干冰清洗技术

干冰清洗技术始于20世纪80年代末期，首先在美国国内工业领域得到应用。经过近20年的发展，无论在技术、设备，还是应用领域都逐步完善发展，已成为一种实用的清洗技术。

1.干冰清洗原理

简单地讲，干冰清洗技术是将液态CO₂通过干冰制备机（造粒机）制作成一定规格（2〜14mm直径）的干冰球状颗粒，以压缩空气为动力源，通过喷射清洗机将干冰球状颗粒以较高速度喷射到被清洗物体表面。其工作原理与喷砂工艺原理相似，干冰颗粒不但对污垢表面有磨削、冲击作用，低温（-78°C）的二氧化碳干冰粒用高压喷射到被清洁物表面，使污垢冷却以至脆化，进而与其所接触的材质产生不同的冷收缩效果，从而使污垢减小了在材质表面的粘附力。干冰粒钻入污垢裂缝，随即汽化，其体积膨胀800倍，这种气掀作用把污垢从被清洗物体的表面剥离。同时加上干冰颗粒的磨削和冲击，压缩空气的吹扫剪切，使污垢从被清洗表面以固态形式被剥离，达到了清除污垢的目的。其作用原理如图4-38所示。

图4-38干冰清洗作用原理

2.清洗装备

干冰清洗系统一般包括以下两个部分。

一是干冰造粒系统，其作用是将液态CO₂固化成干冰，并做成高密度、粒径相等的干冰颗粒。

二是干冰喷射清洗系统，利用专配的空压机供给压缩空气或工厂本身的压缩空气：在喷射清洗机中装入造粒系统预制的干冰颗粒；以压缩空气为动力源，高密度干冰颗粒通过喷枪随压缩空气喷射到被清洗工件表面，进行清洗。喷射清洗机可配备多种规格的喷枪以清洗多种污垢和各种表面。

干冰造粒机和干冰喷射机可以配套组装在一起现场使用，也可以将干冰预先造粒后，贮存于塑料密封容器中，将容器运至清洗施工现场，装入喷射清洗机中进行清洗施工。一般贮存于密封容器中的预制干冰颗粒可以保存7~10d。

3.技术特点及工艺参数

（1）技术特点

干冰作为该项清洗技术的清洗介质，其独特的物理性质和技术工艺决定了如下技术特点。

①清洗介质无毒，对人体无危害，对环境不产生污染。清洗后无清洗介质残留，无二次污染。

②干冰颗粒硬度低，对金属表面磨损小，不会产生损伤，没有二次浮锈。

③清洗洁净的表面无需进行防锈处理，简化了清洗工序。

④清洗介质不导电，对电力设备和其他运行中的设备进行在线清洗成为可能。

⑤很少产生磨损，适用于精密型模、精密轴承等零件及电子、电路板等产品的除尘、除灰清洗。

（2）工艺参数

干冰颗粒直径为2〜14mm（—般使用3mm粒径）；干冰颗粒密度为1.3〜1.5kg/L；干冰喷射温度为-78.5°C（干冰温度）；干冰射流压强为0.3~1.7MPa；干冰颗粒贮存时间为7〜10d；工作场所最高允许CO₂浓度为5000µL/L。

适合干冰清洗的污垢种类：灰尘、油污、表面涂层、积炭、结焦、表面残留物、黏合剂、油墨、积蜡等污物。

4.应用领域

（1）轮胎制造业、塑料橡胶加工业型模的清洁、成型机械的除污。

（2）食品加工业烤箱等设备积炭、结焦的清除，包装线上的黏合剂、灰尘、积蜡的在线清除。

（3）电力行业变压器及其他设备的在线清洗。

（4）电子行业、印刷行业、医药、航空、石油工业设备的清洗：

（5）表面处理行业涂层的清洗。

（6）核工业有害放射性物质的清除。

（7）汽车、飞机、船舶制造业精密型模的在线清洗。

5.发展展望

目前，该项技术在国外广泛应用于许多领域，与传统清洗方法相比，它填补了传统清洗方法由于所用清洗化学品的限制而无法涉足的领域，如航空、电力行业等。干冰清洗剂无水分及无清洗介质残留，并且随着清洗设备的不断完善，在这些领域正飞速发展。同时，干冰清洗技术对环境不产生污染这一优势将越来越受到人们的重视，有望得到更广泛的开发和应用。