“凈給利”設備的應用

李 雷，劉春良

（長城汽車股份有限公司，河北省汽車產業技術研究中心，河北保定 071000）

0 引言

涂裝是整車制造的重要工藝之一。在車型涂裝過程中，車型前處理系統是一個復雜的系統，每一個環節都會影響到車身的涂裝質量。前處理對車身清洗效果的優劣程度直接影響到車身的電泳效果，同時，前處理系統工藝復雜，能耗高，產生的廢物（水）多，各個車輛生產企業在關注產品質量、提升涂裝前處理效果的同時，對節能降耗、降低成本亦有需求。

“凈給利”工業清洗液處理系統是源自于德國科學家對自然界“颶風”現象的深刻理解，經過二十多年的潛心研究而發明的清潔液處理技術。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，增強水的清潔功能。

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

1 技術原理介紹

“凈給利”工業清洗液處理系統利用流體層流切割和高壓突變、低壓內爆等物理處理方式將清洗液中的大分子水團轉變為小分子水團，小分子水團能夠進入罅隙，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，具有更長的使用壽命。

下面以脫脂液為例進行介紹：

（1） 脫脂液的性能得以改善：通過純物理的方式使脫脂液的物理狀態發生改變，提高了脫脂液的浸潤及滲透性能，在同等條件下，改善了脫脂效果。從理論上看，當脫脂液溫度降低時，化學反應的速率及脫脂劑的浸潤及滲透性能會降低，但是經過“凈給利”工業清洗液處理系統處理后，在低溫下就能夠實現高溫脫脂的效果，其原因是通過處理后的脫脂液的性能發生了改變。

（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高，特別是乳化的油粒，由于在油滴外層會有一層水殼，非常不利于油水分離過程；經過系統處理后，這部分水殼被破壞，油粒更容易彼此結合而被油水分離器分離。經過“凈給利”工業清洗液處理系統處理后，溶液的表面張力降低，并在一定時間內維持穩定，保持較高的活性。因此，槽液中的含油量能夠長時間維持在較低的水平。

2 “凈給利”設備的安裝及應用

“凈給利”設備主體安裝一般分為2種模式：一種是柜體式（圖1）；一種是接水盤安裝模式。從美觀的角度，柜體式更為美觀；接水盤式則更容易維護。根據現場具體情況，在安裝方式上稍有區別，但均需遵循以下原則：（1）對管路的影響最小，一般通過設置旁路減少對管路循環的影響；（2）安裝于過濾器后，避免大顆粒雜質進入系統，對系統造成磨損，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

通過過濾后管路設置旁路，引出一部分脫脂液，經過“凈給利”工業清洗液處理系統處理后，回到槽液，如此循環處理。

安裝調試工作對正常生產的影響應降至最低，在現場考察完畢后，對管路進行設計，管路預加工需在車間外部進行，過濾罐后的旁通作為“凈給利”設備與脫脂槽之間的接口，盡量避免動火作業，在不停線、管路無大的變動的情況下完成安裝。在運行方式上，“凈給利”主要是實施槽液循環，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”工業清洗液處理系統要求24 h運行。

3 應用效果簡介

（1） 除油

通過槽液循環，讓槽液形成可控的流態，形成剪切力和摩擦力，讓“水包油”態的油水殼破裂，使油得到釋放，形成油顆粒或者“油包水”態油，通過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。實現延長槽液使用周期，減少脫脂液的排放。

脫脂液使用一段時間后會出現老化現象，而不得不更換槽液。之所以會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過濾的方式去除，但是部分細顆粒物和油脂、脫脂劑本身形成穩定的團狀結構而得不到釋放。油水分離器的本質是通過高溫（80~90 ℃）打破這種穩定的結構（破乳過程），但從目前的情況看，大多數主機廠的油水分離器運行效果并不理想，導致乳化油和細顆粒的團狀穩定結構長期存在于脫脂液中。“凈給利”設備通過物理方式，打破這種穩定的結構，并創造了油彼此聚集的機會（油水分離的第二機理，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。

（2） 延長倒槽周期，提高利用率

脫脂倒槽的周期主要依據2個指標，含油量和車身清洗數量。通過”凈給利”設備的運行，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，減少廢脫脂液的排放，降低單臺成本。以我司某主機廠為例，預脫脂換槽周期為每周1次，使用“凈給利”系統后，槽液換槽周期延長至每2周1次，可節約成本約10萬元/a。清洗液可以反復循環多次利用，至少可以節省50%以上的新鮮水補充量。降低了化學清洗劑的使用量，減少50%以上的廢水排放量，降低了對環境的影響，節省了大量的污水處理費用，綠色環保。

（3） 降低脫脂溫度

涂裝作為能耗大戶，節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”清洗液處理系統后，在45 ℃下就可以穩定脫脂，達到預期的脫脂效果，脫脂溫度的降低意味著更低的能耗。

（4） 改善清洗質量，提高產品品質

涂裝前處理是一個復雜的過程，受到各種因素的影響，導致清洗質量不達標，影響電泳效果，需對電泳漆面進行打磨處理，從而帶來生產質量問題和單車生產成本的增加。對于不同的應用環節，對質量的改善對象不同，但是最終體現于縮孔數量的減少。某標桿工廠在脫脂環節和脫脂后水洗環節應用了“凈給利”工業清洗液處理系統，一方面，顆粒得到減少；另一方面，通過對特定區域的縮孔統計，發現縮孔數量顯著減少。

4 項目開展策劃方案

對于新建項目和改造項目，“凈給利”的項目實施大同小異，以改造項目的實施方式為例，對“凈給利”工業清洗液處理系統的項目實施說明如下：

（1） 客戶項目介紹及前期溝通，了解設備的工作原理及設備應用的可行性；

（2） 達成合作意向，實施現場工況調查，確立應用目標；

（3） 工藝概要設計：現場評估可安裝性、安裝位置、設備選型、初步的工藝設計；

（4） 投資收益核算：在確定應用目標和工藝的基礎上，實施應用目標下的投資收益核算，一般與工藝概要設計同步實施；

（5） 合作意向確定：雙方達成項目實施意向，簽署應用協議；

（6） 詳細方案設計：確定現場電控、管線、設備的詳細安裝位置、尺寸；

（7） 現場安裝調試：根據詳細的設計方案，實施現場的設備安裝與調試；

（8） 應用調試及應用效果評估：根據應用目標，提出應用調試方案，進行應用效果評估；

（9） 應用后評估：根據前期結果，實施應用總結。

5 結語

“凈給利”工業清洗液處理是一個自然的物理過程，無化學添加、無輻射，是一種綠色環保的清潔水技術。相比傳統的清潔水技術，經過“凈給利”系統處理的水具有更好的潔凈度和流動性。系統安裝占地面積小，可以很容易地安裝結合到已有的生產清潔工藝中，且不影響其他工藝。系統無運動部件，只有運行和停止兩個簡單按鈕，即開即用，使用安全，不需要日常維護。設備采用特種不銹鋼材質，可長期穩定可靠運行，無耗材，運行成本低。