山西平朔煤矸石发电有限责任公司 山西朔州 036000
摘要：由于沉积物的积累而引起的压差增长，是深层混床在树脂的交换容量被消耗以前必须停役的主要原因。该混床在再使用前必须反洗或再生。以水合氧化铁为主的这种沉淀粘着力强，用反洗去除这种沉积物，证明未能见效。试验与运行经验均表明用超声波清洗确能达到这些目的。
关键词：树脂；超声波清洗；清洗工艺
引言：
少量树脂依靠传统的浸泡加药人工搅拌来清洗树脂，由于清洗时间长，生产节拍不能满足，故而成本会随之增加。要彻底解决清洁度问题，必须采用新技术新设备。现在制造行业很多公司就利用了超声波清洗设备来进行清洗。以下就超声波清洗工艺的原理及应用作些介绍。
1 超声波清洗作用原理
空化作用在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗，其原理可用“空化”现象来解释，清洗效果和超声波在液体中产生的“空化”强度有密切的关系。超声波振动在液体中传播，当其声波压强达到一个大气压时，超声波的功率密度约为０．３５Ｗ／ｃｍ２，这时超声波发生器发出的高频振 荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质——清洗溶剂中，超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的直径为 50～500μm的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区迅速闭合，在这种被称之为"空化"效应的过程中，气泡闭合可形成几 百度的高温和超过1000个气压的瞬间高压，连续不断地产生瞬间高压就象一连串小"爆炸"不断地冲击物件表面，使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到物件表面净化的目的。
超声波清洗一般采用HCL作为清洗剂HCL对污物油脂均有溶解渗透作用，这是一种化学作用力。而超声波的空化作用却是物理性的，超声波清洗是结合了化学作用和物理作用。首先靠化学作用对污物进行渗透、溶解，然后再通过超声波“空化”作用所产生的冲击力将物体表面的污物层剥离，对之进行搅拌、分散、乳化并防止已脱离物体表面的污物重新附着在物体上。
2 清洗剂的选择
清洗剂的选择要从两个方面来考虑：一方面要从污物的性质来选择化学作用效果好的清洗剂；另一方面要选择表面的张 力、蒸气压及枯度合适的清洗剂，因为这些特性与超声波空化强弱有关。液体的表面张力大则不容易产生空化，但是当声强 超过空化阈值时，空化泡崩溃释放的能量也大，有利于清洗．高蒸气压的液体会降低空化的强度，而液体的粘滞度大也不容 易产生空化．因此蒸气压高和粘度大的洁洗剂都不利于超声波清洗．此外，清洗液的温度和静压力都对清洗效果有影响，清洗液温度升高时．空化核增加，对空化的产生有利，但是温度过高，气泡中的蒸气压增大．空化强会降低，所以温度的选择要同时考虑对空化强度的影响，也耍考虑清洗剂的化学清洗作用。每一种液体都有自己的空化活跃的温度，水较适宜的温度是60度，此时空化最活跃。清洗液的静压力大时，不容易产生空化作用，所以在密闭加压容器中进行超声清洗或处理时效果较差。清洗液的流动速度对超声波清洗效果也有很大影响。
3 超声波清洗机由以下几部分组成
3.1 超声波系统：包括换能器和超声波发生器。
换能器：换能器采用特种耐高温、耐振动、高粘度的树脂胶辅以特殊的方法加以固定，绝不脱落，且可耐受100--150℃的高温。
3.2 热及温度控制系统。
加热器通常采用不锈钢管材制成，可耐酸碱。加热的目的是将清洗剂加热以增加清洗机的洗涤效果。温度自动控制，可在适当范围内随意调整。
3.3 清洗槽：清洗槽一般采用不锈钢经氩弧焊焊制而成，槽体上设置有排渣检修口、保温隔声层等，要保证水位至少应高出换能器盒200mm以上。
3.4 槽液循环过滤系统。
304不锈钢可能生锈也可以不让它生锈，这是在铸造浇铸时由配料比例来决定的。奥氏体不锈钢：在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬。不锈钢并不是不会生锈，而是生锈速度非常的慢。空气氧化等诸多因素都可导致生锈。
由于我们采用HCL浸泡树脂，在这种情况下对不锈钢长期使用时具有腐蚀效果，以及生产现场对树脂清洁度要求极高的原因，通过多次分析，大胆的采用二次传递能量的方式，利用超声波对树脂进行清洗。
在该系统中设有自动进水口、溢流水口，对树脂进行动态清洗，以便清洗树脂表面粘附的污物，以避免其对下道槽液造成污染。
4 超声波清洗和传统清洗手段效果的比较
结论：
4.1 不论工件形状多么复杂，将其放入清洗液内，只要是能接触到液体的地方，超声波的清洗作用都能达到。
4.2 清洗时液体内产生的气泡非常均匀，工件的清洗效果也将非常均匀一致。
4.3、配合清洗剂的使用，加速污染物的分离和溶解，可有效防止清洗液对工件的腐蚀。
4.4 无需手工清理，杜绝了手工清洗对工件产生的伤害，避免繁重肮脏的体力劳动。
4.5 超声波的功率密度越高，空化效果越强，其清洗效果越好，清洗速度越快。
4.6 超声波频率越低，在液体中的空化越容易产生，作用也越强。波长越长，方向性不显著，遮蔽部分较容易洗刷，但对于小间隙或细孔的污物清除效果不显著。超声波频率较高时，空化作用较弱，但空化产生的冲击力速度大，波长短而有方向性，遮蔽部分清洗效果虽不理想，但对于小间隙或细孔中的污物却可有效清除。所以，超声波频率要根据被清洗物来选择，目前最常用的频率是20--50HZ。
5 清洗温度
根据不同的清洗剂来选择清洗温度，一般说水在35--40℃时空化效果最好。所以超声波一般选择常温工业冼净剂。由于油脂污物在溶剂中的溶解速度随着温度的提高而提高，所以在溶剂不分解和过量蒸发的情况下，适当提高超声波清洗温度有利于提高清洗效率。
结束语：
大多数工业锅炉都使用单级纳离子交换器除硬，但离子交换树脂在使用过程中，会产生树脂污染，即铁污染与活性余氯污染。对铁污染的预防一般通过涂环氧树脂及衬玻璃钢，一旦发生钠离子交换树脂铁污染情况，宜采用超声波清洗机进行处理。超声波清洗机根据清洗对象和生产规模的要求，其组成和结构差别很大，可以是复杂、庞大的设备，也可以是非常简单的结构。
参考文献：
[1]超声波清洗技术在变电站隔离开关上的应用[J].徐贵，杨卫东，陈明华，韩斌龙，杜建国.内蒙古电力技术.2017（01）
论文作者:贺志荣
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/21
标签：超声波论文; 污物论文; 树脂论文; 液体论文; 温度论文; 效果论文; 清洗剂论文; 《基层建设》2017年第34期论文;