李 雷，劉春良

（長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司，河北省汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心，河北保定 071000）

0 引言

涂裝是整車(chē)制造的重要工藝之一。在車(chē)型涂裝過(guò)程中，車(chē)型前處理系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)影響到車(chē)身的涂裝質(zhì)量。前處理對(duì)車(chē)身清洗效果的優(yōu)劣程度直接影響到車(chē)身的電泳效果，同時(shí)，前處理系統(tǒng)工藝復(fù)雜，能耗高，產(chǎn)生的廢物（水）多，各個(gè)車(chē)輛生產(chǎn)企業(yè)在關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量、提升涂裝前處理效果的同時(shí)，對(duì)節(jié)能降耗、降低成本亦有需求。

“凈給利”工業(yè)清洗液處理系統(tǒng)是源自于德國(guó)科學(xué)家對(duì)自然界“颶風(fēng)”現(xiàn)象的深刻理解，經(jīng)過(guò)二十多年的潛心研究而發(fā)明的清潔液處理技術(shù)。它以純物理的手段處理涂裝前處理用水，增加水分子的活性，降低水的黏滯性和表面張力，從而大大提高水的溶解力和滲透力，增強(qiáng)水的清潔功能。

“凈給利”的主要特點(diǎn)：在不添加其他化學(xué)成分的情況下，通過(guò)物理變化，降低液體的表面張力，提高清洗液的清洗能力，改善汽車(chē)涂裝質(zhì)量，降低清洗液的槽液溫度，延長(zhǎng)清洗液的使用周期，減少清洗液的用量及廢水排放的處理量。

1 技術(shù)原理介紹

“凈給利”工業(yè)清洗液處理系統(tǒng)利用流體層流切割和高壓突變、低壓內(nèi)爆等物理處理方式將清洗液中的大分子水團(tuán)轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿铀畧F(tuán)，小分子水團(tuán)能夠進(jìn)入罅隙，清洗罅隙中的污物，液體表面張力降低，溶解能力提高，使液體具有更強(qiáng)的清洗效果；液體的黏滯性降低，滲透力提高，使液體更容易清洗污物；清洗液的物理性能得以改善，具有更長(zhǎng)的使用壽命。

下面以脫脂液為例進(jìn)行介紹：

（1） 脫脂液的性能得以改善：通過(guò)純物理的方式使脫脂液的物理狀態(tài)發(fā)生改變，提高了脫脂液的浸潤(rùn)及滲透性能，在同等條件下，改善了脫脂效果。從理論上看，當(dāng)脫脂液溫度降低時(shí)，化學(xué)反應(yīng)的速率及脫脂劑的浸潤(rùn)及滲透性能會(huì)降低，但是經(jīng)過(guò)“凈給利”工業(yè)清洗液處理系統(tǒng)處理后，在低溫下就能夠?qū)崿F(xiàn)高溫脫脂的效果，其原因是通過(guò)處理后的脫脂液的性能發(fā)生了改變。

（2） 破乳，更利于油水分離：脫脂槽液之所以老化及需要更換，主要原因是脫脂液中含油量過(guò)高，特別是乳化的油粒，由于在油滴外層會(huì)有一層水殼，非常不利于油水分離過(guò)程；經(jīng)過(guò)系統(tǒng)處理后，這部分水殼被破壞，油粒更容易彼此結(jié)合而被油水分離器分離。經(jīng)過(guò)“凈給利”工業(yè)清洗液處理系統(tǒng)處理后，溶液的表面張力降低，并在一定時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定，保持較高的活性。因此，槽液中的含油量能夠長(zhǎng)時(shí)間維持在較低的水平。

2 “凈給利”設(shè)備的安裝及應(yīng)用

“凈給利”設(shè)備主體安裝一般分為2種模式：一種是柜體式（圖1）；一種是接水盤(pán)安裝模式。從美觀的角度，柜體式更為美觀；接水盤(pán)式則更容易維護(hù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，在安裝方式上稍有區(qū)別，但均需遵循以下原則：（1）對(duì)管路的影響最小，一般通過(guò)設(shè)置旁路減少對(duì)管路循環(huán)的影響；（2）安裝于過(guò)濾器后，避免大顆粒雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)造成磨損，可接受的顆粒直徑范圍≤300 μm；（3）管路盡可能短，沿程阻力盡可能小。對(duì)一般的船型槽，安裝方式如圖1所示。

圖1 主脫脂管路“凈給利”設(shè)備安裝示意圖Figure 1 The installation schematic diagram of the“Jing Gei Li”equipment of the main degreasing pipeline

通過(guò)過(guò)濾后管路設(shè)置旁路，引出一部分脫脂液，經(jīng)過(guò)“凈給利”工業(yè)清洗液處理系統(tǒng)處理后，回到槽液，如此循環(huán)處理。

安裝調(diào)試工作對(duì)正常生產(chǎn)的影響應(yīng)降至最低，在現(xiàn)場(chǎng)考察完畢后，對(duì)管路進(jìn)行設(shè)計(jì)，管路預(yù)加工需在車(chē)間外部進(jìn)行，過(guò)濾罐后的旁通作為“凈給利”設(shè)備與脫脂槽之間的接口，盡量避免動(dòng)火作業(yè)，在不停線、管路無(wú)大的變動(dòng)的情況下完成安裝。在運(yùn)行方式上，“凈給利”主要是實(shí)施槽液循環(huán)，即從槽體抽取液體到“凈給利”核心處理器中處理，然后回到槽液。為了保障效果，“凈給利”工業(yè)清洗液處理系統(tǒng)要求24 h運(yùn)行。

3 應(yīng)用效果簡(jiǎn)介

（1） 除油

通過(guò)槽液循環(huán)，讓槽液形成可控的流態(tài)，形成剪切力和摩擦力，讓“水包油”態(tài)的油水殼破裂，使油得到釋放，形成油顆?；蛘摺坝桶睉B(tài)油，通過(guò)油水分離裝置將其從脫脂槽液中分離，從而降低槽液的含油量。實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)槽液使用周期，減少脫脂液的排放。

脫脂液使用一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，而不得不更換槽液。之所以會(huì)老化的根本原因在于失去了脫脂性能和顆粒物增多，大的顆粒物可以通過(guò)過(guò)濾的方式去除，但是部分細(xì)顆粒物和油脂、脫脂劑本身形成穩(wěn)定的團(tuán)狀結(jié)構(gòu)而得不到釋放。油水分離器的本質(zhì)是通過(guò)高溫（80~90 ℃）打破這種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)（破乳過(guò)程），但從目前的情況看，大多數(shù)主機(jī)廠的油水分離器運(yùn)行效果并不理想，導(dǎo)致乳化油和細(xì)顆粒的團(tuán)狀穩(wěn)定結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期存在于脫脂液中。“凈給利”設(shè)備通過(guò)物理方式，打破這種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，并創(chuàng)造了油彼此聚集的機(jī)會(huì)（油水分離的第二機(jī)理，聚集上浮），從而使油能夠上浮，更容易被收集，而從脫脂液中分離出來(lái)。

（2） 延長(zhǎng)倒槽周期，提高利用率

脫脂倒槽的周期主要依據(jù)2個(gè)指標(biāo)，含油量和車(chē)身清洗數(shù)量。通過(guò)”凈給利”設(shè)備的運(yùn)行，改善了除油效果，降低了槽液含油量，使槽液含油量維持在3.5 g/L以下的低水平，從而提高了脫脂液的清洗效果，減少倒槽及洗槽頻次，提高脫脂劑的利用效率，減少?gòu)U脫脂液的排放，降低單臺(tái)成本。以我司某主機(jī)廠為例，預(yù)脫脂換槽周期為每周1次，使用“凈給利”系統(tǒng)后，槽液換槽周期延長(zhǎng)至每2周1次，可節(jié)約成本約10萬(wàn)元/a。清洗液可以反復(fù)循環(huán)多次利用，至少可以節(jié)省50%以上的新鮮水補(bǔ)充量。降低了化學(xué)清洗劑的使用量，減少50%以上的廢水排放量，降低了對(duì)環(huán)境的影響，節(jié)省了大量的污水處理費(fèi)用，綠色環(huán)保。

（3） 降低脫脂溫度

涂裝作為能耗大戶，節(jié)能一直是有待解決的難題之一。以某工廠為例，該工廠原脫脂溫度為53 ℃，使用“凈給利”清洗液處理系統(tǒng)后，在45 ℃下就可以穩(wěn)定脫脂，達(dá)到預(yù)期的脫脂效果，脫脂溫度的降低意味著更低的能耗。

（4） 改善清洗質(zhì)量，提高產(chǎn)品品質(zhì)

涂裝前處理是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，受到各種因素的影響，導(dǎo)致清洗質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，影響電泳效果，需對(duì)電泳漆面進(jìn)行打磨處理，從而帶來(lái)生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題和單車(chē)生產(chǎn)成本的增加。對(duì)于不同的應(yīng)用環(huán)節(jié)，對(duì)質(zhì)量的改善對(duì)象不同，但是最終體現(xiàn)于縮孔數(shù)量的減少。某標(biāo)桿工廠在脫脂環(huán)節(jié)和脫脂后水洗環(huán)節(jié)應(yīng)用了“凈給利”工業(yè)清洗液處理系統(tǒng)，一方面，顆粒得到減少；另一方面，通過(guò)對(duì)特定區(qū)域的縮孔統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)縮孔數(shù)量顯著減少。

4 項(xiàng)目開(kāi)展策劃方案

對(duì)于新建項(xiàng)目和改造項(xiàng)目，“凈給利”的項(xiàng)目實(shí)施大同小異，以改造項(xiàng)目的實(shí)施方式為例，對(duì)“凈給利”工業(yè)清洗液處理系統(tǒng)的項(xiàng)目實(shí)施說(shuō)明如下：

（1） 客戶項(xiàng)目介紹及前期溝通，了解設(shè)備的工作原理及設(shè)備應(yīng)用的可行性；

（2） 達(dá)成合作意向，實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)工況調(diào)查，確立應(yīng)用目標(biāo)；

（3） 工藝概要設(shè)計(jì)：現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估可安裝性、安裝位置、設(shè)備選型、初步的工藝設(shè)計(jì)；

（4） 投資收益核算：在確定應(yīng)用目標(biāo)和工藝的基礎(chǔ)上，實(shí)施應(yīng)用目標(biāo)下的投資收益核算，一般與工藝概要設(shè)計(jì)同步實(shí)施；

（5） 合作意向確定：雙方達(dá)成項(xiàng)目實(shí)施意向，簽署應(yīng)用協(xié)議；

（6） 詳細(xì)方案設(shè)計(jì)：確定現(xiàn)場(chǎng)電控、管線、設(shè)備的詳細(xì)安裝位置、尺寸；

（7） 現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試：根據(jù)詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案，實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備安裝與調(diào)試；

（8） 應(yīng)用調(diào)試及應(yīng)用效果評(píng)估：根據(jù)應(yīng)用目標(biāo)，提出應(yīng)用調(diào)試方案，進(jìn)行應(yīng)用效果評(píng)估；

（9） 應(yīng)用后評(píng)估：根據(jù)前期結(jié)果，實(shí)施應(yīng)用總結(jié)。

5 結(jié)語(yǔ)

“凈給利”工業(yè)清洗液處理是一個(gè)自然的物理過(guò)程，無(wú)化學(xué)添加、無(wú)輻射，是一種綠色環(huán)保的清潔水技術(shù)。相比傳統(tǒng)的清潔水技術(shù)，經(jīng)過(guò)“凈給利”系統(tǒng)處理的水具有更好的潔凈度和流動(dòng)性。系統(tǒng)安裝占地面積小，可以很容易地安裝結(jié)合到已有的生產(chǎn)清潔工藝中，且不影響其他工藝。系統(tǒng)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，只有運(yùn)行和停止兩個(gè)簡(jiǎn)單按鈕，即開(kāi)即用，使用安全，不需要日常維護(hù)。設(shè)備采用特種不銹鋼材質(zhì)，可長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行，無(wú)耗材，運(yùn)行成本低。