​Безопасные растворители от 3M

Выбор правильного растворителя и типа моечной машины для каждой конкретной задачи, зависит от таких факторов как вид загрязнения, материал изделий, форма, количество, а также экономическая составляющая, которая зависит от того, желаете ли Вы сэкономить на самой моечной машине, либо экономить на растворителе в дальнейшем. Все эти факторы мы учитываем при работе с техническим заданием заказчика. Но в целом, мы рекомендуем использование моечных машин на растворителях, в таких сферах как микроэлектроника и прецизионное производство изделий из цветных металлов(часовое, ювелирное производство, оптика и т.п.)

История развития

Исторически первыми моечными жидкостями, которые использовались в промышленности были углеводородные растворители (бензин, уайт-спирит, керосин или их смеси), которые и по сей день часто можно встретить на производствах. Позже появились негорючие хлорсодержащие растворители, в частности трихлорэтилен (TRIC), а позднее гидрофторуглероды (HFC), и подобные им растворители типа HCFC, но с ужесточением экологических норм в начале 90х годов прошлого века, связанных с защитой озонового слоя и здоровья, промышленность стала нуждаться в адекватной замене. И не смотря на то, что современные синтетические гидрофторуглероды (HFC) уже не имеют озоноразрушающих свойств, их использование в промышленности для обезжиривания деталей так же сопряжено с определенными сложностями, связанными с тем, что эти вещества имеют очень высокую испаряемость. По этой причине, применение их в недорогих открытых моечных ваннах является довольно дорогим в следствие высокого расхода.

Позднее появились довольно сложные закрытые моечные системы с дистилляцией, которые очень популярны в Европе в связи с большой потребностью обезжиривания мелких и точных деталей из цветных металлов, но в России такие машины скорее экзотика. В таких машинах используются растворители на основе перхлорэтилена, от которого постепенно отказываются в связи с возрастающими экологическими нормами, а также растворители на основе модифицированных спиртов, однако они горючие, и обладают довольно слабой обезжиривающей способностью по сравнению с растворителями других классов. Кроме того машины на модифицированных спиртах не пригодны для работы с другими типами растворителей.

Альтернативной ветвью развития было использование действительно эффективных водорастворимых моющих средств, которые для большинства задач теперь не уступают растворителям, а в таких сложных случаях как отмывка нагаров и превосходят их, так же нельзя забывать, что растворители не отмывают остатки соли. К промышленным моечным машинам и ультразвуковым ваннам работающим на водорастворимых детергентах не предъявляют высоких требований по изоляции испарений в окружающую среду, что делает их использование гораздо привлекательнее для многих задач в сравнении с растворителями. Зачастую линии ультразвуковой мойки благодаря своей высокой производительности в сравнении с закрытыми однокамерными моечными машинами намного привлекательнее по стоимости для задач прецизионного обезжиривания деталей, в них можно отмывать соли и окисления.

В 2006 году отдельные исследователи компании 3M рассматривали новый класс растворителей, который отличается значительно более коротким временем жизни в атмосфере по сравнению с HFC. Новый класс растворителей компанией 3M производится под брендом Novec™, создан на основе гидрофторэфиров и обладает свойствами не уступающими по безопасности водорастворимым моющим средствам, а по качеству мойки во многих случаях существенно превосходит их, особенно при использовании их с косольвентами, поэтому все большее количество клиентов останавливают свой выбор именно на них.

Преимущества:

Гидрофторэфиры (HFE) на сегодняшний день являются самыми современными моющими средствами, обладающими массой преимуществ по сравнению с углеводородами, хлоруглеводородами и модифицированными спиртами, такими как:

  • Экологичность
  • нулевой потенциал озоноразрушения
  • соответствие нормативны документам ЕС
  • малое количество отходов
  • нелетучесть
  • короткое время жизни в атмосфере
  • низкая растворимость в воде
  • Безопасность
  • низкая токсичность
  • имеет наименьший класс опасности
  • негорючесть
  • безопасен для персонала
  • Отличные эксплуатационные характеристики
  • высокая рентабельность
  • компактное оборудование
  • не проводит электричество
  • выборочная растворимость
  • совместимость с материалами
  • устойчивость к окислению
  • не требует специально оборудованного помещения
  • низкий расход жидкости
  • отличная моющая способность
  • низкое поверхностное натяжение
  • не окисляется и не смешивается в водой
 

Технология очистки

При очистке растворителем на основе HFE, в основном, используется установка парового обезжиривания (рис.1). Сперва деталь опускается в левую ванну, в которой как правило находится гидрофторэфир с со-растворителем, под действием ультразвука происходит чистка, далее деталь перемещается во вторую ванну (правую) где находится чистый гидрофторэфир, там также под действием ультразвука происходит ополаскивание детали, после чего деталь проходит паровую и свободную зоны. Поскольку растворитель в установке закипает, жидкость легко испаряется с поверхности компонентов и на выходе из установки они остаются чистыми и сухими. Благодаря этому нет необходимости в продолжительных этапах ополаскивания в деминерализованой воде и сушки, как того требуют системы очистки на водорастворимых моющих средствах. Таким образом при использовании технологии с применением растворителя уменьшается вероятность коррозии и повторного загрязнения компонентов, а также снижается количество этапов, длительность моечного процесса и как следствие стоимость оборудования. Следует также отдельно отметить более низкое поверхностное натяжение растворителей, что позволяет им проникать в конструкции с более сложной геометрией, обеспечивая лучшую очистку по сравнению с водными процессами. Кроме того, растворители легче стекут с деталей и с меньшей степенью вероятности останутся в конструкциях со сложной геометрией.

Благодаря змеевикам охлаждения установленным по периметру ванны на выходе, а так же тому, что масса паров охлажденного растворителя выше массы воздуха, испарения из ванны конденсируются и стекают в чистую ванну, где ополаскиваются детали. Таким образом происходит не только сушка изделий, но и дистилляция растворителя в системе. Кроме того машина оснащена системой фильтрации от механических примесей и сепаратором для воды, которая так же конденсируется на катушках охлаждения, попадая на них из воздуха. Растворитель не смешивается с водой из-за разной плотности, поэтому попадание воды в ванны исключено, она собирается снаружи в специальной емкости. 

Безопасность и экологичность

Для некоторых пользователей растворители ассоциируются с опасностью для здоровья и воздействия на окружающую среду. Тем не менее, не все растворители одинаковы. Растворители на основе HFE имеют исключительные свойства по обоим параметрам. Они являются не горючими, не токсичны, и имеют наименьший класс опасности для здоровья IV сопоставимый с бытовыми моющими средствами. А нулевой потенциал озоноразрушения и крайне низкое влияние (ниже водных процессов) на эффект глобального потепления, делает растворители на основе HFE более предпочтительными и с экологической точки зрения. Также в сравнении с водной очисткой, где необходимо довольно часто сливать и утилизировать загрязненную жидкость, при очистке растворителем, в значительной степени снижается количество отходов, т.к. в установках парового обезжиривания, жидкость постоянно дистиллируется для повторного использования растворителей. Расход растворителя в обычно не превышает 2-4кг в месяц. 

Экономичность и рентабельность

Несмотря на преимущества растворителей, многие изготовители сталкиваются с дилеммой, заключающейся в ценовой разнице воды и растворителя. Воду, как правило, считают бесплатной, стоимость ПАВ около 7-10 евро за кг, а цена растворителей на HFE находится в диапазоне от 40 до 100 евро за килограмм. Тем не менее, необходимо учитывать полный диапазон факторов, которые формируют стоимость приобретения и эксплуатации систем очистки. Модель стоимости покупки и эксплуатации должна включать эксплуатационные расходы (электричество, повторное использование жидкости, расходы на утилизацию, диффузионные потери и потери за счет уноса), а также фиксированные затраты (начальное заполнение жидкостью и основное оборудование, включая очиститель, чистое помещение, оборудование для рециркуляции и сушки), техническое обслуживание.

Нельзя забывать, что системы на растворителях не требуют никакой водоподготовки, в отличие например от технологии прецизионной мойки деталей в линиях УЗ ванн, где обязательным является финальная промывка в деминерализованной воде. Расходы на подготовку такой воды довольно высоки, т.к. для средней ультразвуковой линии, для качественной промывки требуется около 400 литров воды в час, где 250 литров это дименирализованной вода, а 150литров идет на сброс. Плюс стоимость самой установки и ее периодического обслуживания по замене фильтров и восстановлению активных смол.

При соответствующих расчетах по ценам на электричество и воду в России на 2017 год, данная модель показывает, что при очистке растворителем расходы на эксплуатацию установки на Novec 3M практически равны расходам на эксплуатацию линии УЗ ванн для задач прецизионного обезжиривания деталей из цветных металлов. При этом оборудование для растворителей стоит дешевле. А учитывая постоянный рост тарифов на воду и электроэнергию, отмывка в гидрофторэфирах может быть весьма интересной альтернативой классическим методам обезжиривания деталей. Вы можете обратиться к нам, мы готовы предоставить Вам подробные расчеты рентабельности обоих систем.