CN102220625B - 大型金属工件电解喷洗工艺 - Google Patents

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Abstract

一种大型金属工件电解喷洗工艺，主要由下列步骤组成：第一步：将所述大型金属工件作为一电极，将一喷嘴作为对电极，或者是将所述大型金属工件作为一电极，将一对电极设在一喷嘴的喷液区内，使所述对电极与所述喷嘴喷出的液体相接触；第二步：将电解液通过所述喷嘴喷射到所述大型金属工件的表面，在电场的作用下，对所述大型金属工件进行清洗；所述电解液选用碱性电解液、中性电解液或者酸性电解液；第三步：采用空气对所述大型金属工件表面的电解液进行吹脱；第四步：向所述大型金属工件喷淋水或者去离子水进行冲洗；第五步：采用高压水蒸气对所述大型金属工件进行干燥。本发明工艺简单，清洗速度快。

Description

大型金属工件电解喷洗工艺
技术领域
本发明涉及一种大型金属工件电解喷洗工艺，特别涉及一种对化工行业中使用的大型塔器如精馏塔、反应器如反应釜等工件的表面进行电解喷洗的工艺。
背景技术
化工行业通常使用精馏塔、吸收塔、回收塔、洗涤塔以及冷却塔等塔器，反应釜等反应器，锅炉、储罐等容器，以及换热器等换热设备，这些设备通常都是由金属材料如不锈钢制作而成，由于体积巨大而造成搬运困难。化工行业中使用的这些大型金属工件的外表面通常会有油污、焊斑、锈点存在，现有技术一般采用高压喷枪向大型金属工件的表面溶液的喷洗方式去除，这种方法很难清除干净，甚至还要用到酸溶液清洗，另外一种方法是浸入酸液清洗，酸洗的时候会使用酸、表面活性剂、磷酸盐等化学物质，这些会对环境造成影响。由于大型金属工件的体积巨大，在浸入操作时，由于需要大体积槽组，工厂现有的槽组由于产品种类不同，不能都具有足够的体积放入工件，因此清洗很困难。
在环保日益高要求情况之下，寻找最节能，最环保的大型工件清洗工艺，是当前的重要任务。
发明内容
本发明提供一种大型金属工件电解喷洗工艺，目的是解决现有的喷洗方式的操作不方便和容易污染环境的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种大型金属工件电解喷洗工艺，主要由下列步骤组成：
第一步：将所述大型金属工件作为一电极，将一喷嘴作为对电极，或者是将所述大型金属工件作为一电极，将一对电极设在一喷嘴的喷液区内，使所述对电极与所述喷嘴喷出的液体相接触；所述电极和对电极间的电压为10～20伏，电流密度为0.1～100A/dm2；
第二步：将电解液通过所述喷嘴喷射到所述大型金属工件的表面，在电场的作用下，对所述大型金属工件进行清洗；所述电解液选用碱性电解液、中性电解液或者酸性电解液；所述碱性电解液的配方为：每1升溶液中含有氢氧化钠10～50克、碳酸钠20～50克、十二烷基硫酸盐1～5克、余下为水；所述中性电解液的配方为：每1升溶液中含有过硫酸盐20～150克、氟化物1～35克、纤维素0.5～1克、糖精0.5～1克、余下为水；所述酸性电解液的配方为：每1升溶液中含有草酸70～80克、双氧水10～100毫升、尿素1～9克、萘磺酸-甲醛缩合物0.5～5克、余下为水；
第三步：采用空气对所述大型金属工件表面的电解液进行吹脱，所述空气的压力为0.1～1MPa；
第四步：向所述大型金属工件喷淋水或者去离子水进行冲洗；
第五步：采用高压水蒸气对所述大型金属工件进行干燥；所述高压水蒸气的压力为0.1～0.3MPa，温度大于或等于80℃。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述十二烷基硫酸盐为十二烷基硫酸钠。
2、上述方案中，所述过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾或者过硫酸铵。
3、上述方案中，所述氟化物为氟化钠、氟化氢、氟化钙或者氟化钾。
4、上述方案中，所述电极和对电极之间放置塑料或陶瓷颗粒。
5、上述方案中，所述对电极的材料为不锈钢、镍、铜或者石墨。
6、上述方案中，所述纤维素是葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而形成的葡聚糖，通常含数千个葡萄糖单位。
7、上述方案中，所述糖精，化学名邻苯甲酰磺酰亚胺（Saccharin），白色结晶粉末。熔点228.8～229.7℃，密度0.828克/立方厘米，微溶于水、乙醚和氯仿，溶于乙醇、乙酸乙酯、苯和丙酮。
8、上述方案中，所述萘磺酸-甲醛缩合物的制备方法可以参考专利号为200610006327.5的中国发明专利公开的《萘磺酸-甲醛缩合物的制造方法》。
9、上述方案中，所述大型金属工件在一个步进型生产线移动，并且可以旋转，以便于喷洗。
10、上述方案中，阳极：Me=Me2+ +2e；Me代表 Fe、Cr、Ni等金属。
H2O=4H+ +4e +O2；
Me+[O] =MeO  Me代表Fe、Cr、Ni等金属；
油污+ [O]= CO2 + H2O；
阴极：2H++2e =H2。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
本发明的电解发生在大型金属工件的基体表面，电解产生很多细密气泡，将多种油污，锈斑，附着物带出，同时电解产生基体金属离子，催化电解液的氧化剂，分解油污、锈斑、附着物的能力大大增强，在几十秒内，就除去了金属表面的污染物，达到快速清洗的目的。由于在大型金属工件表面同时发生金属氧化作用，生成致密的氧化膜，在清洗的同时，还起到电化钝化处理，保护基体金属表面不受其他污染物污染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：一种大型金属工件电解喷洗工艺，主要由下列步骤组成：
第一步：将一不锈钢精馏塔（大型金属工件）作为一电极，将一喷嘴作为对电极，喷嘴为三层结构，外层为导电的金属铜，其与不锈钢精馏塔电连接，中间为绝缘材料，内层为普通防腐蚀的高分子材料水管。所述电极和对电极间的电压为10～20伏，电流密度为20～30A/dm2。喷嘴的结构也可以是两层的，外层为导电的金属铜，内层为高分子材料水管。
第二步：将电解液通过所述喷嘴喷射到所述大型金属工件的表面，在电场的作用下，对所述大型金属工件进行清洗；所述电解液选用碱性电解液、所述碱性电解液的配方为：每1升溶液中含有氢氧化钠25克、碳酸钠30克、十二烷基硫酸钠3克、余下为水。碱性电解液适合油污较重的金属工件。
第三步：采用空气对所述大型金属工件表面的电解液进行吹脱，所述空气的压力为0.3MPa；
第四步：向所述大型金属工件喷淋水进行冲洗；
第五步：采用高压水蒸气对所述大型金属工件进行干燥；所述高压水蒸气的压力为0.2MPa，温度大于或等于100℃。
实施例二：一种大型金属工件电解喷洗工艺，一种大型金属工件电解喷洗工艺，主要由下列步骤组成：
第一步：将不锈钢反应釜（大型金属工件）作为一电极，将一对电极设在一喷嘴的喷液区内，对电极的材料为石墨，使所述对电极与所述喷嘴喷出的液体相接触；所述电极和对电极间的电压为15伏，电流密度为45A/dm2。
第二步：将电解液通过所述喷嘴喷射到所述大型金属工件的表面，在电场的作用下，对所述大型金属工件进行清洗；所述电解液选用中性电解液；所述中性电解液的配方为：每1升溶液中含有过硫酸钠120克、氟化钠20克、纤维素0.6克、糖精0.7克、余下为水。中性电解液适合有焊斑油污工件。
第三步：采用空气对所述大型金属工件表面的电解液进行吹脱，所述空气的压力为0.7MPa。
第四步：向所述大型金属工件喷淋去离子水进行冲洗。
第五步：采用高压水蒸气对所述大型金属工件进行干燥；所述高压水蒸气的压力为0.15MPa，温度等于80℃。
实施例三：一种大型金属工件电解喷洗工艺，主要由下列步骤组成：
第一步：将铁质锅炉（大型金属工件）作为一电极，将一对电极设在一喷嘴的喷液区内，对电极的材料为镍，使所述对电极与所述喷嘴喷出的液体相接触；所述电极和对电极间的电压为18伏，电流密度为20A/dm2。
第二步：将电解液通过所述喷嘴喷射到所述大型金属工件的表面，在电场的作用下，对所述大型金属工件进行清洗；所述电解液选用酸性电解液；所述酸性电解液的配方为：每1升溶液中含有草酸75克、双氧水20毫升、尿素3克、萘磺酸-甲醛缩合物2.5克、余下为水。酸性电解液适合表面有毛刺的金属工件。
第三步：采用空气对所述大型金属工件表面的电解液进行吹脱，所述空气的压力为0.9MPa。
第四步：向所述大型金属工件喷淋水或者去离子水进行冲洗。
第五步：采用高压水蒸气对所述大型金属工件进行干燥；所述高压水蒸气的压力为0.3MPa，温度大于或等于92℃。
所述电极和对电极之间放置塑料或陶瓷颗粒。
电极和工件之间可以加非导电硬质如塑料，陶瓷等材料的泡沫，多孔，网状等可填充材料，在电解过程中进行摩擦擦拭工件，便于清洗。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大型金属工件电解喷洗工艺，其特征在于：主要由下列步骤组成：
第一步：将所述大型金属工件作为一电极，将一喷嘴作为对电极，或者是将所述大型金属工件作为一电极，将一对电极设在一喷嘴的喷液区内，使所述对电极与所述喷嘴喷出的液体相接触；所述电极和对电极间的电压为10～20伏，电流密度为0.1～100A/dm2；
第二步：将电解液通过所述喷嘴喷射到所述大型金属工件的表面，在电场的作用下，对所述大型金属工件进行清洗；所述电解液选用碱性电解液、中性电解液或者酸性电解液；所述碱性电解液的配方为：每1升溶液中含有氢氧化钠10～50克、碳酸钠20～50克、十二烷基硫酸盐1～5克、余下为水；所述中性电解液的配方为：每1升溶液中含有过硫酸盐20～150克、氟化物1～35克、纤维素0.5～1克、邻苯甲酰磺酰亚胺0.5～1克、余下为水；所述酸性电解液的配方为：每1升溶液中含有草酸70～80克、双氧水10～100毫升、尿素1～9克、萘磺酸-甲醛缩合物0.5～5克、余下为水；
第三步：采用空气对所述大型金属工件表面的电解液进行吹脱，所述空气的压力为0.1～1MPa；
第四步：向所述大型金属工件喷淋水进行冲洗；
第五步：采用高压水蒸气对所述大型金属工件进行干燥；所述高压水蒸气的压力为0.1～0.3MPa，温度大于或等于80℃。
2.根据权利要求1所述的大型金属工件电解喷洗工艺，其特征在于：所述十二烷基硫酸盐为十二烷基硫酸钠。
3.根据权利要求1所述的大型金属工件电解喷洗工艺，其特征在于：所述过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾或者过硫酸铵。
4.根据权利要求1所述的大型金属工件电解喷洗工艺，其特征在于：所述氟化物为氟化钠、氟化氢、氟化钙或者氟化钾。
5.根据权利要求1所述的大型金属工件电解喷洗工艺，其特征在于：所述电极和对电极之间放置塑料或陶瓷颗粒。
6.根据权利要求1所述的大型金属工件电解喷洗工艺，其特征在于：所述对电极的材料为不锈钢、镍、铜或者石墨。
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