干冰清洗技術

干冰清洗技術始于20世紀80年代末期，首先在美國國內工業領域得到應用。經過近20年的發展，無論在技術、設備，還是應用領域都逐步完善發展，已成為一種實用的清洗技術。

1.干冰清洗原理

簡單地講，干冰清洗技術是將液態CO?通過干冰制備機（造粒機）制作成一定規格（2?14mm直徑）的干冰球狀顆粒，以壓縮空氣為動力源，通過噴射清洗機將干冰球狀顆粒以較高速度噴射到被清洗物體表面。其工作原理與噴砂工藝原理相似，干冰顆粒不但對污垢表面有磨削、沖擊作用，低溫（-78°C）的二氧化碳干冰粒用高壓噴射到被清潔物表面，使污垢冷卻以至脆化，進而與其所接觸的材質產生不同的冷收縮效果，從而使污垢減小了在材質表面的粘附力。干冰粒鉆入污垢裂縫，隨即汽化，其體積膨脹800倍，這種氣掀作用把污垢從被清洗物體的表面剝離。同時加上干冰顆粒的磨削和沖擊，壓縮空氣的吹掃剪切，使污垢從被清洗表面以固態形式被剝離，達到了清除污垢的目的。其作用原理如圖4-38所示。

圖4-38干冰清洗作用原理

2.清洗裝備

干冰清洗系統一般包括以下兩個部分。

一是干冰造粒系統，其作用是將液態CO?固化成干冰，并做成高密度、粒徑相等的干冰顆粒。

二是干冰噴射清洗系統，利用專配的空壓機供給壓縮空氣或工廠本身的壓縮空氣：在噴射清洗機中裝入造粒系統預制的干冰顆粒；以壓縮空氣為動力源，高密度干冰顆粒通過噴槍隨壓縮空氣噴射到被清洗工件表面，進行清洗。噴射清洗機可配備多種規格的噴槍以清洗多種污垢和各種表面。

干冰造粒機和干冰噴射機可以配套組裝在一起現場使用，也可以將干冰預先造粒后，貯存于塑料密封容器中，將容器運至清洗施工現場，裝入噴射清洗機中進行清洗施工。一般貯存于密封容器中的預制干冰顆粒可以保存7~10d。

3.技術特點及工藝參數

（1）技術特點

干冰作為該項清洗技術的清洗介質，其獨特的物理性質和技術工藝決定了如下技術特點。

①清洗介質無毒，對人體無危害，對環境不產生污染。清洗后無清洗介質殘留，無二次污染。

②干冰顆粒硬度低，對金屬表面磨損小，不會產生損傷，沒有二次浮銹。

③清洗潔凈的表面無需進行防銹處理，簡化了清洗工序。

④清洗介質不導電，對電力設備和其他運行中的設備進行在線清洗成為可能。

⑤很少產生磨損，適用于精密型模、精密軸承等零件及電子、電路板等產品的除塵、除灰清洗。

（2）工藝參數

干冰顆粒直徑為2?14mm（—般使用3mm粒徑）；干冰顆粒密度為1.3?1.5kg/L；干冰噴射溫度為-78.5°C（干冰溫度）；干冰射流壓強為0.3~1.7MPa；干冰顆粒貯存時間為7?10d；工作場所最高允許CO?濃度為5000μL/L。

適合干冰清洗的污垢種類：灰塵、油污、表面涂層、積炭、結焦、表面殘留物、黏合劑、油墨、積蠟等污物。

4.應用領域

（1）輪胎制造業、塑料橡膠加工業型模的清潔、成型機械的除污。

（2）食品加工業烤箱等設備積炭、結焦的清除，包裝線上的黏合劑、灰塵、積蠟的在線清除。

（3）電力行業變壓器及其他設備的在線清洗。

（4）電子行業、印刷行業、醫藥、航空、石油工業設備的清洗：

（5）表面處理行業涂層的清洗。

（6）核工業有害放射性物質的清除。

（7）汽車、飛機、船舶制造業精密型模的在線清洗。

5.發展展望

目前，該項技術在國外廣泛應用于許多領域，與傳統清洗方法相比，它填補了傳統清洗方法由于所用清洗化學品的限制而無法涉足的領域，如航空、電力行業等。干冰清洗劑無水分及無清洗介質殘留，并且隨著清洗設備的不斷完善，在這些領域正飛速發展。同時，干冰清洗技術對環境不產生污染這一優勢將越來越受到人們的重視，有望得到更廣泛的開發和應用。