工程機械再制造的綠色清洗技術

在工程機械再制造過程中，清洗方法和清洗質量對鑒定零件的準確性、保證再制造質量、降低再制造成本、提高再制造產品壽命等均產生重要影響。清洗是再制造過程中污染的主要來源，其所使用及產生的有害物常常會危害環境，為此在再制造清洗過程中要盡量采用綠色環保清洗技術，減少清洗液對環境的危害。

1.工程機械再制造清洗現狀

工程機械再制造零部件的清洗主要包括拆解前的清洗和拆解后的清洗。前者主要是去除零部件外部沉積的大量油泥、塵埃、泥沙等污染物；后者主要是去除零部件上油污、積炭、水垢、銹蝕、油漆等污染物。拆解前的清洗一般采用自來水或高壓水沖洗，適當搭配化學清洗劑進行。拆解后的清洗主要采用化學和物理的方法。

再制造的清洗過程不同于維修前的清洗，維修前的清洗僅僅是對要維修的部分進行局部清洗，以便于維修。而再制造的清洗是對整個廢舊產品零部件進行清洗，以使再制造零件滿足新品的使用要求。再制造的清洗過程在整個再制造過程中占有重要地位，零部件的清洗質量將直接影響再制造產品的質量。

目前工程機械再制造產業還停留在初級階段。該行業的清洗也多數停留在用水泵泵水沖洗、化學溶劑擦拭、噴丸清洗的階段，真正使用先進清洗技術的企業非常少。這既浪費資源，又污染環境，對作業人員身體健康也有很大影響，更加制約了工程機械再制造產業的開展。

清洗步驟在再制造工藝流程中的位置如圖1所示。工程機械使用中產生的污垢特點如表1所示，工程機械產品再制造的2個清洗工序特點的對比如表2所示。

2.主流綠色清洗技術

（1）噴射清洗技術

噴射清洗是指利用高壓流體（空氣或水）為動力介質，推動硬質磨料顆粒加速撞擊材料表面，去除工件表面材料。其加工效率高、成本低，無熱影響，可廣泛應用于材料表面處理與加工領域。常用的噴射清洗技術有磨料射流清洗技術、高壓水射流清洗技術以及磨料水射流技術等。

傳統的磨料射流技術（噴砂）因勞動強度大，除銹成本高，且對作業環境污染嚴重，因此有些發達國家禁用一切磨料噴射除銹。高壓水射流清洗技術是目前國際上占據絕對優勢的一種清洗技術，在西方同家占到清洗市場份額的80%以上。其原理是采用不同形狀的噴嘴噴射出的具有極大穿透力的水射流，清除零件表面的污垢。2種清洗技術的對比見表3。

融合了磨料射流與水射流的磨料水射流清洗技術，同時具備二者的技術優點，能夠更全面的清洗機械零件表面的污染物。在清洗效能一定的條件下，低壓小流量磨料清洗可同高壓大流量清洗效果一樣有效地增加打擊強度。除漆除銹的過程中，壓力10MPa的加砂清洗就能達到露出物體本色的效果，而水清洗卻要求壓力150MPa以上。

水射流作為一種綠色清洗技術，可以將低壓水射流（10MPa以下）應用于工程機械再制造的拆卸前整車清洗。高壓水射流技術（10～100MPa）可用來清洗沾滿油污的大型結構件。若結構件需要除銹或除漆，可用超高壓水射流（100MPa以上）或用低壓磨料水射流技術清洗。

（2）過熱蒸汽清洗技術

過熱蒸汽清洗以180℃過熱蒸氣為載體（亦可配合專用液態清洗劑），對稀油和粉塵類污垢進行高溫高壓下半干式清除。高溫高壓作用下的飽和熱蒸汽，能在被清洗表面有效作用半徑內，自動捕捉并溶解微小的油漬污垢顆粒，并將其汽化蒸發。飽和蒸汽幾乎可以清除目前工業上使用的所有油脂，被其清洗過的表面可以達到超凈態。同時，過熱蒸汽在清洗過程中被清洗的表面會快速干燥，省卻了清洗后的烘干處理，確保工件的即洗即干、快速高效。

過熱蒸汽清洗技術優點有3點：一是清洗效果好。在高溫180℃、高壓1MPa的過熱蒸汽作用下，可徹底清除工件表面油泥。二是節水明顯。耗水量僅為50L/h，比高壓水射流技術節約用水95%以上。三是設備質量輕、體積小，移動、操作簡便。安全可靠。四是綠色環保。被清洗工件表面可瞬間干燥，不產生廢水，無二次污染。過熱蒸汽清洗技術缺點有2點：一是噪聲較大，作業人員若無保護作業雙耳會有輕微不適。二是作業效率較低。若熱蒸汽清洗結合高壓水射流技術，則可清洗水射流無法洗凈的頑固油污或難固定的細小零件。

過熱蒸汽清洗技術在工程機械清洗行業已有應用，如中聯重科就有應用該類設備清洗返修機械的經驗。設計工程機械再制造過程綠色清洗方案時，用過熱蒸汽清洗技術可以清洗小型結構件、結構不甚復雜的液壓件以及一些傳動件。采用過熱蒸汽清洗后零部件效果如圖2所示。

（3）超聲清洗技術

超聲波是指頻率高于20kHz的聲波。超聲清洗技術的原理是超聲波發生器經換能器將高頻振蕩電訊號轉換成高頻機械振蕩，以縱波的形式在清洗液中傳播。縱波的擴張與收縮，使清洗液產生聲空化氣泡，空化氣泡突然閉合時發出的高壓沖擊波對污層進行反復沖擊。該沖擊波一方面破壞了污物與清洗件表面的吸附力，另一方面引起污物層破壞并脫離清洗件表面，分散到清洗液中。超聲清洗具有很強的滲透作用，能使清洗液滲入工件表面的微小凹陷和微孔，將隱蔽處的污垢爆裂、剝落，從而將工件徹底清洗干凈。

超聲清洗是一種物理效應，所采用的清洗劑絕大多數為非ODS（氟氯烴）水基清洗劑，整個過程對環境無任何污染，所以超聲清洗是一種綠色清洗技術。超聲波清洗技術的優點有5點：一是清洗速度快，效率高；二是不需人手接觸清洗液，避免繁重骯臟的體力勞動，安全可靠；三是可延長被清洗部件的使用壽命；四是使用范圍廣，對帶有深孔、細縫等形狀和結構復雜的工件尤為適用；五是采用非ODS水基溶劑，可有效地降低污染，減少有毒溶劑對人類的損害。工程機械再制造時，可用超聲波清洗技術來清冼一些形狀復雜的液壓元件，如起重機的中心回轉體，結構復雜的泵類、閥類、液壓缸、轉向拉桿球頭等。

3.其他先進綠色清洗技術

（1）激光清洗技術

激光清洗就是利用激光的亮度高和方向性好的特性，把足夠功率（或能量）的激光束聚集后，照射到材料表面被污染的部位。材料和污染物吸收光能將光能迅速轉變為熱能，使物質產生一系列的物理化學過程，以下6點達到去除表面粘附的微粒污染物的目的。激光清洗目前在工程機械清洗領域的應用較少。

激光清洗優點有：一是以光形式傳遞能量，無機械接觸，可清洗脆弱材料表面；二是可精確定位，能清洗不規則或比較隱蔽的零件表面；三是控制和反饋實時，可通過實時監測表面反射率或表面聲波，來判斷清洗效果；四是對清洗物體表面的污垢有選擇，不會破壞原物，可保證原有物體表面完好；五是能有效清除微米級甚至更小尺寸的污染微粒；六是對環境無污染，對人安全。

（2）干冰清洗技術

干冰清洗技術與噴射清洗技術相似，其噴射介質干冰顆粒在高壓氣流中加速，沖擊要清洗的表面。干冰清洗的獨特之處在于干冰顆粒在沖擊瞬間氣化，干冰顆粒的動量在沖擊瞬間消失。干冰顆粒與清洗表面間迅速發生熱交換，致使同體CO2迅速升華變為氣體。大多數高端用戶青睞干冰清洗，它既可對大型生產線進行不停機在線清洗，也可對電控設備進行帶電清洗，并且清洗過程沒有產生任何二次廢物。

干冰清洗技術是一種真正綠色環保的清洗方法，同時也是國家推廣的利廢和環保項目。干冰清洗技術目前多用于制藥、電力、印刷、石油化工等行業的清洗作業，但在工程機械清洗領域應用較少。

（3）等離子清洗技術

等離子清洗是利用等離子體內的具有高能量的物質的活化作用，將附著在物體表面的污垢徹底剝離去除。從目前各類清洗方法來看，等離子清洗是所有清洗方法中最為徹底的剝離式的清洗。

等離子清洗技術目前多用于蝕刻工藝、BGA封裝工藝、混裝電路、液晶顯示器生產等過程，在工程機械制造及再制造過程的應用還較少。等離子清洗與濕法清洗的主要區別如表4。

（4）生物清洗

生物清洗是利用微生物將設備表面附著的油污等污物，轉化成為無毒無害的水溶性物質。其中酶清洗技術就是一種較為先進的生物清洗技術。傳統的洗滌劑是將油污暫時性地乳化為小油滴，使其從工件表面剝離。而酶清洗則是采用溶液中的酶將油污永久性地分解成溶于水的脂肪酸和長鏈的醇。

酶清洗技術的不足是清洗速度較慢，限制因素較多，特別是溫度的要求較為苛刻。酶清洗技術的優點是：對環境無污染，對人體健康無損害；清洗廢水酸堿性接近中性，也沒有毒性，經簡單處理就能夠達到排放標準。從環保角度來看，酶清洗劑比礦物精油以及酸、堿性清洗劑更符合環保要求。目前，酶清洗方式主要應用于生物、醫藥領域，在一些修理廠和廢水處理廠也得到了應用，但在機械工業領域還未實現商業化。

4.綠色清洗方案的應用

國內工程機械行業多數整機生產廠家，較少涉及動力元件、泵閥、電氣元件的設計生產，不具備對此類零部件進行再制造的能力，為此該類零部件的再制造以委托專業再制造廠家進行較為合適。

工程機械清洗方案設計的原則如下：方案設計要力求做到簡化流程、減少設備、按需配置、安全環保的要求；拆解前整機清洗可用低壓水射流沖洗，拆解后清洗方案需根據零部件類型及污物類型進行選擇；大型零件的油污、油泥最好用高壓水射流設備清洗，若需除漆、除銹則用超高壓水射流或低壓磨料水射流設備清洗；過熱蒸汽清洗技術清洗高壓水射流技術不方便清洗的中小型零部件，可將其作水射流清洗后一道工序，清洗未洗凈或遺漏的污物；超聲清洗需要另購水基清洗液，為此可用超聲清洗技術清冼過熱蒸汽較難清洗的多孔洞。針對國內該行業特點，我們總結了汽車起重機部分再制造零部件的污物類型及清洗方案，供大家參考，如表5所示。

工程機械作為傳統制造業中的資源消耗大戶，在該行業開展再制造勢在必行。而再制造消洗作為再制造工序中的重要一環，直接影響著再制造產品的質量和再制造費用，必須予以足夠的重視。傳統化學清洗方法對環境的影響已不符合當今社會對綠色環保、可持續發展等發面的要求，因此向工程機械再制造產業引入綠色消洗方法變得尤為重要。同時，綠色清洗設備搭配好的清洗方案更可以物盡其用，事半功倍，助力工程機械再制造行業發展壯大。

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