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MFC推荐冲压-苏州洁力美:先进工业清洗助力环保升级

文|刘明星、王思杰、李建

洁力美工业设备有限公司总经理周昆

MFC《金属板材成形》杂志每年在业内 举办一系列的冲压专题会议,邀请全产业链的 企业参会,其中就有苏州市洁力美工业设备有 限公司。该公司周昆总经理在深拉伸会议上分 享过针对冲压行业的专题报告,推介新型零排 放的工业清洗技术,获得与会代表的热烈欢迎。 2019 年 5 月,MFC 的记者在洁力美的工厂 采访了周昆总经理,希望让更多企业了解工业 清洗的相关知识。

MFC:首先请您先简单介绍一下苏州市洁力美工业设备有限公司的整体情况。

周昆:苏州洁力美成立于2012年,一直积极致力于工业制造领域高端清洗设备的研发和制造。公司以“安全、环保、低耗、高效”为首要目标,成功研发出业内领先的“单槽式全自动真空碳氢清洗机”以及“全自动真空碳氢蒸馏再生机”,其超低的溶剂消耗量和废液零排放的优异性能引领了工业清洗行业一次新革命。产品已全面应用于航空部件、齿轮加工、汽车部件、轴承制造、金属冲压、热处理、光学仪器和医疗器械等各行业。

在创办洁力美之前,我们几个创始人已经在工业清洗行业摸爬滚打了十几年,最初购买日本的清洗设备对外加工。我们接触到各行各业的应用,发现有很多需要改进的地方,于是从2012年成立洁力美,开始研发自己的设备。前后投入了两千多万,陆续迭代推出清洗机和蒸馏再生机,操作界面、清洗效率和效果都有了显著提升,成为业内少数掌握高端无污染清洗核心技术的公司。

MFC:目前金属加工行业的清洗主要有哪些方式?各有什么特点?

周昆:工业清洗应用非常广泛,产业链包括工业清洗剂、工业清洗设备和工业清洗应用及服务三大行业。工业清洗与制造业密切相关,是很多生产工艺的一个局部工序或者辅助工序。清洗不提供最终的产品,不创造附加价值,往往被人们看作是一个简单的工作而轻视它。但事实上,清洗的好坏决定着最终产品的性能和质量,特别是在当今的高科技产业中,清洗的作用尤为突出。

精密工业清洗包括各种产品加工生产过程中的清洗,各种材料及设备表面的清洗等,以能够去除微小的污垢粒子为特点;超精密清洗包括精密工业生产过程中对机械零件、电子元件,光学部件等的超精密清洗,以清除极微小污垢颗粒为目的。

近年来,干式清洗发展迅速,如激光清洗、紫外线清洗、等离子清洗、干冰清洗、真空清洗等在高、精、尖工业技术领域得到快速发展。

金属冲压成形工序要用到拉伸油和润滑油,落料、成形、冲裁、抛光和去毛刺等工序会产生金属颗粒吸附在工件上,这会影响后续的加工。后续的如真空离子镀膜如PVD涂层(物理气相沉积涂层)、CVD涂层(化学气相沉积涂层)、喷漆、粘接、软焊、铜焊、熔焊和组装等对金属表面清洁度有极高的要求,肉眼看不见的颗粒、油污和水渍等都可能导致出现气泡、起皮、松动和疵点等残次品,这就需要在这些工序之前进行彻底的清洗。

目前工业清洗剂主要有水基溶剂、碳氢溶剂和卤代烃溶剂。卤代烃溶剂是ODS消耗臭氧层物质,受各种国际公约限制,所以从2010年起,曾经广泛应用的四氯乙烯、三氯乙烯等卤代烃类溶剂被禁止用于工业清洗。

所以目前主流的是水基溶剂清洗和碳氢溶剂清洗,二者都广泛应用于金属加工清洗行业,用来除油和金属颗粒。但是一个显著的趋势是,碳氢真空清洗技术发展迅速,在精密五金零件的逐渐成为主流的清洗方式。

MFC: 刚才您带我们参观工厂的时候,反复强调你们的碳氢 清洗技术和水基清洗的差别,能给我们读者介绍一下吗?

周昆:2010年之后,毒性大的卤代烃溶剂被禁止之后,水基溶剂获得较大发展,理论上优点是化学性能稳定、不易挥发,毒性小、安全、投资成本低、清洗剂成分提炼容易、溶解效率高,这在环保要求不高的时候,几乎处于垄断地位。

但是实际应用中,水基型清洗使用成本很高,污染严重,VOC排放比较高。清洗液往往有酸碱腐蚀性,相对于不同的材质、类型的工件,必须要使用不同的清洗液来清洗,同时产生的废水也需要用不同的工艺来处理;水的汽化热高导致能耗大,干燥时间长,单位能耗是碳氢清洗的3~5倍以上;水系统容易产生水垢,定期产生大量废水,其中除了定期更换的清洗废液外,还有漂洗产生的大量含油废水,成分复杂,处理比较困难。目前一般企业的清洗废水处理成本在4000~6000元/吨,这对企业是巨大的负担。现在环保监督严格,企业不再可能像以前可以那样偷偷把污水排放掉,同时这种工艺通过环评的难度也陡然增大。

这个时候碳氢溶剂清洗的优势就突显出来了,中国的碳氢清洗技术最早是由日本企业于上世界90年代引入中国的。碳氢化合物是指只有碳元素和氢元素的化学物,已经结构的烃有2000多种,其中常温下为液态称为碳氢溶剂,其中烷烃化学性能稳定,而且毒性很低,所以被用来做工业清洗剂。

烷烃溶剂从石油中经过复杂的提纯之后,去除了有毒的硫醇和芳烃,经口毒性、吸放毒性和接触毒性可以做到超级低;同时可以达到50~60度以上的闪点,馏程适中,足够快的蒸发速度,加快清洗效率。

和水基溶剂相比,碳氢溶剂公认有超强的除油效果,而且残油很容易和溶剂分离开,进行回收或者燃烧处理都很便捷;清洗后,碳氢溶剂在工件上几乎没有残留,也不会像水基溶剂那样,因残留液导致金属产生水印或锈斑。

针对碳氢清洗工艺的攻击主要集中在毒性、安全性和清洗效率方面。从技术角度讲,这三个问题都已经解决,那就是用优质可靠的碳氢真空清洗设备,配上优质纯净的碳氢溶剂,运用合理的工艺进行清洗。

但是不可否认的是,一些品质低劣的溶剂充斥市场,迎合了部分用户图便宜的需求。同时碳氢清洗设备行业的密封性、安全性、稳定性和自动化水平异于平常,对工艺设计和制造水平有很高的要求。很多碳氢清洗设备制造商没有自主开发能力,囫囵吞枣地仿制日本产品,不懂其中的诀窍,没法个性化工艺开发,也不具备匹配的制造水平,当然最终产品也卖不上价格。这导致市面的设备鱼龙混杂,品质和性能参差不齐,实际应用效果是,设备、溶剂和工艺任何一个环节不达标,就不能把碳氢清洗的优势真正发挥出来。

目前业内主要是水性超声波清洗设备和传统多槽式碳氢清洗设备,这两种都存在环保和技术缺陷。

以传统多槽式碳氢清洗机为例,一般采用敞开式非真空清洗槽清洗,VOC(有机化合物)排放比较高,而且因为传统的碳氢清洗机的蒸馏能力不彻底,排出的废液事实上是HW06(废有机溶剂与含有机溶剂废物),已经受到各地环保部门的严格限制。清洗剂损耗巨大,同时很难满足防火防爆的安监要求,为了降低成本,购买廉价含杂质的碳氢溶剂在所难免,对环保和劳保都是挑战。

洁力美的设备,颠覆了传统的设计,已经做到完全密封、真空、无挥发、无排放。

MFC:洁力美针对冲压行业清洗的设备是怎样的?

MFC:洁力美针对冲压行业清洗的设备是怎样的?我给大家简单讲讲洁力美设备的几个典型的特点:

1.清洗槽全真空状态,无燃爆风险。安全第一,真空优先,一旦有空气进入,所有的管道自动锁死;

2.全密闭系统,零挥发损耗,在一个完全封闭的清洗槽内实现所有的清洗和干燥工艺,清洗槽自动锁闭防泄漏;

3.液高温裂解、酸败氧化。全自动清洗液添加,全通量过滤系统、液上喷淋过滤系统能将固体杂质彻底过渡;每小时能回收300~400升碳氢溶剂;

4.全工艺清洗,清洗无死角,通过对零件的旋转或者摆动来提升洗净和干燥效果,通过真空、超声波作用提升洗净效果,清洗效率是多槽的2~3倍,单位清洗成本低;

5.全数码操控,APP实时监控,支持客户对清洗工艺步骤编程和存储,操作面板提供丰富的设备运行、维护和故障诊断信息,有远程调试、诊断功能。用户可以用手机APP可以随时监控设备运行状态;清洗节拍自动计时,清洗篮筐数量自动记录。

洁力美的清洗的效果是工件表面张力不低于42mN/m,金属、非金属颗粒物的清理也控制得非常棒,防锈效果在三个月以上,业内人士知道,这个标准非常高了。

MFC:洁力美单槽真空清洗机针对冲压行业清洗的工艺是怎样的?

周昆:第一步:进料抽真空。通过料台,将清洗篮放入清洗槽中,清洗槽抽真空至设定值后导入清洗液;

第二步:真空预喷淋。通过高压预喷淋系统用加热后的碳氢将产品表面油污冲洗,冲洗下来的脏液进行持续蒸馏回收;

第三步:旋转超声波。真空状态下超声波清洗工件至设定时间,工件可选择旋转或摆动;

第四步:粗洗后排液。将粗洗后的清洗液导入到储液槽并被连续的蒸馏再生;

第五步:液上喷淋。导入再生后的纯净清洗液对工件进行液上喷淋循环过滤,为了将超声波打下来的颗粒物冲走;

第六步:蒸汽清洗排液。用高温碳氢蒸汽进行气相清洗,清洗后进行排液;

第七步:真空干燥防锈。蒸汽后对工件进行真空突沸干燥,如有需求可选配防锈处理。

以洁力美主流的单槽工筐(尺寸1300mm×470mm×300mm)为例,清洗节拍10分钟一个完整清洗流程,年使用量只需要3桶碳氢,这就没有必要图便宜买劣质的碳氢溶剂;兼容多种

清洗剂,有磁性吸附,五级过滤,洁力美的设备只需要一个工人就可以操作,而且车间内没有溶剂的气味,工作环境干净舒爽,对于工人的健康保护远甚于传统方式。

传统多槽碳氢只有超声波和干燥两个工序,洁力美集成了预喷淋、喷淋、旋转超声波、涌流、蒸汽、干燥等复杂的工艺,所以对于金属颗粒、油污等清洗效果才能有质的飞跃。

这样一年下来,所有的油品和滤芯耗材不过15000元,每个月的耗材不过1000多元,使用成本很低,主要的成本就是设备投资。

这些都是我们自己原创的技术,走在业内的前列,这也是为什么我们有底气在业内说,我们对传统的工业清洗进行了革命化的创新。

MFC:最终清洗出来的废油怎么处理呢?

周昆:清洗中,设备蒸馏回收系统一直将清洗后的液体通过真空低温蒸馏的方式,将碳氢变为蒸汽,经水冷系统冷却后,新液回至储液槽。废液中的杂油经浓缩后排至废油收集罐,冷却后排出。

我们可以通过对排出的废油进行闪点检测判定是否含有碳氢。排出后的废油,如为单一油品,经长时间沉淀后,仍可继续使用。

排出后的废油,如为多种油品混合,可交由专业废液处理公司处理。

普通碳氢设备排出的废油含有大量碳氢,废液等级为HW06有机溶剂废物,处理成本极高。洁力美设备排出的废油不含有碳氢,废液等级为HW08废矿物油,作为一般废油处理。

MFC:目前的环保政策对工业清洗行业有哪些影响?

周昆:2015年1月1日,时隔25年修订的《新环保法》正式生效,改变以往各级一切以经济建设中心的发展模式,环保部门开始真正掌握对排污企业的生杀大权,环保也列入对政府官员的考核。具体而言,旧法是定额罚款,违法成本低,新法罚款是按日计罚,上不封顶,还可以查封和扣押;新法罕见地把行政拘留作为处罚措施,板子直接打到违法单位的负责人身上,威慑力大增;新法还鼓励民间力量参与监督,对重大的环境违法事件直接让分管领导引咎辞职。

从2017年开始,政府改变了对企业一家一家以点监督的方式,改为把行政区域划分成小格子的片区,安排环保督察员无死角巡视。

在这种情况下,高污染的石油冶炼化工首当其冲,自不必说。金属加工行业的电镀、酸洗、喷涂等被重点监控,然后就是清洗冲压、切削、磨削、淬火等工艺的辅助用油的污水排放也被严格管制起来。比如一个企业如果以前没有污水和VOC排放资质,现在想上传统的清洗设备,那么就根本不可能通过环评。

严格的环保政策对工业清洗行业整体有巨大的推动作用,但是对高污染、高排放的清洗工艺是限制发展的。

MFC:感谢您把工业清洗的行业特点和工艺讲得这么清楚。 您对洁力美和工业清洗行业有什么展望?

周昆:以前环保管的松的时候,污水排放对环境的污染确实触目惊心,让人痛心疾首!对于国家加大环保治理,我一百个赞成,不仅仅给我们这些高科技企业带来机遇,而是这是关系子孙后代可以持续性发展的大事。

我们通过技术进步,能够提升清洗效果、效率、降低成本,造福用户企业和工人,这让企业切换清洗方式的痛苦大大降低。

现在,国家通过税务等手段,对碳氢等化工制品实行登记管控,你买了多少吨,废料处理多少吨,都要对得上。如果出现差额,就可以认定你是挥发到空气中了,造成污染就给予重金罚款。所有的企业都必须通过技术进来满足排放要求。

洁力美正在做的事情:除了持续降低能耗和物耗,第一是要实现傻瓜相机式的自动化工业清洗。像傻瓜相机一样,自动对焦,把白平衡、感光度、快门速度全部根据不同的材质自动设置好,不需要工人不停地调试各种参数。

还有就是通过自动化料道,清洗篮装好工件进入清洗室,自动清洗完,经过洁净房、零件打包,然后空篮子返回,开始下一个轮回,提升清洗效率。

第二是针对不同行业的零件开发新的设备、材料和工艺。碳氢并不能解决所有的工件清洗问题,比如针对切削液的清洗,碳氢效果不好。我们就开发出改性醇替代碳氢工艺,还是利用洁力美的设备,加一个水分离装置,就可以清洗水性液体加工的工件了,效果非常好。

有一个非常成功的案例来自轴承行业:轴承有很多部件,需要自动化连线生产,中间有两个煤油清洗的环节。生产线是现成的,我们的清洗设备没法嵌入,但是可以用洁力美的“全自动蒸馏碳氢再生设备”来帮助他们清洁煤油溶剂。原本他们行业需要定期处理旧的废煤油,几十吨地购买新的煤油,两头都要花钱,这下全部都省掉了,而且煤油的洁净度也比以前干净很多。

MFC:如果真的这么多明显的优点,我们 MFC 真的要大 力协助你们推广!

周昆:感谢感谢!我通过创迈精密的马锐总经理介绍,参加MFC的深拉伸论坛,结识了很多深拉伸冲压的客户。听了我的推介,一些客户总觉得我在吹牛,非要到用户那里眼见为实,然后心服口服。

我公司第一个大客户是中国航发,他们在听取了我们理念之后,在没有样机的情况下就给我们订单,终于把样机做出来,实现了历史性的突破,现在已经买了我们四台设备。还有一家我们苏州新区日本冲压加工客户,因为环保查得严,四台进口的多槽碳氢清洗剂每台每月销售8~10桶,每个月废液量高达总液量的一半,一年采购碳氢60多吨,是园区点名整改的高污染企业。

他们了解我们的设备之后,很谨慎,不相信我们是原创,回日本去找同类型设备,没有!来中国好不容易找到同类设备比较,各项指数都达不到,最后终于从洁力美采购,物耗降到以前的百分之几,而且一台设备就干了以前四台的活,这就是中国制造技术进步的力量!

我们真诚地希望通过MFC的平台,让更多的客户用上我们的节能环保高效的工业清洗技术,创造青山绿水的美好明天。

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