)量結(jié)果。

如果清洗實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果不理想，沒有達(dá)到預(yù)期的清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)重新返回到第5步，重新確定處理量、清洗干燥方式和清洗液，并再次進(jìn)行清洗實(shí)驗(yàn)和效果評(píng)價(jià)，直到達(dá)到預(yù)期的清洗效果為止。

（9）確定清洗工藝流程程序

根據(jù)清洗評(píng)價(jià)結(jié)果，如果合格，即可以決定清洗、漂洗、干燥的每一步驟的方式及與清洗液的組合，從而確定了基本的清洗流程程序。清洗程序的最終確定，應(yīng)能確保所規(guī)定的清洗質(zhì)量和清洗處理量兩個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。留有余地是明智的，所以有時(shí)有必要重新評(píng)價(jià)清洗干燥方式，或者增加清洗、漂洗、干燥各步驟槽數(shù)以改進(jìn)清洗質(zhì)量，或者實(shí)現(xiàn)清洗過程自動(dòng)化加快節(jié)拍以提高生產(chǎn)效率。

（10）替代清洗技術(shù)設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造

程序（1）?（9）經(jīng)確認(rèn)無誤，設(shè)備制造方即可以確定的清洗干燥流程程序和用戶方提出的其他要求和條件為依據(jù)，進(jìn)行替代清洗技術(shù)設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造。

設(shè)備制造完成以后，在出廠裝運(yùn)之前，設(shè)備制造方應(yīng)邀請用戶方技術(shù)人員參與在設(shè)備制造方以實(shí)際被洗凈物和目標(biāo)處理量進(jìn)行的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，對設(shè)備性能、運(yùn)行狀況以及清

洗作業(yè)狀況，進(jìn)行檢驗(yàn)，并再次評(píng)價(jià)、確認(rèn)清洗質(zhì)量和生產(chǎn)能力，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，把問題解決在裝運(yùn)發(fā)貨之前。

（以下第（11）?（13）項(xiàng)為設(shè)備裝運(yùn)、安裝、調(diào)試、試運(yùn)轉(zhuǎn)和驗(yàn)收）

（11）設(shè)備裝運(yùn)

（12）設(shè)備的安裝、調(diào)試、試運(yùn)轉(zhuǎn)

設(shè)備運(yùn)抵用戶方后，由設(shè)備制造方技術(shù)人員完成或指導(dǎo)完成設(shè)備的安裝、調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)工作，并對用戶方操作人員進(jìn)行培訓(xùn)。

如果用戶方的安裝場地為原ODS清洗設(shè)備的安裝場地，需要把原有ODS清洗設(shè)備搬出，方可搬入安裝新設(shè)備的話，用戶方應(yīng)特別重視設(shè)備制造方在裝運(yùn)之前的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，必須親臨實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場參加實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以確認(rèn)。如果設(shè)備運(yùn)抵用戶方后，用戶方仍存疑慮，并且確有可能會(huì)對用戶方生產(chǎn)造成重大影響的情況下，則用戶方只有安排空閑場地臨時(shí)安裝，再次進(jìn)行運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，通過以后再行正式上位安裝調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)。

（13）設(shè)備驗(yàn)收

設(shè)備驗(yàn)收按合同規(guī)定和設(shè)備規(guī)格書以及設(shè)備制造方原已接受的用戶方提出的各項(xiàng)要求進(jìn)行。

設(shè)備驗(yàn)收以后，原來的ODS清洗設(shè)備已被廢棄，停止了ODS清洗劑的消耗，新導(dǎo)入的替代清洗技術(shù)設(shè)備運(yùn)行正常，滿足了用戶方對清洗質(zhì)量和清洗生產(chǎn)能力的要求，并且沒有帶來新的環(huán)境問題和衛(wèi)生、安全問題，則替代清洗技術(shù)設(shè)備的導(dǎo)入工作即告完成。

當(dāng)然，作為我國政府履行對國際社會(huì)保護(hù)臭氧層的承諾的一個(gè)淘汰ODS清洗項(xiàng)目，用戶方還要按照國家環(huán)?？偩?、信息產(chǎn)業(yè)部和清洗特別工作組的要求，完成各項(xiàng)相關(guān)準(zhǔn)備工作，提交項(xiàng)目完成報(bào)告，接受國家環(huán)?？偩纸M織的對項(xiàng)目的國家驗(yàn)收。

【淘汰案例】

1.中小企業(yè)水系清洗技術(shù)的替代案例

在中國，CFC-113，1，1，1-三氯乙烷（TCA）已逐步限產(chǎn)，其中CFC-113清洗劑將于2006年禁止生產(chǎn)和使用；TCA將于2010年禁止生產(chǎn)和使用。在洗凈領(lǐng)域，中小企業(yè)替代清洗劑、替代清洗設(shè)備的轉(zhuǎn)換進(jìn)展遲緩。通過對中小企業(yè)洗凈技術(shù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，對清洗工序的替代技術(shù)成功案例總結(jié)，得到以下經(jīng)驗(yàn)。

清洗工序廣泛嵌存于工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，如汽車零部件制造，精密五金零件制造，熱處理、電鍍、涂裝前處理，電機(jī)、電子零部件制造，印刷線路板制造，光電零部件制造，精密儀器制造等等，下面將分光學(xué)零件和汽車制動(dòng)器替代清洗案例進(jìn)行說明。

在電子、光學(xué)或機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，作為表面處理、涂裝、粘著、蒸鍍等工序的前處理，清洗的目的則是為了提高產(chǎn)品性能和生產(chǎn)性，本部分主要針對廢止氟里昂及超聲水系清洗技術(shù)替代案例進(jìn)行探討。

（1）光學(xué)鏡片清洗設(shè)備的替代

在A公司，光學(xué)鏡片需復(fù)合鍍膜，要求表面清潔度很高。以前采用的清洗劑是CFC-113及1，1，1-三氯乙烷。由于出口和自身控制使用氟氯系溶劑的需要，評(píng)價(jià)各種替代清洗劑的結(jié)果，采用純水清洗劑與醇類（IPA）清洗、干燥效果最好。

①玻璃污染

玻璃清洗的對象是污染物質(zhì)，一般分為附著于玻璃表面的灰塵、指紋等油污及氛圍中的油霧和有機(jī)玻璃表面產(chǎn)生的變質(zhì)兩類。清洗的目的或必要的清潔度，視污染對象的不同而有很大差異。

在精密清洗中，玻璃材料本身的溶出離子，與夾持工具接觸而附著的金屬污染物，以及工藝用水、藥品或空氣內(nèi)的微粒及細(xì)菌，均是需要處理的問題。

1）污物種類

在潔凈室等清潔空間中制取由玻璃為材料的產(chǎn)品（如透鏡、光屏及各種蒸鍍基板等）的場合，洗凈度對產(chǎn)品的特性與產(chǎn)率有很大的影響。

精密清洗對象的主要污染物如下：

a.附著于被清洗物件的污物（在前工序與貯存中附著的污物或灰塵等）

b.環(huán)境污染

*人體污染（指紋、頭皮、毛發(fā)及化妝品等）。

*衣著、紙制品、薄紗、掉落的纖維毛。

*換氣裝置性能欠佳或維護(hù)不良造成作業(yè)空間污染。

c.生產(chǎn)裝置及夾持工具的污染

*機(jī)器設(shè)備、夾持工具或反應(yīng)管中磨耗部產(chǎn)生的金屬粉末，玻璃及橡膠等的磨耗粉末。

*油污、溶劑蒸氣等。

④處理流體內(nèi)的污染物

*氣體中的微粒，管道與閥門產(chǎn)生的塵土。

*處理藥品所含微粒與微生物。

2）污物附著形態(tài)

污物的附著形態(tài)，除了玻璃的種類外，由于玻璃的來源與保存環(huán)境不同而有很大差異，一般有如下理化作用：

*范德華力；

*靜電吸引；

*氫鍵方式的結(jié)合。

視污物種類的不同，上述附著機(jī)理中可能有若干項(xiàng)復(fù)雜地結(jié)合在一起的情況。況且，污物之間的相互作用也是不容忽視的?？傊?，污物附著形態(tài)多種多樣，十分復(fù)雜。

②玻璃的清洗

玻璃的清洗大致分為濕洗和干洗兩種。一般以濕洗法為主，干洗法為輔或用于特殊目的。

圖9-9為對應(yīng)不同的污物，各種清洗方法的除污機(jī)理。

1）濕洗法

濕式清洗是使用清洗液接觸附著污物的玻璃而除污的方法，廣泛用于玻璃清洗。主要通過A.溶解；B.可溶化；C.乳化；D.分散；E.分解等單元操作清除污物。

圖9-9污物種類與清洗方法

圖片P577頁

a.除污機(jī)理

*溶解：使水溶性鹽類和有機(jī)物類附著的污物溶解于水。對油污采用可溶解其油脂的有機(jī)溶劑使其溶解。

*可溶化：使不溶于水的物質(zhì)溶解于表面活性劑在水溶液中形成的膠束中，其現(xiàn)象稱之為可溶化。其原理是表面活性劑分子在水中，可形成親水基在外側(cè)，疏水基在內(nèi)側(cè)面的球形、棒形與層狀膠束粒，污物成分被束縛于膠束粒內(nèi)。

*乳化：油污受到表面活性劑的作用發(fā)生乳化，從固體的表面被清除掉。當(dāng)污物呈液態(tài)時(shí)，或呈固態(tài)（此時(shí)在表面活性劑與水共同作用下，形成液晶狀態(tài)）時(shí)，均發(fā)生以上作用。

*分散：在污物顆粒、基板表面與清洗液界面間產(chǎn)生雙重電位（極性與電荷量），從而使污物的附著形態(tài)發(fā)生改變。

*清洗劑中所添加的聚磷酸鈉等聚磷酸鹽，可給予污物顆粒與基材負(fù)電荷，從而進(jìn)一步增強(qiáng)粒子分散效果。

*分解（氧化）：通過化學(xué)試劑的氧化分解作用使有機(jī)物被分解而清除。很早就采用鋸酸混合液清洗實(shí)驗(yàn)用的玻璃器皿，其原理就是利用鉛從6價(jià)還原為3價(jià)時(shí)產(chǎn)生的活性氧來分解有機(jī)物，其氧化力極強(qiáng)。

b.清洗劑

濕式清洗的清洗劑，可單獨(dú)或配合使用水、酸、堿、溶劑（如異丙醇IPA）等多種化學(xué)物質(zhì)。

*水

水是最重要、最普通的清洗劑沖洗劑。對于清除玻璃上附著的灰塵和水溶性污物，及沖洗酸性或堿性清洗劑殘余物，是不可缺少的清洗劑?？紤]到玻璃種類的不同，會(huì)受到水的侵蝕，故應(yīng)注意水的接觸時(shí)間和溫度。此外，還應(yīng)控制離子、非離子物（細(xì)菌、真菌與藻類等）及雜質(zhì)的含量，視應(yīng)用目的而定。

*b.堿洗劑

在清除表面污物的同時(shí)，堿還會(huì)嚴(yán)重侵蝕玻璃，并使玻璃面層剝離。故應(yīng)盡量縮短堿與玻璃的接觸時(shí)間，防止它的過度侵蝕，以獲光滑的洗凈表面。

*c.酸洗劑

對玻璃的酸性清洗有兩種功能。其一是清除表面附著物質(zhì)，其二是清除玻璃表面的堿活性離子。玻璃成分的不同，其酸的溶解性各異，應(yīng)根據(jù)玻璃品種選用相應(yīng)的酸。

*d.醇類

其他添加劑有乙醇、異丙醇（IPA）等醇類，其作用是溶解油污并希望提高干燥性和精細(xì)性，也有采用溶纖劑、二甘醇一乙醚等溶劑的。

作為清洗溶劑，其污物溶解力高當(dāng)然是首要選擇條件，但同時(shí)還應(yīng)考慮其穩(wěn)定性、易燃性和毒性等安全問題與價(jià)格等。CFC-113和1，1，1-三氯乙烷（三氯乙烷）化學(xué)穩(wěn)定性高，表面張力與粘度低，對油脂具有選擇性溶解，不會(huì)侵蝕金屬、玻璃、橡膠和塑料，適用作精密儀表和電子元件的清洗劑。但因CFC可破壞臭氧層，CFC-113已停止生產(chǎn)與使用。

D.A.Brandreth關(guān)于有機(jī)溶劑清洗玻璃的研究結(jié)果，匯列于表9-16。污物模式，是采用由14C作為同位素示蹤物的硬脂酸，利用朗繆爾一布羅杰特（L-B）法制成附著于玻璃（Coming0211玻璃片）的單分子膜，然后釆用不同溶劑清洗，并在清洗前后進(jìn)行放射能測定，以求得洗凈率。不同類型的溶劑洗凈率有很大差異，溶劑的含水率對污物的清除也有很大影響。試驗(yàn)結(jié)果還表明對于清除有極性的污物（以硬脂酸為例），最好采用有極性的清洗液。

表9-16各種有機(jī)溶劑清除玻璃表面硬脂酸的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表格P578頁

c.濕法清洗中的機(jī)械作用

在濕洗法中，為提高清洗效果，可施加機(jī)械作用。

*摩擦、打磨；

*流體噴射；

*超聲波輻射：一般為20?80KHz，有時(shí)為1MHz的超聲波振動(dòng)，利用其加速和空洞（空化）效應(yīng)促進(jìn)除污。

d.清洗方式

對玻璃清洗一般主要采取以下方法。

*浸漬清洗（被清洗物浸于清洗液）；

*b.搖動(dòng)清洗（被清洗物在清洗液中晃動(dòng)）；

*c.攪拌清洗（對清洗液循環(huán)并攪拌）；

*d.超聲波清洗（對清洗液施加20—80KHz超聲振動(dòng)）；

*e.旋轉(zhuǎn)清洗（放入滾筒旋動(dòng)）；

*f.蒸氣清洗（通過蒸氣冷凝使污物溶解）；

*g.刷洗（手工刷洗污物）。

應(yīng)根據(jù)被清洗物的大小及形狀，并全面考慮污物種類和程度以及清洗目的，從以上清洗方法中選擇適當(dāng)方式并加以組合。比如，可以釆取將被清洗物放入清洗液中浸泡，并對清洗液施加超聲振動(dòng)，還使被清洗物上下晃動(dòng)的綜合方法。

最為常用的清洗法，主要是超聲波清洗。

超聲波清洗原理是空化與加速度兩種作用兼?zhèn)涞慕Y(jié)果。所謂空化（空洞）現(xiàn)象，是當(dāng)超聲波輻射液體后，液體內(nèi)壓力以大氣壓為中心上下變動(dòng)，當(dāng)超聲波強(qiáng)度達(dá)到一定（對水達(dá)到0.33W/cm2以上），壓力處于下半周期聲壓為負(fù)時(shí)，引起液體涌動(dòng)，產(chǎn)生空洞（氣泡）。當(dāng)聲壓為正時(shí)的瞬間，氣泡破滅，液體翻滾產(chǎn)生很大的加速度，碰撞中又形成沖擊波，因此，它是借此沖擊壓力形成的機(jī)械破壞作用，使附著于被清洗物的污物脫落，達(dá)到清洗目的。

2）干洗法

*加熱與火焰處理

*輻射清洗

*等離子體清洗

*紫外線清洗

③玻璃干燥

在玻璃清洗中，除了使用揮發(fā)性有機(jī)溶劑的蒸氣清洗外，干燥工序是其必不可缺的，干燥良好與否是決定清洗質(zhì)量的重要因素。當(dāng)以超純水清洗玻璃時(shí)，若僅靠自然干燥其表面會(huì)產(chǎn)生水痕。

干燥方法可采用擦拭干燥法、熱風(fēng)循環(huán)干燥法、紅外線或遠(yuǎn)紅外線照射干燥法、空氣或氮?dú)獾却捣鞲稍锓?、真空（等離子加熱）干燥法、離心分離干燥法、溶劑如IPA置換水干燥法等。

本案例干燥方法采用IPA置換水干燥法，清洗工藝流程見表9-17。

清洗設(shè)備采用的是TEA-13168T十三槽超聲波清洗機(jī)。

表9-17本案例清洗工藝流程

表格P579-580頁

（2）汽車制動(dòng)器零部件清洗的替代

在B公司，須清洗附著在汽車制動(dòng)泵的粉塵、油污及其他污染物。以前采用的清洗劑是三氯乙烷，根據(jù)出口和自身控制氯系溶劑使用的實(shí)際需要，現(xiàn)在必須使用替代技術(shù)，經(jīng)評(píng)價(jià)各種替代清洗劑的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用水系清洗劑效果最好。

為滿足汽車用戶對汽車性能的舒適性、安全性及外觀的更高追求，近年來，汽車的許多零部件形成極為復(fù)雜的系統(tǒng)，精密度更高了。因而為了提高汽車零件的質(zhì)量和可靠性，在生產(chǎn)過程的各道工序中都要清洗。過去的清洗作業(yè)廣泛采用具有安全、速干及對油分溶解性好等特性的氟氯姪、三氯乙烷溶劑，在目前的清污處理中，已不斷被其他替代品取代。

①汽車零部件的清洗效用

清洗作業(yè)的位置一般在機(jī)加工和安裝工序之間，其目的是為了防止在機(jī)加工等前道工序中產(chǎn)生的污染，對安裝等后道工序中的產(chǎn)品質(zhì)量及安裝的可作業(yè)性帶來不良影響。

尤其是對制動(dòng)器部件，清洗作業(yè)的好壞可直接關(guān)系汽車的安全性能，因此，適當(dāng)?shù)那逑垂ば蚣霸O(shè)計(jì)是必不可少的。以下詳細(xì)介紹取代氟氯繪的清洗工藝及其藥品。

②制動(dòng)器部件的清洗目的

制動(dòng)主缸的部件組裝前，應(yīng)對各部件進(jìn)行仔細(xì)的清洗，特別是對缸體而言，應(yīng)在機(jī)加工（切削加工等）和組裝工序之間清洗。必須清除的物質(zhì)有：a.切削粉末，切屑（10μm以上）；b.工序之間搬運(yùn)和保存時(shí)的粉塵及灰土（10μm以上）；c.加工油（切削油等）。其中的切削粉末、切屑、搬運(yùn)中的粉塵灰土等，嚙入缸體與活塞之間，對液壓的形成產(chǎn)生不良影響。切削油可使缸體與活塞的密封橡膠碗發(fā)生膨脹，是必須清除的污染物質(zhì)。

對清洗水平的要求是，根據(jù)制動(dòng)缸體的不同形狀，固體物一般最大不得超過40μm，

總量在1mg以下，殘留油分不得超過10mg。

③清洗劑的選定

已經(jīng)開發(fā)出各種可取代氟氯姪三氯乙烷的清洗劑，可大致分成水基和非水基兩種。對現(xiàn)有的清洗劑匯總分類見圖9-10所示。非水基清洗劑存在：a.起火危險(xiǎn)性（石油系和醇系）；b.對人體有害（氯系）；c.價(jià)格貴（取代氟）等問題，因此多采用水基清洗劑。水基清洗劑對切削油等親油性污物的溶解和分散力不夠，可在水中添加表面活性劑和適當(dāng)?shù)膲A類制成水溶液，從而顯著改善其性能。

圖9-10替代清洗劑的分類

表格P581頁

④清洗方法的研討

當(dāng)釆取水溶性清洗方法時(shí)，與氟氯坯、三氯乙烷溶劑不同，其對油脂的溶解性和滲透性差，必須給予一定的物理力。當(dāng)在被清洗物體（缸體）上附著有40μm異物（不銹鋼粉末）時(shí)，釆用幾種方法清洗，由試驗(yàn)結(jié)果可知，采用超聲波振動(dòng)后，其清除效率好于使用氟氯炷溶劑，可以使清洗質(zhì)量達(dá)到最好。拋動(dòng)機(jī)構(gòu)使工件上下振動(dòng)，從而達(dá)到均勻清洗的目的。

⑤清洗設(shè)備的研討

—般來說，清洗工程的清洗液和所用設(shè)備在新的時(shí)候，其清洗質(zhì)量良好。一旦洗液老化、設(shè)備受到污染后，其清洗質(zhì)量便惡化。因此，對清洗設(shè)備普遍采取改進(jìn)措施：使清洗液徹底過濾，設(shè)置當(dāng)工件出水時(shí)防止再附著的機(jī)構(gòu)，并設(shè)置清除清洗槽底切削粉末的噴嘴等，以達(dá)到經(jīng)常凈化清洗液的目的。為了保持設(shè)備的清潔，應(yīng)設(shè)置清掃口，并考慮洗槽和管道的結(jié)構(gòu)易于清潔。

⑥替代結(jié)論

基于以上研究的結(jié)論，取代氟氯桂的洗滌生產(chǎn)線通過對除油劑、方法和設(shè)備的最佳選擇與設(shè)計(jì)，與過去使用氟氯烴清洗相比，其清洗質(zhì)量有大幅度提高，切削粉末殘留量和油分殘留量比過去減少30%?60%，大大提高了汽車的可靠性能。在成本上，過去每年需使用50t氟氯烴，推行使用替代藥品之后，購買除油劑、消耗能源、排水及廢液處理的費(fèi)用大致相抵，而清洗效果卻有明顯提高。

機(jī)加工之后的精細(xì)清洗，主要采用水基清洗劑。其理由是；第一，以水為清洗媒介，無毒、不可燃、無味、無臭，是對人體最安全的物質(zhì)。由工件上洗脫的污物，需要增加排水處理上的負(fù)擔(dān)，但經(jīng)過長期實(shí)踐建立的廢水處理技術(shù)是可靠的。

相比之下，醇、石油系及氯系等非水基清洗劑就有引發(fā)火災(zāi)、惡化作業(yè)環(huán)境的缺點(diǎn)，并且還被認(rèn)為是地球變暖的主要因素。隨著有關(guān)法規(guī)的加強(qiáng)，從企業(yè)的角度看毫無發(fā)展前途，這是不言而喻的。從這點(diǎn)上說，一旦水清洗作業(yè)確立起來，將來是不會(huì)有人想要改變的，這就是第二個(gè)理由。毫無疑問，水的資源豐富、價(jià)廉易得，也是引人注意之點(diǎn)。

水基清洗存在的主要問題是干燥性差和廢水處理有困難。已開發(fā)的制動(dòng)部件替代清洗方法，設(shè)置有干燥機(jī)，本案例采用蒸氣源熱風(fēng)干燥法。

⑦本案例清洗工藝

見表9-18

表9-18本案例清洗工藝

表格P582頁

⑧本案例設(shè)備描述

該清洗機(jī)是一個(gè)全自動(dòng)，清洗過程由液晶顯示微機(jī)控制，8個(gè)由不銹鋼材質(zhì)制作的超聲波粗洗槽、超聲波精洗槽、漂洗槽、切水槽、及熱風(fēng)烘干裝置組成的一條連續(xù)工作的裝置。操作者將裝有工件的清洗籃放置在進(jìn)料輸送滾道上，龍門單臂機(jī)械手將清洗籃依次送往各工序段，對工件進(jìn)行一系列清洗烘干后，將清洗好的工件送到出料輸送滾道，操作者在進(jìn)出口處將工件卸下。

2.上海恒光塑料噴涂合作公司ODS清洗替代項(xiàng)目技術(shù)總結(jié)

（1）項(xiàng)目由來和項(xiàng)目進(jìn)展

為了滿足鐘表生產(chǎn)的塑料配件表面加工的需要，原上海鐘廠于1987年從日本引進(jìn)一套紫外線光固化涂裝生產(chǎn)線。隨著市場經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展，這套原為內(nèi)部配套的生產(chǎn)線從1993年開始外接加工任務(wù)。二次加工對塑料表面的清潔度要求極高，該廠依據(jù)引進(jìn)生產(chǎn)線的要求，選用CFC-113進(jìn)行超聲清洗及汽漂干燥。年耗用CFC-113為6?8t。

由于該廠的清洗具有行業(yè)代表性，因此被選定為中國一UNDP—瑞典淘汰ODS清洗劑示范項(xiàng)目之一。1999年3月5日，中環(huán)發(fā)集團(tuán)與上海鐘廠簽訂示范項(xiàng)目意向書，明確“上海鐘廠作為中瑞項(xiàng)目的實(shí)施單位，獲得瑞典政府贈(zèng)款”。

經(jīng)過認(rèn)真調(diào)研和試驗(yàn)，瑞典專家對該項(xiàng)目提出了替代建議，主要內(nèi)容為：以AX-4100有機(jī)溶劑代替CFC-113進(jìn)行超聲清洗，然后以庚烷（Heptene）漂洗，最后真空干燥。廠方對建議方案進(jìn)行了調(diào)查落實(shí)，由于在上海購買不到AX-4100，通過杜邦駐中國辦事處組織貨源，價(jià)格為200~250元/kg，是原清洗劑價(jià)格的10倍左右，廠方無法接受如此高昂的溶劑價(jià)格。上海環(huán)科院（SAES）組織專家組與廠方共同試驗(yàn)探索選擇有效可行的替代方案，經(jīng)過系列篩選試驗(yàn)，證實(shí)上海某廠生產(chǎn)的SX-2水溶性清洗劑進(jìn)行超聲清洗，然后用自來水漂洗，最后以AD-2脫水劑脫水，60℃烘5min，可使塑料零件表面清洗干凈，達(dá)到生產(chǎn)線的清潔度要求。1999年6月，上報(bào)了上述試驗(yàn)情況，并提出了替代方案。

為適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，上海鐘廠實(shí)行了企業(yè)體制與機(jī)制的轉(zhuǎn)換。1999年7月，原塑料仿金生產(chǎn)車間轉(zhuǎn)換為上海鐘廠與塑仿車間職工共同投資的上海恒光塑料噴涂合作公司，原在上海鐘廠的淘汰ODS清洗劑示范項(xiàng)目就自然落實(shí)到恒光公司。

UNDP專家很重視上報(bào)的替代方案。2000年7月，UNDP專家到上海恒光公司現(xiàn)場審定替代方案，對水劑清洗予以肯定，對采用AD-2脫水劑帶來的安全問題提出了寶貴的改進(jìn)措施。為了落實(shí)UNDP專家提出的建議，項(xiàng)目組組織廠方、專家組成員三方于2000年8月進(jìn)行了替代方案的補(bǔ)充試驗(yàn)。經(jīng)過5種方法的試驗(yàn)比較，證實(shí)不用AD-2脫水劑干燥，釆用水漂、離心甩干及熱風(fēng)干燥的工藝是有效、可行的，并于2000年9月上報(bào)了補(bǔ)充試驗(yàn)的情況及替代建議方案。

（2）污垢及其去除（清洗）

塑料表面要進(jìn)行二次加工（受漆、涂層、鍍膜等），必須對其表面進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，二次加工質(zhì)量要求越高，對清洗的要求越嚴(yán)格。恒光公司采用的二次紫外光固化受漆及真空鍍鋁的加工工藝，是屬于對清洗要求極為嚴(yán)格的行業(yè)。

①污垢的組成及附著形態(tài)

塑料制件的污垢主要在生產(chǎn)流轉(zhuǎn)和存放過程中產(chǎn)生，脫模劑殘留物（如脂肪酸及其皂類、石蠟、甘油、凡士林、硅油等高聚物）、手指?。ㄖ饕煞譃闊o機(jī)鹽，乳酸鹽、脂肪、尿素等）和來自環(huán)境的污染物被塑料表面所吸附是塑料工件表面污垢的主要來源。其次，塑料加工過程中有關(guān)助劑（如增塑劑DOP、DBP、熱穩(wěn)定劑如脂肪酸鹽類、內(nèi)潤滑劑等）的過量加入（這種情況在使用回收料時(shí)常有發(fā)生），也會(huì)造成難以清洗的污垢。

對塑料制件的表面污垢的附著形態(tài)而言，通常認(rèn)為：（1）由分子間的吸引力（即范德華力）形成的；（2）由于污垢和塑料表面的靜電吸附而形成，對固一固體系很明顯，對液一固體系不十分重要，由于化學(xué)結(jié)合或擴(kuò)散滲透而形成的附著比較少見。

②去除污垢的方法及恒光公司的清洗要求

清洗去除污垢的過程實(shí)質(zhì)上是化學(xué)和物理作用并用的方法，將附著在被洗工件表面上的有害物質(zhì)（污垢）除掉，從而使被洗工件表面潔凈的過程。清洗去污過程實(shí)際上是一個(gè)涉及界面物理化學(xué)和肢體化學(xué)的復(fù)雜過程，由實(shí)踐確立的有效的去除污垢的方法有：

溶劑法（溶解和分散）；表面活性作用（表面活性劑的滲透、潤濕、乳化、增溶）；化學(xué)法（酸洗、堿洗、氧化、還原劑應(yīng)用等）；吸附法（應(yīng)用活性炭等吸附劑）；物理法（加熱、超聲、機(jī)械力等）；酶分解法（應(yīng)用酶的催化作用）。由于清洗的對象是廣泛而又復(fù)雜的，因此必須根據(jù)被洗工件的性質(zhì)，污垢的性質(zhì)及附著的狀態(tài)，選用的清洗劑種類和清洗的總體要求確定清洗去污的方法。

上海恒光公司對二次加工塑料工件的清洗工藝應(yīng)該符合以下的要求：（1）有效性。即必須保證清洗工件的高清潔度，以滿足二次加工的要求；（2）無損清洗。即對塑料工件無任何化學(xué)損傷和機(jī)械損傷，包括不能溶脹和變形；（3）安全性。即選用的清洗劑應(yīng)是不燃（或難燃）、無毒（或低毒）、無腐蝕性，或者可以有效控制消除，符合消防安全法規(guī)和環(huán)保法規(guī)；（4）經(jīng)濟(jì)性。清洗的成本低廉，在允許的控制范圍內(nèi)；（5）與現(xiàn)有的生產(chǎn)線能力配套和可操作性；（6）清洗劑必須是非ODS類，清洗過程最好是不產(chǎn)生或少產(chǎn)生二次污染物。選擇能同時(shí)滿足以上6項(xiàng)要求的清洗劑和清洗工藝過程是比較困難的，項(xiàng)目組組織廠方和國內(nèi)專家組成員以6項(xiàng)要求為原則，經(jīng)過篩選，確定了活性水溶液為清洗劑的超聲清洗工藝。

③活性水溶液去污機(jī)理

活性水即含有表面活性劑和必要的其他助劑的水溶液。

液態(tài)油污常常是通過分子間引力附著在塑料表面，固態(tài)顆粒污垢常常是通過靜電吸附而附著在塑料表面。因此，在清洗去污過程中，塑料表面與污垢的相互作用是最基本的。由于活性水內(nèi)所含的表面活性劑是兩親（一頭親油，一頭親水）結(jié)構(gòu)，能優(yōu)先吸附在兩相的界面上，改性劑的膠束內(nèi)（圖9-11），表面活性劑的膠束所形成的空間阻礙和靜電斥力，使污垢難以聚集再沉淀，而是懸浮在水溶液內(nèi)。被洗凈的工件表面為活性水所置換覆蓋，經(jīng)過凈水的漂洗，覆蓋在潔凈工件表面的少量單分子的表面活性劑就隨水流離開工件表面，經(jīng)過干燥脫水，就獲得了潔凈的工件，完成了清洗去污工藝過程。

④影響去污效果的主要因素

1）活性水的表面張力。水劑清洗過程中，首先是洗滌液能夠很好地滲透潤濕固一液，固一固界面，只有臨界表面張力小于固體的臨界表面張力的洗滌液，才能很好地潤滑該固體的表面。若干塑料的表面張力列于表9-19。

表9-19常用塑料的表面張力

圖9-11活性水去污機(jī)理示意圖

表格P584-585頁

純水的表面張力很大，20°C時(shí)的表面張力高達(dá)72.75g/s2，活性水的表面張力就小得多，SX-2清洗劑濃度為0.01%，在30°C時(shí)，表面張力為32.0g/s2，當(dāng)濃度為0.50%，30°C時(shí)，表面張力為31g/s2，由此可見，采用SX-2可以很好地滲透潤濕ABS、AS、PA、PC、PVC塑料表面?；钚运谋砻鎻埩﹄S活性劑濃度增高而降低，亦隨溫度的升高而降低，這為優(yōu)化清洗工藝提供了途徑。

2）適當(dāng)物理作用的施加。去污機(jī)理表明，去污的第二步是液體油污從己潤濕的固體表面被活性劑取代下來，在活性劑的水溶液優(yōu)先潤濕固體表面時(shí)，油膜凝聚油球被沖洗離開固體表面，克令（KLING）和蘭吉（LANGE）詳細(xì)研究了油滴的卷縮脫除過程。液體油污在固體表面上鋪展成膜和卷縮成油珠的過程如圖9-12所示。在固體表面上的油膜與固體形成一接觸角θ。油一水、固體一水和固體一油的界面張力分別用γwo、γsw和γso表示。在平衡條件下滿足下列關(guān)系式：

γsw=γso+γwo×cosθ

或γso=γsw-γwo×cosθ

圖9-12油污在活性水潤濕下卷縮成油珠

圖片P585頁

由于表面活性劑易吸附于固一水界面和水一油界面，于是γsw和γso。降低，為了維持平衡，cosθ負(fù)值變大，即θ角度大，當(dāng)θ角接近180°時(shí)，油污可自動(dòng)離開固體表面。

180°>θ>90°時(shí)，油污不能自動(dòng)脫離，但在液流的沖擊下可能被完全帶走。

θ<90°時(shí)，即使液流沖擊仍有小部分油污殘留。

所以，為保證清洗去污的優(yōu)化效果，施加適當(dāng)?shù)奈锢碜饔檬潜匾?，超聲波清洗即是利用聲波的振?dòng)產(chǎn)生高達(dá)25kg/cm2壓力的空穴，沖擊工件表面，使液體振動(dòng)，是很有效的清洗方法之一。

3）強(qiáng)化膠束增溶的效果。油污在表面活性劑的滲透，潤濕作用及機(jī)械力的作用下，被剝離固體表面，進(jìn)入表面活性劑形成的膠束內(nèi)，由于膠束的內(nèi)部均為親油基，所以能溶解水中難以溶解的油污（如圖9-13），這種現(xiàn)象被稱增溶。表面活性劑都有一個(gè)臨界膠束濃度Cmc（CriticalMicelleConcentration），只有CmcD1的表面活性劑，增溶作用才明顯和穩(wěn)定。要想獲得理想的增溶效果，下面的幾點(diǎn)是重要的。

圖9-13膠束的構(gòu)型之一

圖片P586頁

a.非離子表面活性劑的Cmc遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于離子表面活性劑，如SX-2，其Cmc<0.000087mol/L，因此在低濃度下，就能形成足夠的膠束，保證增溶作用的發(fā)生；

b.當(dāng)表面活性劑的濃度很低時(shí)，形成的膠束為球形，可以增溶的油污量較少；當(dāng)表面活性劑的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Cmc（例如10-100倍）能形成增溶空間更大的膠束（如鼠籠狀、長方體狀），對油溶的增溶量大大增加，這時(shí)，主要在膠束內(nèi)增溶。

c.對非離子表面活性劑來說，增溶作用的大小與溫度有關(guān)，當(dāng)液溫升至表面活性劑的濁點(diǎn)C.P（CLOUDPOINT）時(shí)，油污很快被增溶，去污能力達(dá)到最大值。

d.一般來說，加入少量電介質(zhì)可以大大地增大增溶度。因?yàn)樵诒砻婊钚詣┑蜐舛认?，電介質(zhì)的加入可以降低Cmc值，形成更多的膠束，使增溶作用加強(qiáng)，在高濃度時(shí)則可以增大膠束尺寸，容納更多的油污，增大增溶度。

（3）清洗線調(diào)試情況及結(jié)果

①清洗線概況

根據(jù)1999年5月的小試和2000年8月的補(bǔ)充試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果，本著盡可能強(qiáng)化清洗工藝，保證清洗去污效能，與涂裝生產(chǎn)線能力配套的要求，確定清洗過程為：

工件冷（熱）浸→超聲清洗→凈水漂洗→離心甩干→熱風(fēng)干燥

清洗線裝置及流程示意圖為圖9-14。

圖9-14清洗線裝置及流程示意圖

圖片P587頁

清洗線裝置的功能可分為三部分：（1）清洗及漂凈；（2）脫水及干燥；（3）漂洗水的循環(huán)凈化。其中清洗機(jī)、漂洗槽為上海必能信公司制作，離心機(jī)、超濾機(jī)為外購，其他的設(shè)備均為恒光公司自行或協(xié)作制造。

為強(qiáng)化清洗效果，經(jīng)試驗(yàn)后，將冷浸改為熱浸（控制在50°C±5°C）；超聲清洗（BUG25-48）；由SX-2清洗劑的生產(chǎn)方改進(jìn)SX-2配方（中性改為微堿性，改善抗絮凝性等）；調(diào)整清洗液的濃度，確保實(shí)際濃度＞Cmc100倍以上。

②清洗線調(diào)試

1）調(diào)試目的及指標(biāo)

首先驗(yàn)證2000年8月的補(bǔ)充試驗(yàn)結(jié)果，即驗(yàn)證以此試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)建立的清洗線的有效性、可行性及可操作性；其次，以“三性”為標(biāo)準(zhǔn)，對清洗線的某些不合理單元設(shè)備進(jìn)行整改完善；繼之，進(jìn)行中小批量工件上線清洗，以確定較佳清洗工況（溫度、時(shí)間、清洗劑濃度，工件的數(shù)量/次）等；在較佳工況下，進(jìn)行大批量上線清洗，以求得實(shí)際的成品合格率，與涂裝線的配套能力及經(jīng)濟(jì)性評(píng)估，以有效性（成品合格率的高低）、安全性（使用的化學(xué)品及操作過程的安全程度）、經(jīng)濟(jì)性（與原使用CFC-113的沖洗成本比較）、清洗能力的配套性（運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性，長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性）為指標(biāo)，對清洗線進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2）調(diào)試情況及結(jié)果

對驗(yàn)證試驗(yàn)、整改完善及較佳工況的確定在此不詳述，而僅以在較佳工況下進(jìn)行上線批量清洗的情況及結(jié)果予以介紹。

a.較佳清洗工況

清洗液：改進(jìn)型SX-2清洗劑濃度4%~5%（重量比）。

工件數(shù)量/次：視工件的大小，形狀的復(fù)雜性，油污的輕重決定。考慮到超聲波易被阻斷，每次清洗的工件裝量為筐的1/2~1/3體積。

熱浸、超聲時(shí)間及溫度：視油污的輕、重決定，熱浸控制在10~15min。熱浸溫度為50°C±5°C。超聲：定溫、超聲清洗時(shí)，每5min上下提升一次。

漂洗：經(jīng)5槽漂洗，水流與漂洗工件逆向，漂洗時(shí)間與清洗時(shí)間同步。

離心甩干：視工件的形狀復(fù)雜性，控制在3~5min內(nèi)。

熱風(fēng)干燥：視工件的形狀復(fù)性及表面積水多少而定，控制在5O°C±3°C，0.5~1h內(nèi)。

涂裝工藝：按恒光公司的工藝規(guī)程進(jìn)行，即UV底漆，真空鍍鋁，UV面漆。

質(zhì)量認(rèn)定：清洗干燥后，目測檢查有無殘留水滴、水跡，有無污跡。在UV底漆、鍍鋁、UV面漆后均分別檢查工件的光潔度、光亮度、均勻性。抽樣劃格試驗(yàn)檢測附著強(qiáng)度。

b.批量清洗工況及結(jié)果列于表9-20內(nèi)。

表9-20批量清洗結(jié)果匯總

表格P588頁

c.超濾機(jī)凈化漂洗水的功能評(píng)價(jià)

漂洗是水劑清洗工藝必不可少的工序，漂洗水的質(zhì)量及漂洗的潔凈度對清洗質(zhì)量有明顯直接的影響，漂洗水的用量一般較大，如用純水、去離子水，不但增加項(xiàng)目投資，而且運(yùn)行費(fèi)用很高，并產(chǎn)生一定量的污水需處理。本項(xiàng)目采用國家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)品"立升凈化超濾機(jī)"處理自來水，作為漂洗水的水源，漂洗的污水流入污水貯槽，再用泵送往凈水機(jī)，經(jīng)凈化仍舊用作漂洗水，如此循環(huán)到一定時(shí)間后排放，同時(shí)定時(shí)以自來水反沖凈化機(jī)，繼續(xù)循環(huán)使用。

本項(xiàng)目采用上海天達(dá)儀器有限公司生產(chǎn)的數(shù)顯電導(dǎo)率儀測試漂洗水的水質(zhì)及清洗液的活性物濃度。在批量清洗過程中，定期對漂洗水的電導(dǎo)率進(jìn)行測試，數(shù)據(jù)如表9-21。

表9-21漂洗水的電導(dǎo)率變化

表格P589頁

由于電導(dǎo)率受測試溫度的影響較大，清洗線又無恒溫條件，測試溫度在28°C?33°C變動(dòng)，故測試數(shù)據(jù)只可作相對比較用。上述數(shù)據(jù)證實(shí)，超濾機(jī)的凈化功能穩(wěn)定有效，凈化水可作為漂洗水源，這樣，既節(jié)水，又降低清洗成本。為保護(hù)超濾膜（膜孔徑≤0.05μm），循環(huán)水應(yīng)定期排放，并定期反沖超濾膜。

d.安全性

清洗中，僅使用清洗劑及凈水。SX-2為弱堿性的復(fù)合表面活性劑的水溶液，濃度一般在3%?5%，不燃、無毒，對人體皮膚的刺激性很小，清洗過程無需采取特殊的通風(fēng)、防護(hù)及安全措施（CFC-113蒸汽濃度過高時(shí)，對呼吸道會(huì)產(chǎn)生危害），因此，本清洗過程是很安全的。

e.與涂裝線的匹配性

現(xiàn)有的涂裝線包括涂UV底漆（8?10min），真空鍍鋁（20min左右），涂UV面漆（8?10min），全過程在40min以上?？杉庸ね瓿纱蠊ぜ?4只，小工件900只。

清洗線每15min有一筐工件（最大的工件Φ170m/m鐘圈，40只，最小的工件頂芯蓋約700只）出水，每60min有一大筐工件（最大的160只，最小的2800只），完成干燥，可送往涂袋線。

涂裝線與清洗線的處理量及能力比較列表，如表9-22。

從試運(yùn)轉(zhuǎn)的情況看，清洗的處理能力大于UV涂裝線。為合理安排作業(yè)計(jì)劃，清洗線應(yīng)先于涂裝線運(yùn)作半天以上。

f.經(jīng)濟(jì)性

清洗費(fèi)用的高低是重要指標(biāo)，不僅關(guān)系到廠家的效益，也涉及替代工藝的實(shí)用性。

由于本項(xiàng)目運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間短，影響經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的因素短時(shí)間內(nèi)難以穩(wěn)定，故以清洗費(fèi)用比較的方式來表征經(jīng)濟(jì)性，見表9-23。

表9-22涂裝線與處理能力比較

表9-23不同清洗工藝的運(yùn)行費(fèi)用（以月計(jì)）

表格P590頁

以月運(yùn)作費(fèi)用比較為依據(jù)，水劑清洗的費(fèi)用有望比CFC-113溶劑清洗降低35%左右。按目前生產(chǎn)規(guī)模估算，每年可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用63000元。

綜上所述，本項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)作的結(jié)果證明，以SX-2水劑清洗劑取代CFC-113溶劑可清洗大部分塑料加工件（如ABS、PC、AS、PVC、PA等），清洗過程的有效性、經(jīng)濟(jì)性、與UV線的加工配套性都能滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求；清洗干燥裝置運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、可靠，可用于實(shí)際生產(chǎn)。

3）清洗線的補(bǔ)充完善

恒光公司為適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的需要，近年來，已迅速發(fā)展為塑料配件二次加工的專業(yè)公司，現(xiàn)已有加工客戶40多家，加工各類塑料制件100多種，因此清洗的難度越來越高，這表現(xiàn)在：

a.盡管40多家，100多種塑料制品所采用的塑料品種大多數(shù)為ABS、PC，但也有PE、PP、PEI及混料，回收料等。

b.由于UV漆為無溶劑漆，流平性差，與塑料件表面的相溶性差，對清洗后的表面潔凈度要求很高。

c.出于保護(hù)自身的利益，加工客戶都用自己認(rèn)定的脫模劑進(jìn)行加工脫模，既難統(tǒng)一，又難摸清客戶所使用的脫模劑（是主要的油污之一）?？捎糜诿撃┑奈镔|(zhì)多達(dá)幾十種，很難有用一種清洗劑洗去各種油污的理想狀況，因此，必須有相應(yīng)的對策。綜合各方面的要求，我們試用瑞典專家推薦的D8。溶劑進(jìn)行了重污垢工件的清洗，清洗情況及結(jié)果如下。

D??對5種脫模劑的清洗能力：

清洗工件：復(fù)雜頂芯蓋（ABS料）

脫模劑類型：市售上海海聯(lián)潤滑材料研究所海聯(lián)牌1#硅型、2#硅酮型、3#干性油、4#非硅型和5#硅型。

試驗(yàn)情況：取頂芯蓋各10只，分別噴以脫模劑1#?5#，使表面油污很重，放置2天后，采用D??清洗工藝條件為：冷浸5min，超聲5min（CQX25-06，上海必能信產(chǎn)），CW-3300水溶液二次脫油（D??），凈水漂5次，每次3?5min，自然干燥后上UV涂裝加工。

結(jié)果如表9-24所示。

表9-24S-2水溶液和D??對不同脫模劑污垢的清洗效果

表格P591頁

從表9-24結(jié)果可以初步看出，從清洗效果來看，D??清洗硅型脫模劑優(yōu)于SX-2。

采用D??清洗油污重，難清洗的工件，必須解決的難題是工件的干燥問題，經(jīng)D??溶劑清洗后的工件表面及凹處殘留有D??，采用常規(guī)的干燥方法不僅能耗大，而且還有安全問題和清洗費(fèi)用增加的問題，經(jīng)多方面的努力，找到了以CW-33OO水劑快速脫除D??溶劑，再以凈水漂洗，然后熱風(fēng)干燥的工藝。采用這樣的工藝，進(jìn)行如下的驗(yàn)證試驗(yàn)。

清洗工件：Φ60m/m風(fēng)圈（ABS）表面曲折60×40m/m方板（ABS），表面有4只螺紋盲孔，油污陳化，很難清洗。

清洗工藝：冷浸5min→超聲5min（CQX25-06）→取出后立即浸入50°C的CW→3300溶液內(nèi)，加入50°C的CW-3300溶液，溢流帶起D??→工件用凈水漂5次，每次3min→自然風(fēng)吹30min→上UV涂裝線。

清洗結(jié)果：Φ60m/m小圈50只，全部合格，60×40m/m方板50只，全部合格。50°C的CW-3300溶液，經(jīng)自來水冷卻到30°C后，呈透明溶液，D??溶液分層在溶液的最上部，可分離除去驗(yàn)證的結(jié)果是理想的，D??可以清洗難清洗的重污垢的工件，合格率達(dá)100%，CW-3300在加熱到50°C以上時(shí)，可以快速除去工件表面（包括盲孔）沾有的D??。冷卻后，又可分離出D??，可保持CW-3300循環(huán)使用。

CW-3300是以非離子表面活性劑為主體的微堿性（稀釋10倍后）的活性水溶液是理想的噴淋型清洗劑，多用于精密件（如顯像管的陰罩）的清洗，其特點(diǎn)為：熱態(tài)時(shí)，能快速除油，保持流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，除油徹底；冷卻至一定溫度后，又能快速分離油，依靠比重的差別，油層浮在上面，很易分離除去，這樣水劑就可循環(huán)使用。

為保證恒光公司加工件清洗的實(shí)際需要，以完善本項(xiàng)目，利用該公司應(yīng)報(bào)廢的原CFC-113清洗機(jī)，改造成為Ds。溶劑清洗裝置是必要的、可行的。在改造的裝置上實(shí)施D??清洗，CW-3300脫D??及循環(huán)，然后，共用SX-2清洗線進(jìn)行凈水漂洗、離心脫水、熱風(fēng)干燥，形成又一條完整的清洗線。

D??清洗線的工藝過程及設(shè)備示意圖為下圖9-15，D??清洗→脫D??→凈水漂洗→離心脫水→熱風(fēng)干燥。

對SX-2、CW-3300和漂洗凈水的質(zhì)量可以電導(dǎo)率進(jìn)行監(jiān)測，SX-2、CW-3300的電導(dǎo)率將隨表面活性劑的消耗而逐步降低，漂洗凈水的電導(dǎo)率將隨水質(zhì)的變差而上升。可在生產(chǎn)實(shí)踐中逐步建立清洗劑和漂洗水更換的電導(dǎo)率指標(biāo)。

清洗用濃度的SX-2清洗劑經(jīng)CODcr測定為2.83×10?mg/L。擬將報(bào)廢的SX-2、CW-3300送污水處理廠處理，漂洗凈水經(jīng)一段時(shí)間循環(huán)后排放。

圖9-15D??清洗線工藝流程及設(shè)備示意圖

圖片P592頁

按照合同的要求，上海恒光公司完成了以下工作：

a.建成了SX-2水劑清洗生產(chǎn)線，清洗各類塑料制件，達(dá)到了該公司UV涂裝線的加工制件表面潔凈度的要求，清洗過程的有效性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、清洗能力的配套性均符合該公司及相關(guān)法規(guī)的要求，裝置運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、可靠。

b.從恒光公司目前的生產(chǎn)需要及今后發(fā)展出發(fā)，將原CFC-113清洗機(jī)改裝成D??為溶劑的清洗裝置，與SX-2清洗線組合，擴(kuò)展了清洗的范圍，適應(yīng)某些難清洗的脫膜劑，提髙了清洗的潔凈度，有望提高成品的合格率并有利于提高二次加工的經(jīng)濟(jì)效益。

（4）項(xiàng)目費(fèi)用效率

項(xiàng)目投資費(fèi)用為45000美元。每年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約63000元（合7600美元）。以每年淘汰CFC-1138t（合6400kgODP），項(xiàng)目費(fèi)用效率為[45000+（-7600）]/6400=5.84美元/kgODP。

3.重慶川儀一廠ODS清洗劑淘汰項(xiàng)目完成情況

2001年2月21日，國家環(huán)?？偩謱ν饨?jīng)濟(jì)合作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室（甲方）與重慶川儀一廠（乙方）正式簽署了ODS清洗劑消費(fèi)淘汰合同書。經(jīng)過兩年的努力，重慶川儀一廠現(xiàn)已完成合同書中規(guī)定的全部工作任務(wù)。三條生產(chǎn)線已投入正常運(yùn)行，不僅解決了ODS清洗劑的替代問題，同時(shí)還改善了生產(chǎn)環(huán)境、提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

（1）企業(yè)概況

重慶川儀一廠主要產(chǎn)品有貴/廉金屬復(fù)合材料、貴金屬材料和制品、測溫材料及補(bǔ)償導(dǎo)線以及電阻材料、電熱材料、電真空材料、軟磁材料、電觸頭材料等12大類200余品種，上千種規(guī)格，產(chǎn)品行銷全國，并有部分出口。

隨著生產(chǎn)量的增長，該廠ODS清洗劑的消費(fèi)量自1997年以來有較大增長，從1997年的35000kg上升到1999年的86000kg，2000年和2001年分別為86000kg和81000kg。

該廠貴/廉金屬復(fù)合材料生產(chǎn)線是1991年建成投產(chǎn)的，從日本引進(jìn)的全套設(shè)備。但由于所用清洗劑為ODS清洗劑（TCA），加上設(shè)備為非標(biāo)專用，本身存在設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的不合理之處，因此在使用過程中也出現(xiàn)了大量問題：

①超聲波效果差，頻率和功率的設(shè)定不匹配，導(dǎo)致洗凈效果不理想。

②清洗劑無蒸館回收系統(tǒng)，污染后的清洗劑必須更新，耗用量大。

③設(shè)備為敞開式運(yùn)行，回收系統(tǒng)不完備，污染工作環(huán)境。

④TCA破壞臭氧層，影響全球環(huán)境。

⑤TCA對設(shè)備有強(qiáng)烈腐蝕性，原有設(shè)備因銹蝕嚴(yán)重而臨近報(bào)廢。

（2）清洗替代技術(shù)方案的選擇

①五槽式溶劑型清洗劑超聲波清洗機(jī)替代技術(shù)路線

主要用于貴/廉金屬復(fù)合材料等帶材產(chǎn)品的清洗，在合適的清洗劑的配合下，徹底清除產(chǎn)品表面的工藝潤滑油、工藝潤滑劑、油污、粉塵、金屬附著物及其他污物，而不會(huì)給產(chǎn)品帶來任何損傷。

工藝路線：開卷一噴淋一溶劑超聲波清洗一噴淋一風(fēng)切一熱風(fēng)干燥一風(fēng)切一上防銹劑一風(fēng)切一收卷

②四槽式溶劑型清洗劑超聲波清洗機(jī)替代技術(shù)路線

主要用于精密合金線材（也可用于帶材）的清洗，在合適的清洗劑的配合下，應(yīng)能徹底清除金屬線材上的工藝潤滑油、工藝潤滑劑、油污、粉塵、金屬附著物及其他污物，而不會(huì)給產(chǎn)品帶來任何損傷。

工藝路線：開卷一噴淋一溶劑超聲波清洗一噴淋一風(fēng)切一熱風(fēng)干燥一風(fēng)切一收卷

按項(xiàng)目合同要求，新型清洗設(shè)備的采購，由國家環(huán)保總局、信息產(chǎn)業(yè)部清洗行業(yè)整體淘汰ODS特別工作組負(fù)責(zé)組織統(tǒng)一招標(biāo)采購，香港日東（深圳）電子設(shè)備有限公司一舉中標(biāo)。

目前該廠執(zhí)行項(xiàng)目中的三臺(tái)新型清洗設(shè)備均已完成了安裝、調(diào)試、整改、最終技術(shù)驗(yàn)收等工作內(nèi)容，并轉(zhuǎn)入試生產(chǎn)。在試生產(chǎn)過程中，要繼續(xù)探索新型清洗劑的適用性，并結(jié)合該廠產(chǎn)品特點(diǎn)，進(jìn)行清洗效果的影響因素及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性等方面的工藝試驗(yàn)，以便為新型清洗設(shè)備的正常運(yùn)行和新型清洗劑的推廣應(yīng)用積累豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

③新型清洗劑的選擇

新型清洗劑的選用原則是：

1）有權(quán)威機(jī)構(gòu)出具的非ODS認(rèn)可證書。

2）主要理化性能指標(biāo)及KB值，對人身、設(shè)備的安全性不低于TCA。

3）小樣試驗(yàn)看清洗效果是否好、揮發(fā)量是否小、人體感受是否好。

4）上機(jī)（設(shè)備）試用，考核產(chǎn)品質(zhì)量、耗用量、環(huán)境影響等。

經(jīng)過前一段時(shí)間的工藝試驗(yàn)，廣泛聽取用戶的意見，特別是結(jié)合新型清洗機(jī)的安裝、調(diào)試、試生產(chǎn)，最終選中成都某公司的RF-99型清洗劑作為TCA的替代品種。

該廠新型清洗劑的替代工藝試驗(yàn)從2001年1月分開始，2002年3月以后已全部用新型非ODS清洗劑替代TCA，在新型清洗設(shè)備上進(jìn)行生產(chǎn)。由于技術(shù)準(zhǔn)備較為充分，因此沒有給該廠帶來大的影響。結(jié)合其他工藝條件的改善，目前該廠產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，相對以前，產(chǎn)量有大幅度上升。

由于RF-99清洗劑屬于新型非ODS清洗劑，協(xié)議供貨價(jià)格25元/kg，高出TCA（三氯乙烷）10?12元/kg，勢必增加本廠的采購成本。因此建議由項(xiàng)目運(yùn)行補(bǔ)償費(fèi)（本項(xiàng)目計(jì)劃金額40萬元）中給予適當(dāng)補(bǔ)償。

（3）清洗替代技術(shù)改造過程

①配套設(shè)施的實(shí)施過程

在執(zhí)行項(xiàng)目的過程中，該廠同時(shí)實(shí)施復(fù)合材料工業(yè)性試驗(yàn)項(xiàng)目，和相關(guān)配套設(shè)施的改造統(tǒng)一規(guī)劃，其中有些內(nèi)容是因?qū)嵤┍卷?xiàng)目所必須增加的。

工藝路線調(diào)整：按照替代工藝路線和工作環(huán)境的要求，對該廠現(xiàn)有廠房布局做了必要的調(diào)整?？紤]到產(chǎn)成品的清洗工藝要求，在潔凈廠房里留出新型清洗機(jī)的位置。

通風(fēng)系統(tǒng)改造：新型清洗機(jī)采用封閉式運(yùn)行，有氣相冷凝回收系統(tǒng)，有利于減少清洗劑的消耗和改善工作環(huán)境。

供水系統(tǒng)改造：新型清洗機(jī)循環(huán)冷卻水用量較大，必須加大循環(huán)冷卻水供應(yīng)系統(tǒng)的容量。

壓縮空氣系統(tǒng)改造：新型清洗機(jī)風(fēng)力用潔凈壓縮空氣，購置了30?螺桿式空壓機(jī)一臺(tái)，配置相應(yīng)的供氣管線。

供電線路的改造：按工藝要求，采用預(yù)埋管線。

②新型非ODS清洗劑的工藝試驗(yàn)

1）試驗(yàn)程序

外觀檢查：清洗劑色澤的均勻性、清澈度、有無懸浮物，蒸干后有無固態(tài)殘留物等。人體檢查：氣味感受，觸及皮膚有無不良反應(yīng)。

不同溫度下的定時(shí)漂洗效果，產(chǎn)品潔凈度的對比分析。

對產(chǎn)品和不銹鋼器件有無腐蝕，是否會(huì)引起變色現(xiàn)象。

揮發(fā)損失：工作溫度下，定時(shí)損失量的對比試驗(yàn)。

上機(jī)試驗(yàn)：在規(guī)定溫度、速度的條件下，按規(guī)定檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量，考核清洗效果。

2）有關(guān)品牌清洗劑的試驗(yàn)結(jié)果

共選用了4家公司4種品牌的清洗劑，綜合清洗效果、揮發(fā)性以及氣味等綜合因素，結(jié)果表明：RF-99型清洗劑，洗凈效果好，對人體和環(huán)境的安全性優(yōu)于TCA。

③替代設(shè)備生產(chǎn)人員培訓(xùn)

1）在設(shè)備的調(diào)試安裝期間，有關(guān)工藝人員、生產(chǎn)工人及設(shè)備維修人員接受由設(shè)備供應(yīng)商提供的技術(shù)培訓(xùn)，培訓(xùn)采取授課和實(shí)作兩種形式，培訓(xùn)內(nèi)容包括設(shè)備的正常運(yùn)行、故障的檢查及排除、設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)等。

2）清洗劑的供應(yīng)商對本廠的有關(guān)工藝技術(shù)人員、生產(chǎn)工人和采購人員進(jìn)行培訓(xùn)，內(nèi)容包括清洗劑的性能特點(diǎn)、正確使用和保管方法、使用中意外事故的緊急處理、廢液排放及回收等。

該廠“復(fù)合材料工業(yè)性試驗(yàn)項(xiàng)目”與本項(xiàng)目同時(shí)實(shí)施，由于清洗技術(shù)和其他工藝技術(shù)水平的同時(shí)提升，有效地保證了該廠生產(chǎn)的高速增長，2002年該廠復(fù)合材料增產(chǎn)100t，新增銷售收入4000萬元，實(shí)現(xiàn)稅金320萬元。

【其他替代技術(shù)】

一、研磨劑清洗技術(shù)

噴砂清洗技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用多年了，主要用于涂油漆前去除表面銹垢。起初，主要是在壓縮空氣的輔助下，通過噴砂或礫實(shí)現(xiàn)清洗目的。然而，現(xiàn)在硅砂被列為一種對健康有嚴(yán)重危害的物質(zhì)，并逐步被更加環(huán)境友好的清洗媒體取代，替代品主要是人造磨石，見表9-25。

表9-25非硅研磨劑種類

表格P595頁

1.干噴砂清洗

現(xiàn)在，該技術(shù)仍然用于大型設(shè)備清洗，如大型船舶、海上石油平臺(tái)和油罐。這種清洗技術(shù)要求的設(shè)備成本相對較低，而且易于使用，并且能夠清洗各種形狀和大小的物體。

對通常的工業(yè)清洗應(yīng)用來說，干噴砂清洗的主要缺點(diǎn)是：

*會(huì)釋放可在空氣中傳播的沙塵，并能夠在刮風(fēng)天氣傳播得很遠(yuǎn)：

*必須收集和去除用過的砂礫；

*經(jīng)常需要使用大量的砂礫，費(fèi)用可能就會(huì)較高；

*很難獲得對清洗作用進(jìn)行密閉控制。

2.替代技術(shù)

為了克服干噴砂清洗的這些缺點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了新的技術(shù)，更適用于小銹垢清洗。新技術(shù)包括下面幾種：

（1）噴砂清洗

該技術(shù)中要用到高或中壓泵，并基于文丘里管原理使用一個(gè)噴射裝置，高壓水流攜帶研磨劑。水和研磨劑聯(lián)合作用產(chǎn)生強(qiáng)大的清洗作用。

雖然這種清洗系統(tǒng)簡單有效，而且價(jià)格要比干噴砂清洗便宜，但是該技術(shù)需要消耗大量的研磨劑。

（2）壓泥漿研磨

該清洗技術(shù)也需要高壓泵，以產(chǎn)生3000psi（2.05×10?Pa）~8000psi（5.45×10?Pa）的壓力，還需要一個(gè)泥漿攪拌單元，以產(chǎn)生均勻的磨砂一水混合物，這些混合物在低壓狀態(tài)下被抽到噴射清洗管口，而后在高壓水流作用下作用于工作表面。可以選擇不同的研磨劑、泥漿和高壓泵流速以獲得最佳的清洗力。

據(jù)報(bào)道，這種技術(shù)能夠成功地將25000L大的不銹鋼容器中的堅(jiān)硬橡膠和樹脂沉積物除去，還能夠?qū)X制公路運(yùn)輸罐中的硬的水泥凝結(jié)物清除掉，且不會(huì)使容器表面變形。大部分有關(guān)泥漿研磨和高壓水洗的技術(shù)最初都是由英國流體工程中心的BI-IR開發(fā)組開發(fā)出來的?，F(xiàn)在全世界有許多他們的專利系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)。現(xiàn)在，BI-IR開發(fā)組開發(fā)出了一種研磨水流切割技術(shù)，被稱作DIAJET，該技術(shù)使用高壓水和研磨劑，用于石化、海底、退役軍需品、精密儀器以及普通的冷點(diǎn)切割操作。該技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)之一就是它能夠準(zhǔn)確、高效地冷切割極為堅(jiān)硬的超過100mm厚的金屬材料，如鈦、高質(zhì)合金鋼和碳化物，而這些無法通過傳統(tǒng)的火焰和激光切割，或者是需要昂貴的“熱工作”程序。這項(xiàng)技術(shù)是對泥漿清洗系統(tǒng)的改進(jìn)和發(fā)展。

（3）可溶性研磨劑清洗

這項(xiàng)技術(shù)相對比較新，也被稱為Accustrip?系統(tǒng)，它是應(yīng)美國飛機(jī)制造商的要求開發(fā)出來的，用來剝除噴氣式客機(jī)的舊油漆，而不損傷飛機(jī)的外殼，該技術(shù)是“環(huán)境友好的”，對操作者安全，并且性價(jià)比較好。在研究過程中發(fā)現(xiàn)，碳酸氫鈉有幾個(gè)很有趣的性質(zhì)，使它成為一種理想的清洗媒介，例如：它可以溶于水，無毒，是一種很好的研磨材料。不過，潮濕時(shí)碳酸氫鈉容易阻塞管道。最終，研究者開發(fā)出了一種名叫“Annex噴射媒介”的碳酸氫鈉晶體，該晶體不僅足夠大以去除舊油漆，而且流動(dòng)很暢通。Annex?是食品級(jí)的物質(zhì)，通常被美國食品和藥品局（FDA）認(rèn)為是安全的。

Accustrip?操作會(huì)釋放出一股Armex晶體和壓力為2.41×10??6.5×10?Pa的壓縮空氣流，并在噴嘴口與低壓水匯合。因?yàn)锳rmex是“環(huán)境友好的”和水溶的，因此廢棄媒介的處理就比較簡單了?？梢赃^濾出未溶解的油漆和銹垢殘片。之后，剩余的液體就可以進(jìn)入生活廢水下水道處理。

（4）“CryoMax"?

該技術(shù)中使用的媒介過去也曾經(jīng)使用過，CO?媒介可以通過一種環(huán)境可接受的途徑得以處置。在這里，干冰顆粒“CryoPellets?”被放在一個(gè)絕緣隔熱的容器中，從其生產(chǎn)之日起有七天的“生命”。干冰顆粒通過旋轉(zhuǎn)式噴射器圓盤以一定的速率從一個(gè)漏斗中填料，并通過壓縮空氣流被帶到噴射槍，而后CryoPellets被加速到超音速。劇烈的溫度變化、干冰升華和撞擊結(jié)合，產(chǎn)生強(qiáng)大的清洗作用，能夠去除難以去除的表面沉積物，如瀝青、樹脂、粘合劑、油漆和合成橡膠等。一旦干冰小球被用過，干冰就會(huì)消失。只有污垢本身是廢棄物。

*"CryoMax”清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單、便攜，有以下幾部分組成：標(biāo)準(zhǔn)壓縮機(jī)——壓力5×10?Pa（最小〉，容量3~7Nm2（由噴嘴類型和壓力裝置決定）

*漏斗——尺寸930mm×520mm×950mm，容量40kg（干冰顆粒），控制面板，并配有輪子以便于移動(dòng)

*軟管——噴射管（10m）和壓縮空氣管（10m）

*可更換噴嘴的噴射槍

二、發(fā)泡清洗技術(shù)

發(fā)泡清洗是一種相對較新的技術(shù)，是為嚴(yán)格的衛(wèi)生應(yīng)用開發(fā)出來的，如用于食品和飲料工業(yè)。為了滿足新的立法，如歐洲食品衛(wèi)生條例，人們重新檢驗(yàn)了特定食品/飲料制造和處理工序中的清洗方法，并引入了新的清洗技術(shù)。

傳統(tǒng)上，壓力水或者蒸汽，干線供應(yīng)或來自壓力洗滌器是清洗的標(biāo)準(zhǔn)方法。在低風(fēng)險(xiǎn)的地方，小心使用這種方法是可以接受的。但是對于高風(fēng)險(xiǎn)的食品處理活動(dòng)，壓力水清洗的過度噴射可能會(huì)散布?jí)m土和細(xì)菌，從而污染生產(chǎn)設(shè)備，還有損壞電子設(shè)備的危險(xiǎn)。

發(fā)泡清洗通常在低壓如1.2×10??1.5×10?Pa下操作，噴射發(fā)泡物質(zhì)，通常還要添加2%?3%的弱堿清潔劑和發(fā)泡助劑?，F(xiàn)在，通過可編程邏輯控制器，可以對這種清洗系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制，通常清洗程序包括：預(yù)漂洗→發(fā)泡→反應(yīng)時(shí)間→最后漂洗。

三、“PIG"清洗技術(shù)

“PIG”設(shè)計(jì)觀念很簡單，現(xiàn)在被認(rèn)為是一種實(shí)用的、環(huán)境友好的、安全的和成本有效的清洗50.8?1066.8mm直徑管子的方法，該方法使用一個(gè)可以由從軟泡沫到硬聚亞安酯的不同材料制成的圓形或球形“清管器”（“PIG”）。要選擇合適尺寸的裝置，使之能夠在特定的管子中順利滑行。一旦將清管器插入管中，就會(huì)給它施加一個(gè)氣壓或者液壓推力，使之在管子中滑行，在行進(jìn)過程中推動(dòng)和清洗清管器前面的物質(zhì)。起初“PIG”用于重型化工、石油化工、煉油以及海上石油平臺(tái)行業(yè)。最近，其他行業(yè)也開始成功地將該技術(shù)應(yīng)用于清洗管道，如油漆和涂料、精細(xì)化工、化妝品和藥物制造行業(yè)。清管器的設(shè)計(jì)形狀多種多樣，最基本的形狀為固體圓柱形，由特別開發(fā)的泡沫制成，并配有特定的研磨劑和重負(fù)荷覆蓋層，當(dāng)然還有其他更復(fù)雜的形狀，并附帶金屬絲刷子。圖9-16是應(yīng)用最廣泛的用泡沫設(shè)計(jì)的清管器。在這種系統(tǒng)中，人工將清管器插入管中，這樣密封管道就被密封了，而后推動(dòng)清管器在管道中滑行到終點(diǎn)。清洗通常分幾個(gè)階段進(jìn)行。

圖9-16基本的泡沫清管器設(shè)備

（為通常清洗、刷水和擦拭用途設(shè)計(jì)，由帶有碳化硅表皮的中等或強(qiáng)硬度泡沫制成）

圖片P598頁

基本的泡沫清管器應(yīng)用十分廣泛，因?yàn)樗梢源┻^大于90°的彎管、球、檢測閥門等，能夠通過絕大多數(shù)局部障礙物。在考慮釆用PIG系統(tǒng)之前，有必要參考制造商的意見，以最有效的方式安裝該技術(shù)。泡沫清管器設(shè)計(jì)十分簡單，通常都由密質(zhì)和堅(jiān)硬的泡沫制成，清管器兩端都能用?？傊甈IG技術(shù)是一種理想的管道清洗技術(shù)，可以用于新建的工廠或主要的維修工作。

現(xiàn)在還開發(fā)出了自動(dòng)化PIG系統(tǒng)。如果需要定期清洗管道的話，使用自動(dòng)化PIG清洗系統(tǒng)是一個(gè)成本有效的選擇。該技術(shù)典型的“封閉系統(tǒng)”由下列部分組成：

*發(fā)射站——用于發(fā)射清洗器；

*含有許多管道入口點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)總管；

*自動(dòng)3向閥門，能夠?qū)⑶逑雌鬓D(zhuǎn)移到三條管線中的一條；

*接受站，收集清洗器。

自動(dòng)化PIG系統(tǒng)需要修建一個(gè)管道系統(tǒng)。最好能夠在新工廠建設(shè)時(shí)將該技術(shù)設(shè)計(jì)思想融入。清洗器一直在系統(tǒng)中知道使用壽命結(jié)束，當(dāng)然也需要檢查或更新。清洗器在系統(tǒng)中穿行后進(jìn)入接受站，而后在壓力空氣或氮?dú)庾饔孟掠只氐桨l(fā)射站，從而可以開始新一輪的清洗操作。

總之，PIG清洗技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有；

*淘汰了傳統(tǒng)的清洗、漂洗和排放方法；

*可以回收有價(jià)值的未被污染的產(chǎn)品；

*洗滌液用量大大減少；

*清洗水平高，清洗器和管道表面可以100%接觸；

*清洗工序可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；

*沒有殘留污染物，將會(huì)除掉液滴、顆粒物或者"外來物體”；

*工廠設(shè)備關(guān)閉時(shí)間可以降低到最短；

*該技術(shù)清洗對象——管道，通常是清洗過程中最難清洗的部分，因?yàn)楹茈y接近管道內(nèi)部表面。