不銹鋼管化學(xué)除油就是利用堿性化學(xué)物質(zhì)溶液除去不銹鋼管表面上的油污,以達(dá)到清潔表面的作用。


一、化學(xué)除油原理


①. 皂化作用


   動(dòng)物和植物油脂由于其分子結(jié)構(gòu)的原因可被堿所皂化,稱為可皂化油,生成可溶性的肥皂(化學(xué)結(jié)構(gòu)為脂肪酸鈉)和甘油(化學(xué)結(jié)構(gòu)為丙三醇)。


   皂化的化學(xué)方程通式可表示為:(動(dòng)植物油)脂肪酸甘油酯+氫氧化鈉 === 脂肪酸鈉+甘油(肥皂)。


②. 乳化作用

  

   非皂化油,如礦物油能與乳化劑乳化形成乳濁液(其體系屬于水包油),使其從金屬表面上脫落。


  乳化作用機(jī)理:乳化劑分子的一端含憎水基團(tuán)而另一端含親水基團(tuán),見圖1-2,在除油過程中,乳化劑以其憎水基團(tuán)吸附于油表面產(chǎn)生親和作用,而其親水基團(tuán)與水分子相結(jié)合,在乳化劑分子定向排列的作用下,油-溶液界面的表面張力大為降低,在溶液的對流和攪拌等作用下,油污就能脫離表面,以微小油珠狀態(tài)分散在除油液中,這時(shí)乳化劑的分子包圍在小油珠表面,防止小油珠重新黏附在表面上,見圖1-3,變成乳濁液。乳濁液是液相油分散在液相水中,這種乳化作用便起到了除油的作用。


圖 1-2 乳化劑分子示意圖.jpg




二、化學(xué)除油溶液中的堿性化學(xué)品


①. 氫氧化鈉(NaOH)


   俗稱片堿或苛性鈉,有很強(qiáng)的皂化能力。對不拋光鋼表面也具有一定的氧化作用,吸附力很強(qiáng),不易用水洗凈。


②. 碳酸鈉(Na2CO3)


   屬堿式鹽,水解能釋放出少量的堿,故水溶液呈堿性,0.5%水溶液的pH為11.83.是表面活性劑的極好載體,其本身具有一定的去污能力,俗名純堿,但水洗性不是很好。


③. 磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)


  水溶液呈堿性,0.5%水溶液的pH為11.8。對污物有分散和潤濕作用,具有較好的表面活性作用,對皮膚刺激小,是手工擦拭時(shí)的首選清潔劑,且水洗性極好。


④. 硅酸鈉(Na2SiO3)


   俗稱水玻璃和泡花堿。其濕潤、乳化、抗絮凝作用均佳,價(jià)格低廉。除油后要將硅酸鈉徹底洗凈,否則在酸洗時(shí)形成硅膠,影響后續(xù)加工。


⑤. 焦磷酸鈉(Na4P2O7·2H2O)


   水溶液呈堿性,0.5%水溶液的pH為10.1,表面活性好,水洗性好,有螯合作用,防止金屬溶入后生成不溶性硬水皂膜。




三、表面活性劑


   表面活性劑是強(qiáng)的乳化劑,能加速除油過程。常用的有下列幾種


①. 十二烷基硫酸鈉


  有良好的濕潤作用,但有很強(qiáng)的起泡作用,因此,使用濃度不可過高,一般為0.5~1g/L,屬于陰離子型表面活性劑,水洗性良好。


②. OP-10乳化劑


  具有良好的潤濕作用和乳化作用,除油效果很好,但水洗性不好,必須在除油后加強(qiáng)清洗。因此,使用濃度不宜過高,一般采取3~5g/L。


③. TX-10(聚氧乙烯辛烷基酚醚)


  有良好的潤濕作用和乳化作用,能耐熱濃硫酸的氧化作用,可與濃硫酸配合作酸性除油用。使用前先用熱水稀釋成30%(體積比)使用,常用量為稀釋液3~5mL/L.屬非離子型表面活性劑。


④. 6501(十二烷基二乙醇酰胺)、6503(十二烷基二乙醇酰胺磷酸酯)和三乙醇胺油酸皂


 都是較新型的乳化劑,對礦物油有極佳的除去效果,水洗性良好,不會(huì)被硬水中的鈣、鎂離子沉淀,其使用量可以大些。



四、不銹鋼化學(xué)除油溶液的配方和工作條件見表1-4,可根據(jù)不銹鋼表面油污的性質(zhì)和嚴(yán)重程度適當(dāng)選用.


表 1-4 不銹鋼化學(xué)除油溶液配方和工作條件.jpg





五、影響除油效果的因素


①. 溫度


  一般除油溫度控制在70~90℃,溫度對除油質(zhì)量和速率有密切的關(guān)系。溫度愈高,油脂易軟化,流動(dòng)性增大,皂化作用增強(qiáng),溶液對流增強(qiáng),乳化作用加強(qiáng),因而除油速率愈快。


②. 油脂的性質(zhì)


  對沾有較多非皂化油的表面,采用表1-4中配方1~3的除油效果不如采用配方4~7含有乳化劑的除油效果好。


③. 熱水清洗


 化學(xué)除油后,表面宜用60℃熱水清洗,將皂化生成的肥皂洗去,以及附著表面的多余乳化劑和硅酸鈉洗去,以免黏附于表面上,不利于后續(xù)處理。


④. 攪動(dòng)溶液或翻動(dòng)零件


  經(jīng)常更新不銹鋼管表面的乳化液層,可加速乳化后油滴分散到溶液中的速度,能顯著提高除油效果。


⑤. 超聲波強(qiáng)化除油


  使用頻率在16kHz以上的高頻聲波,即超聲波向除油溶液發(fā)射時(shí),反復(fù)產(chǎn)生減壓與增壓的作用,在減壓時(shí)溶液界面瞬時(shí)出現(xiàn)真空空穴,在增壓時(shí)溶液中出現(xiàn)沖擊波,使表面油污膜的完整性被破壞,并出現(xiàn)空洞現(xiàn)象,形成劇烈的攪拌作用。超聲波是直線傳播的,但反射減弱。超聲波通過超聲發(fā)生裝置中的振子發(fā)射到表面上的效果最佳。超聲波還可用于有機(jī)溶劑除油、電化學(xué)除油及酸洗,以提高效率。


⑥. 更新溶液


 除油溶液在使用過程中由于油污的進(jìn)入越來越臟,除了開始可補(bǔ)充1~2次原料外,根據(jù)除油速率變慢和除油質(zhì)量變壞,應(yīng)把除油溶液更新重配。