CN108246699B - 一种高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法 - Google Patents

一种高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法。该方法首先将大型不锈钢箱体转运至洁净清洗厂房，用洁净处理水喷淋浸泡不锈钢箱体内表面，再用有机溶剂和清洗剂溶液擦拭内表面，然后在不锈钢箱体内表面交替喷洒洁净处理水和清洗液溶液，检测表面洁净度满足要求后向不锈钢箱体内表面喷洒工业酒精，并用洁净热空气将箱体烘干，最后进行包装并向不锈钢箱体内充填洁净气体。使用本发明的洁净方法处理后的不锈钢箱体内表面能够达到精密洁净清洗要求，通过充填洁净气体的方式还能达到长时间保持其洁净度的目的。本发明的洁净方法有效地解决了大型高功率固体激光驱动器建造过程中大型复杂结构不锈钢箱体内表面精密洁净清洗和高洁净度保持的问题。

Description

一种高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法
技术领域
本发明属于高功率固体激光器建造和机械制造领域，具体涉及一种高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法。
背景技术
大型高功率固体激光驱动器的光束通道由若干个大型不锈钢箱体组成。这些不锈钢箱体的体积大、重量重、结构复杂。特别是其中的放大器腔体，其体积超过45立方米，重量超过10吨，腔体内部被分成若干等分，且在光传输方向上开有10×2×4个方形通光孔，其底部是9个等大的矩形开口，清洗人员仅能从放大器腔体的下方开口处出入。由于该不锈钢箱体内部布满了价格昂贵的大口径光学元件，驱动器高通量运行时，在光学镜片表面残留的颗粒及有机污染物极易在受到高强度激光辐射时引起光学元件损伤和破坏，严重时可导致光学元件报废，不仅造成经济上的损失，而且还会因为高功率固体激光器的维护周期长而大大降低设备运行效率，因此要求组成光束通道的大型不锈钢箱体内部足够清洁。
中国专利文献库公布的《一种高真空、强辐射环境下的精密不锈钢器件的清洗方法》（CN102899674 B）中包含对不锈钢器件的酸溶液浸泡、超声波清洗、高压水淋等步骤，但是，该清洗方法必须将被清洗零部件置于清洗机的槽体内进行清洗，零部件大小受清洗槽尺寸限制，不能用于对体积达数十立方米、重量超过十吨的大型不锈钢箱体进行洁净清洗。而且，这样的大型不锈钢箱体其外表面往往事先经过喷涂工艺处理，不能对其进行酸溶液浸泡或者进行超声波清洗。其次，中国专利文献库公布的《一种高功率激光装置的大型不锈钢箱体表面的处理方法》（申请号：201610306605.2）虽然公开了一种大型不锈钢箱体表面的处理方法，但其所述的洁净处理步骤并不详尽和准确，其实用性受到限制。另外，以上两项文件中提到的Brulin 1990GD清洗液，其主要成分仅为表面活性剂，虽然清洗效果良好，但在实际使用过程中因其起泡较多，一定程度上造成环境污染，而且Brulin 1990GD依赖进口、价格相对昂贵，其组成成份厂家也未对用户公开，一定程度上增加了使用成本，也给用户使用带来不便。
当前，亟需发展一种高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法。
本发明的高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法包括以下步骤：
a.将不锈钢箱体运至洁净清洗厂房内，到达清洗工位后将不锈钢箱体置于稳固的支撑脚架上；
b.用市售除锈膏去除不锈钢箱体内表面锈迹；
c.用长纤维毛巾沾有机溶剂擦拭不锈钢箱体内表面，去除肉眼可见的加工残留物和动物油脂；
d.将高压喷淋清洗机的高压喷枪的出水形状调为扇形；
e.打开高压喷枪，用室温、高压洁净处理水在设定距离Ⅰ内喷洒不锈钢箱体内表面，保持不锈钢箱体内表面湿润，关闭高压喷枪；
f.用拉丝布沾不锈钢清洗液溶液Ⅰ擦拭不锈钢箱体内表面；
g.打开高压喷枪，改用高温、高压洁净处理水在设定距离Ⅱ内喷洒不锈钢箱体内表面，直至用强光紫外聚光灯检查不锈钢箱体内表面，无肉眼可见残留物，关闭高压喷枪；
h.打开高压喷枪，改用不锈钢清洗液溶液Ⅱ在设定距离Ⅱ内均匀喷洒不锈钢箱体内表面，关闭高压喷枪；
i.打开高压喷枪，改用高温、高压洁净处理水在设定距离Ⅱ内喷洒不锈钢箱体内表面直至达到表面洁净度的要求，关闭高压喷枪；
j.打开高压喷枪，改用工业酒精喷洒不锈钢箱体内表面，关闭高压喷枪；
k.打开热空气烘干机，用高温洁净空气烘干不锈钢箱体内表面，关闭热空气烘干机；
l.用聚乙烯薄膜对不锈钢箱体开口处进行包装和封堵；
m.用PE农用薄膜对整个不锈钢箱体进行包装密封；
n.打开洁净气源，向不锈钢箱体内部充填洁净气体；
o.将不锈钢箱体运出洁净清洗厂房。
所述的步骤a中的洁净清洗厂房的洁净度为ISO 6级或ISO 5级，所述的步骤a、步骤o中的不锈钢箱体运送工具为自行走龙门吊或牵引式龙门吊。
所述的步骤c中的有机溶剂为丙酮、四氯化碳或四氯甲烷中的一种。
所述的步骤d中的高压喷枪的出水形状的扇形角度为15°、30°或45°中的一种。
所述的步骤e中的室温、高压洁净处理水的温度为20℃~25℃、出水压强为2Mpa~4Mpa；所述的步骤g和步骤i中的高温、高压洁净处理水温度为60℃~65℃、出水压强为10Mpa~15Mpa；所述的步骤j中的工业酒精的纯度大于等于85%，高压喷枪的喷射压强为2Mpa~4Mpa。
所述的步骤e中的设定距离Ⅰ为距离不锈钢箱体内表面45cm~60cm，所述的步骤g、步骤h和步骤i的设定距离Ⅱ为距离不锈钢箱体内表面15cm~45cm。
所述的步骤f中的不锈钢清洗液溶液Ⅰ的质量浓度为20%~25%、温度为45℃~65℃；所述的步骤h中的不锈钢清洗液溶液Ⅱ的质量浓度为5%~8%、温度为45℃~65℃、喷射压强为10Mpa~15Mpa。
所述的步骤i中的表面洁净度的要求如下：
每平方米面积上残留颗粒物的粒径大于15µm的颗粒数量≤2650、大于25µm的颗粒数量≤780、大于50µm的颗粒数量≤110、大于100µm的颗粒数量≤10；残留的不可挥发性污染物质量≤1mg/m2。
所述的步骤k中的高温洁净空气的洁净度为ISO 3级、温度为80℃~85℃、流速为1.0 m3/min~1.5m3/min、风速为5m/s~10m/s；所述的步骤n中的洁净气体的洁净度为ISO 3级、流速为0.1m3/min~0.2m3/min，所述的洁净气体为空气或者氮气。
所述的步骤l中的聚乙烯薄膜的厚度为0.01mm~0.02mm；所述的步骤m中的PE农用薄膜的厚度为0.12mm~0.15mm。
本发明的高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法适用于高功率固体激光器的放大器等结构复杂、体积庞大、洁净度要求高、材料为不锈钢的不锈钢箱体的洁净清洗及清洗后的洁净保持。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明。
实施例1
步骤一、用额定载荷为20吨的自行走龙门吊将大型复杂结构不锈钢箱体吊起并运至洁净度为ISO 6级的洁净清洗厂房内，到达清洗工位后将不锈钢箱体置于高度为1.2m的稳固支撑脚架上；
步骤二、用市售除锈膏去除不锈钢箱体内表面锈迹；
步骤三、用长纤维毛巾沾丙酮擦拭不锈钢箱体内表面，去除肉眼可见的加工残留物和动物油脂；
步骤四、将高压喷淋清洗机的高压喷枪的出水形状调为扇形，扇面角度为15°；
步骤五、打开高压喷枪，用温度为20℃~25℃、出水压强2Mpa~4Mpa的蒸馏水在45cm~60cm的距离内喷洒不锈钢箱体内表面，保持不锈钢箱体内表面湿润，关闭高压喷枪；
步骤六、用拉丝布沾质量浓度为20~25%、温度为45℃~65℃的不锈钢清洗液溶液擦拭不锈钢箱体内表面；
步骤七、打开高压喷枪，改用温度为60℃~65℃、出水压强约10Mpa~15Mpa的蒸馏水在15cm~45cm距离内喷洒不锈钢箱体内表面，直至用照度为100流明的紫外聚光灯检查不锈钢箱体内表面无肉眼可见残留物，关闭高压喷枪；
步骤八、打开高压喷枪，改用质量浓度为5%~8%、温度为45℃~65℃不锈钢清洗液溶液，在距离表面15cm~45cm范围内、以出水压强为10Mpa~15Mpa均匀喷洒不锈钢箱体内表面，关闭高压喷枪；
步骤九、打开高压喷枪，改用温度为60℃~65℃、出水压强约10Mpa~15Mpa的蒸馏水在15cm~45cm距离内喷洒不锈钢箱体内表面，直至表面洁净度达到如下要求：
每平方米面积上残留颗粒物的粒径大于15µm的颗粒数量≤2650、大于25µm的颗粒数量≤780、大于50µm的颗粒数量≤110、大于100µm的颗粒数量≤10，残留的不可挥发性污染物质量≤1mg/m2，关闭高压喷枪；
步骤十、打开高压喷枪，改用纯度大于等于85%、喷射压强为2Mpa~4Mpa的工业酒精均匀喷洒不锈钢箱体内表面，关闭高压喷枪；
步骤十一、打开热空气烘干机，用洁净度为ISO 3级、温度为80℃~85℃、流速为1m3/min~1.5m3/min、风速为5m/s~10m/s的洁净空气烘干不锈钢箱体内表面，关闭热空气烘干机；
步骤十二、用0.01mm~0.02mm厚度的聚乙烯薄膜对不锈钢箱体开口处进行包装和封堵；
步骤十三、用厚度为0.12mm~0.15mm的PE农用薄膜对整个不锈钢箱体进行包装密封；
步骤十四、打开洁净气源，向不锈钢箱体内部不间断充填洁净度为ISO 3级、流速为0.1m3/min~0.2m3/min的洁净空气；
步骤十五、用额定载荷为20吨的自行走龙门吊车将不锈钢箱体运出洁净清洗厂房。
实施例1中的相关步骤还可以采用如下方式：
步骤一所述的洁净厂房的洁净度还可以为ISO 5级；步骤一、步骤十五所述的自行走龙门吊还可以为牵引式龙门吊，改用牵引拖车将不锈钢箱体拖至清洗工位，龙门吊额定载荷还可以为25吨或30吨。
步骤三所述的丙酮还可以为四氯化碳或四氯甲烷中的一种。
步骤四所述的扇面角度还可以为30°或45°。
步骤五、步骤七、步骤九所述的蒸馏水还可以为去离子水或反渗透水。
步骤十四所述的洁净空气还可以为洁净氮气。
本发明不局限于上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法，其特征在于，所述的洁净方法包括以下步骤：
a.将不锈钢箱体运至洁净清洗厂房内，到达清洗工位后将不锈钢箱体置于稳固的支撑脚架上；
b.用市售除锈膏去除不锈钢箱体内表面锈迹；
c.用长纤维毛巾沾有机溶剂擦拭不锈钢箱体内表面，去除肉眼可见的加工残留物和动物油脂；
d.将高压喷淋清洗机的高压喷枪的出水形状调为扇形；
e.打开高压喷枪，用室温、高压洁净处理水在设定距离Ⅰ内喷洒不锈钢箱体内表面，保持不锈钢箱体内表面湿润；
f.关闭高压喷枪，用拉丝布沾不锈钢清洗液溶液Ⅰ擦拭不锈钢箱体内表面；
g.打开高压喷枪，改用高温、高压洁净处理水在设定距离Ⅱ内喷洒不锈钢箱体内表面，直至用强光紫外聚光灯检查不锈钢箱体内表面，无肉眼可见残留物，关闭高压喷枪；
h.打开高压喷枪，改用不锈钢清洗液溶液Ⅱ在设定距离Ⅱ内均匀喷洒在不锈钢箱体内表面，关闭高压喷枪；
i.打开高压喷枪，改用高温、高压洁净处理水在设定距离Ⅱ内喷洒不锈钢箱体内表面直至达到表面洁净度的要求，关闭高压喷枪；
j.打开高压喷枪，改用工业酒精喷洒不锈钢箱体内表面，关闭高压喷枪；
k.打开热空气烘干机，用高温洁净空气烘干不锈钢箱体内表面，关闭热空气烘干机；
l.用聚乙烯薄膜对不锈钢箱体开口处进行包装和封堵；
m.用PE农用薄膜对整个不锈钢箱体进行包装密封；
n.打开洁净气源，向不锈钢箱体内部充填洁净气体；
o.将不锈钢箱体运出洁净清洗厂房。
2.根据权利要求1所述的高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法，其特征在于：所述的步骤a中的洁净清洗厂房的洁净度为ISO 6级或ISO 5级，所述的步骤a、步骤o中的不锈钢箱体运送工具为自行走龙门吊或牵引式龙门吊。
3.根据权利要求1所述的高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法，其特征在于：所述的步骤c中的有机溶剂为丙酮、四氯化碳或四氯甲烷中的一种。
4.根据权利要求1所述的高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法，其特征在于：所述的步骤d中的高压喷枪的出水形状的扇形角度为15°、30°或45°中的一种。
5.根据权利要求1所述的高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法，其特征在于：所述的步骤e中的室温、高压洁净处理水的温度为20℃~25℃、出水压强为2Mpa~4Mpa；所述的步骤g和步骤i中的高温、高压洁净处理水温度为60℃~65℃、出水压强为10Mpa~15Mpa；所述的步骤j中的工业酒精的纯度大于等于85%，高压喷枪的喷射压强为2Mpa。
6.根据权利要求1所述的高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法，其特征在于：所述的步骤e中的设定距离Ⅰ为距离不锈钢箱体内表面45cm~60cm，所述的步骤g、步骤h和步骤i的设定距离Ⅱ为距离不锈钢箱体内表面15cm~45cm。
7.根据权利要求1所述的高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法，其特征在于：所述的步骤f中的不锈钢清洗液溶液Ⅰ的质量浓度为20%~25%、温度为45℃~65℃；所述的步骤h中的不锈钢清洗液溶液Ⅱ的质量浓度为5%~8%、温度为45℃~65℃、喷射压强为10Mpa~15Mpa。
8.根据权利要求1所述的高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法，其特征在于，所述的步骤i中的表面洁净度的要求如下：
每平方米面积上残留颗粒物的粒径大于15µm的颗粒数量≤2650、大于25µm的颗粒数量≤780、大于50µm的颗粒数量≤110、大于100µm的颗粒数量≤10，残留的不可挥发性污染物质量≤1mg/m2。
9.根据权利要求1所述的高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法，其特征在于：所述的步骤k中的高温洁净空气的洁净度为ISO 3级、温度为80℃~85℃、流速为1 m3/min~1.5m3/min、风速为5m/s~10m/s；所述的步骤n中的洁净气体的洁净度为ISO 3级、流速为0.1m3/min~0.2m3/min，所述的洁净气体为空气或者氮气。
10.根据权利要求1所述的高功率激光器用不锈钢箱体的洁净方法，其特征在于：所述的步骤l中的聚乙烯薄膜的厚度为0.01mm~0.02mm，所述的步骤m中的PE农用薄膜的厚度为0.12mm~0.15mm。
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