摘　要（yào）：對比分析傳統軸（zhóu）承清洗劑與碳（tàn）氫清洗劑的特點，詳細介紹了碳氫清洗劑的特點及清洗能力，闡述了碳氫（qīng）清洗劑對軸承清洗的工藝方法，並對碳氫清洗設備及其典型應用做了詳細介紹。
　　關鍵詞：滾動（dòng）軸承；碳氫（qīng）清洗；清洗工藝；設備
　　長期以來，汽油、煤油和水基清洗劑作為傳統的清洗劑，廣泛（fàn）應用於軸承行業。但是隨著（zhe）製造業的迅速發展，對軸承壽命、振動、噪聲的（de）要求（qiú）越（yuè）來越（yuè）高，傳統的清洗劑和清洗技（jì）術已難（nán）以滿足精（jīng）密軸承清洗的質量要求。
　　碳氫清洗劑的出現和碳氫清洗（xǐ）技術的發展很好（hǎo）地彌補了傳（chuán）統清（qīng）洗劑的不足。在日本，碳氫清洗劑廣泛（fàn）應用（yòng）於工業清洗中，以碳氫溶劑作為清洗劑已成為日本（běn）清洗行（háng）業的主流^[1-2]。歐美各國也早已積極采用碳氫清洗技術，用於精密和超精密機（jī）械產品的清洗（xǐ）。我國引（yǐn）入碳氫清洗技術較晚，尤其是在軸承行業，碳氫清洗技術的應用較少，對碳氫清洗的工藝、清洗（xǐ）能力和優勢缺乏（fá）足夠的了解。下文對碳氫清洗劑同傳統軸承（chéng）清洗劑進行了比（bǐ）較，闡述了碳氫清洗劑的特點、清洗力、工藝以及設備的典型應（yīng）用，為軸承行業了解和使用（yòng）碳氫清洗劑提供參考。
　　1　傳統軸承清（qīng）洗（xǐ）劑與碳氫清洗劑（jì）的對比
　　傳統軸承清洗劑（jì）有（yǒu）汽油（yóu）、煤油、水基（jī）清洗劑等（děng）。汽油（yóu）的清洗效果較好（hǎo），清洗（xǐ）後（hòu）的軸（zhóu）承容易幹燥，但其易揮發、極易燃燒，危險性較大，對人體和環境的危害（hài）也較為嚴重；煤油安全性較高，清洗性能不如汽油，不是專用（yòng）清洗劑，成分複雜、閃點在（zài）42℃左右（yòu），幹燥時間較長；水基清洗劑對有機汙物的清洗效果較差，清洗後容（róng）易有活性劑殘留在軸承表麵，不易幹燥，防鏽性能不好，所以在清（qīng）洗軸承成品時一般不采用水基清洗劑（jì）。
　　碳氫（qīng）清洗（xǐ）劑同汽油、煤油同屬烴類清洗劑，廣義角度講，三者均屬有機化合物中的碳氫化合物。碳氫清洗劑主要成（chéng）分為高（gāo）純度烷烴（tīng）^[3]，是石油經精（jīng）餾（liú）塔蒸餾出來的更適合（hé）於清洗（xǐ）的成（chéng）分（fèn），然（rán）後再經過加氫，脫硫、脫芳烴等工（gōng）藝處理得（dé）到飽和烷（wán）烴，再複配以穩定劑等製備而成。碳氫清洗劑去除油脂（zhī）能力強，清（qīng）洗效果、幹燥效率大大優於煤油和水基清洗劑；其（qí）閃（shǎn）點在42～80℃，不易揮發，安全（quán）性高，是（shì）較為理想的清洗劑。傳統軸承清洗劑與碳氫清洗劑的性能對比如表1所示（shì）^[4-5]。 　　2　碳氫清洗劑特點及（jí）清洗能力
　　2.1 主要特點^[1,6]
　　（1）清洗性能（néng）好。碳氫清（qīng）洗劑與大多數防鏽油、機（jī）加工油（yóu）等油（yóu）脂同為非極性（xìng）的石油餾分，碳氫清洗（xǐ）劑清洗（xǐ）這類礦物油效果較好。
　　（2）沸（fèi）點高（gāo）（150～190℃），自然狀態下蒸發損失量小，對包裝和設備的密封（fēng）要（yào）求不高。
　　（3）幹燥後無殘留。碳氫清洗劑是非常純淨的精製溶劑，幹燥時可完全揮發，沒有任何殘留。
　　（4）無毒。碳氫清洗劑的吸人毒性、經口毒性和皮膚接（jiē）觸毒性均為低毒，且不屬於致癌物質，安全性高。
　　（5）材料相容性好。碳氫清洗（xǐ）劑中不含水分和氯、硫等腐蝕物，對各種金屬材（cái）料不會產生腐蝕和氧化。
　　（6）黏（nián）度低，表麵張力小。碳氫清洗劑的浸漬效果特別好，很容易（yì）浸漬到被洗工件（jiàn）的狹小縫隙中。清洗軸承時，不存在浸漬死角（jiǎo）。
　　（7）環保。碳氫清（qīng）洗劑可以自然降解，也可以回收利用或焚燒，焚燒的主要生成物為CO₂和水，無汙染。
　　盡管（guǎn）碳氫（qīng）清洗劑有諸多優點，但其沸（fèi）點高而閃點低（40-80℃），屬於易燃物品。沸點高，其（qí）在自然（rán）狀態下幹燥性不如（rú）傳統的鹵代烴溶劑，需要幹燥裝置；閃點低，需在清洗、幹燥和（hé）蒸餾再生（shēng）中采取（qǔ）消防措施；若采用超聲波清洗，必須加裝冷卻水裝置，以防碳氫液溫度過高。為克服這些（xiē）缺點，更好地利用（yòng）碳（tàn）氫清洗劑，需要改（gǎi）進工藝裝備，這也增大了清（qīng）洗設（shè）備的一（yī）次性投入成本。
　　2.2 清洗能力
　　軸（zhóu）承零（líng）件在機械加工（gōng）、熱（rè）處理及裝配過程中，其（qí）表麵附有許（xǔ）多無機和（hé）有機汙物^[7]，主要汙染物（wù）包括機加工冷卻液、熱處理油、切屑及灰塵等。汙物比較複雜，要求碳氫清洗劑與汙物的各種（zhǒng）組分具有良好的相（xiàng）容性。石油（yóu）類碳氫化合物為脂肪族烴（石蠟）、脂肪（fáng）族烴（tīng）（環烷）及芳香族烴（芳烴）的混合物。礦物油（yóu）等組分容易溶解在脂肪族烴中（zhōng）；當汙物（wù）中含有不易（yì）溶於碳氫（qīng）化合物的水溶性化合物時，可用（yòng）酒精類進行溶解；芳香族烴雖然溶解能力強（qiáng），但氣味（wèi）大、缺乏安全性，所以現用的碳氫清洗劑中一般不含芳香族（zú）烴。
　　碳氫清洗劑清洗性（xìng）能的（de）衡量指標（biāo）有^[2]：
　　（1）苯胺點（diǎn）。衡量石油類碳氫清洗劑對極性有機物的溶解能力，苯胺點越（yuè）低表示溶劑對極（jí）性有機物溶解能力越強。
　　（2）KB值。是（shì）對樹脂類物質溶解力的性能指標，KB值越大說明溶劑溶解樹脂（zhī）的能力越強。但（dàn）KB值對油性汙垢的清洗能（néng）力並無直接關係。
　　（3）溶（róng）解度參數SP值。SP值可表示為（wéi）：
　　δ=（△E/V）^1/2
　　式中：△E為蒸發能（néng）；V為摩爾體（tǐ）積。
　　SP值相（xiàng）近的物質具有相（xiàng）近的凝集能，因而易於互相溶解，一般碳氫清洗（xǐ）劑的SP值為7-8，此值因與機械加工油、潤滑油等的SP值相近，因此易於（yú）將（jiāng）加工後（hòu）殘留的（de）油汙溶解，並（bìng）且（qiě）具有很高的（de）清洗能力，因此，碳氫清洗劑對清洗軸承極為有利（lì）。
　　碳氫清洗劑具體清（qīng）洗能（néng）力如圖1所示。由（yóu）圖1可知，用碳氫清洗劑清洗軸承，其表麵的（de）機加（jiā）工冷卻液、熱處理油等均會被碳氫清洗劑很好地溶解，而塵埃、切屑等不溶（róng）組分也失去（qù）了黏（nián）附能力，很容易被清洗（xǐ）掉。 　　3　碳氫清洗的工藝
　　3.1 常規清洗
　　常規清洗方式包括超聲波清洗、噴淋清洗、漂洗等。
　　3.1.1 超（chāo）聲清洗及真空脫氣工（gōng）藝
　　目前超聲波清洗技（jì）術已經廣泛應用於軸承行業，超聲波在清洗液中傳播時會產生正負交（jiāo）變聲壓，衝擊清洗件；非線性效應產生聲流和微聲流；超聲空化在固體（tǐ）和液（yè）體界麵（miàn）上會產生高速微射流。所有這些作用能夠破壞汙物，除去或削弱邊界層，增加攪拌（bàn）、擴散作用，加速可溶（róng）性汙物的溶解^[1]。但是當碳氫清洗劑中殘（cán）存氣體較多時，由於超聲波在空氣中傳播衰減（jiǎn）很快（kuài），氣（qì）泡的存在會（huì）增加超聲傳播損失。另（lìng）一方麵，液體中殘存氣體越多，空（kōng）化閾值就越小，越容易（yì）發生空穴，但隨著（zhe）空化泡生長過（guò）程中擴散到泡中的氣體增（zēng）加，在空化（huà）泡（pào）崩（bēng）潰時會降低衝擊波的強度，從而削弱超聲波（bō）清洗作用（yòng）。因此，通過對封閉的超聲波清洗工位儲液槽抽真空，使儲液槽內的氣壓降低，殘（cán）存在清洗液內部的氣體大量析出，以強化超聲波的清洗作用。所以碳氫清洗設備一般配備（bèi）有真空脫（tuō）氣裝置，真空脫氣的真空度約為-0.06～一0.04MPa。
　　3.1.2 噴淋清洗（xǐ）、漂洗等工（gōng）藝
　　常規的清洗（xǐ）工（gōng）藝，一般（bān）是在經過（guò）超聲波（bō）清（qīng）洗後（hòu）進行噴淋清（qīng）洗或者漂洗。因（yīn）為超聲波清洗後，有些汙物雖然在超聲空化的作（zuò）用下（xià）已經鬆軟和浮化，但仍然（rán）附著在軸承表麵，所以需要經過噴淋衝洗將附著在零件表麵的汙物清除。如果對軸承的潔淨度要求較低，也（yě）可不用超聲波清洗而直接選用噴淋清洗。所以噴淋清洗可以（yǐ）作為單獨工序也可作為超聲清洗後續工序進行選擇使用。
　　漂洗實（shí）質（zhì）上（shàng）是對殘留（liú）在軸承表麵的汙染清洗介質進行（háng）稀釋。軸承（chéng）從清洗（xǐ）槽裏取出來（lái）之前，實質上是處在已經汙染的清洗劑當中，取出之後，表麵必然會（huì）帶出或殘留（liú）有（yǒu）汙染的清洗介（jiè）質，需通過漂洗去除。因（yīn）此，漂洗一般不會（huì）單獨使用，而（ér）是作為清洗後的工（gōng）序進行選擇使用。
　　3.2 真空狀態下（xià）的碳氫清洗
　　真空狀（zhuàng）態下的超（chāo）聲波清（qīng）洗、漂洗等工藝對軸承的清洗經濟性不好，應用較多的（de）還是氣相清洗。
　　3.2.1 氣相清洗與真空幹燥工藝
　　碳氫液的氣相清洗是（shì）對清洗槽不斷通（tōng）碳氫蒸氣（qì），碳（tàn）氫蒸氣溫（wēn）度較高，遇到溫度低的軸承時產生相變，碳氫（qīng）蒸氣因相變產生的熱量使（shǐ）軸承溫度升高。由於不斷地（dì）提供碳氫（qīng）蒸氣（qì），軸（zhóu）承和碳氫液的（de）溫度不斷升高，碳氫液對汙垢的溶解力也隨溫度的升（shēng）高而不斷（duàn）增強，而且總是潔淨的碳氫液在進行氣相清洗，所以（yǐ）一般經過氣（qì）相清洗後（hòu）的（de）軸承潔淨度會達到很高的水平；並且氣相清洗在真空槽內進行（háng），隔絕了氧氣（qì），安全係數高。
　　氣相清洗同真（zhēn）空幹燥（zào）在（zài）同一槽內進行，對軸承進行氣相清洗的過程，同時也是對軸承加熱的過（guò）程，氣相清洗（xǐ）在低真空狀態下進行，根據清洗軸承類型的不同，清洗到達一定時間後，停止對幹燥槽通（tōng）碳氫（qīng）蒸氣，排出槽內液體，然後對幹燥槽（cáo）抽高真（zhēn）空，幹燥槽內的真空度急劇下降，而溫（wēn）度卻依然較高，殘留的碳氫清洗劑（jì）便會在瞬間進入崩沸狀態（tài），成為（wéi）碳（tàn）氫蒸氣被真空泵吸（xī）走（zǒu），從而實現軸承的完全幹燥（zào）。
　　3.2.2 碳氫液蒸餾工藝（yì）
　　碳氫蒸氣一般由蒸餾機蒸餾產生，在（zài）常壓狀態下，碳氫清洗（xǐ）劑（jì）的沸點比較高（150～190℃），但是（shì）如果（guǒ）對密閉的儲液槽抽真空，碳（tàn）氫清（qīng）洗劑的沸點會顯著降低。真空泵（bèng）將蒸餾罐內的壓力降到10mmHg時，將碳氫清洗劑加（jiā）熱到80℃左右其便會崩（bēng）沸而產生（shēng）大量蒸（zhēng）氣。一部分碳氫蒸氣可（kě）用於氣相清洗，其餘的碳氫蒸氣可以通過冷卻係統，使之冷凝後重複（fù）使（shǐ）用，而沸（fèi）點（diǎn）高的油汙和雜質則存留在蒸餾裝置內，定期清理即可。用於氣相清洗的碳氫蒸氣，也可（kě）通過真空泵抽（chōu）入到氣液分（fèn）離裝置進行冷凝後重複使用，從而實現綠色清洗。
　　4　碳氫清洗設備分類及典型應用（yòng）
　　4.1 設備的（de）分類
　　軸承碳氫清洗設備依據分類方法不同有多種類（lèi）型：按被清（qīng）洗物不同（tóng），可分為軸承零件清洗機和軸承成品清洗機；按被（bèi）清洗軸承成品及零部件的外徑（jìng）不（bú）同，可分為小型軸承清洗機、中型軸承清（qīng）洗機和大型軸承清洗機；按（àn）清洗方式不同，可分為通過（guò）式清洗機、一體式清洗機、多槽式清（qīng）洗機和組合式（shì）清洗機（jī）。
　　4.2 典型應用
　　4.2.1 通過式碳氫清洗設（shè）備
　　通過式清洗目前在軸承（chéng）清洗行業中應用較為普遍，常用輸送鏈、輥子、氣動或液壓輸（shū）送以及機械手輸送等，進行流水線式（shì）清洗作業。此類清洗設備的應用非常靈（líng）活，可以根據軸承被清洗汙物的多少及種類確定不同的清洗工藝，清洗效率較高，適合用於大批量生產，但設備占地麵積較大。
　　氣動裝置輸（shū）送軸承的通過式清洗機的清洗（xǐ）工藝為：退磁→粗噴淋→超聲波清洗→精噴淋→空（kōng）氣吹幹→熱風烘幹^[8]。而新研製的通（tōng）過式（shì）清洗（xǐ）機，其采（cǎi）用輸送（sòng）鏈帶動軸承通過清洗機，清洗工藝為：退磁→超聲波清（qīng）洗→粗噴淋（lín）→精噴淋→空氣吹幹→下料。
　　4.2.2 多槽（cáo）式碳氫清洗設備
　　為應對風電軸承對潔淨度的更高要求，發揮碳氫清洗劑氣相清洗和真空幹燥的優勢，研製了三槽式真空幹燥清洗機，專門用於風電軸（zhóu）承（chéng）的清洗。該設備采用超聲（shēng）清洗→搖（yáo）動漂洗→真（zhēn）空幹燥的清洗工藝。超聲清洗采用真空脫氣（qì）技術，對超聲清洗儲（chǔ）液槽進行脫氣處理，減少清洗液中（zhōng）氣體含量，增（zēng）強超聲清洗（xǐ）的效果；本（běn）機接蒸餾機，對碳氫清洗液進行蒸餾，完成氣相清洗和真空幹燥，實時蒸餾清洗液又（yòu）可循環使用。
　　5　結束語
　　隨著碳氫清洗技術與設備發展的不斷深入，現有的成熟技術與設備將在相關行業得到（dào）推廣應用。碳氫清洗技術在軸承行業（yè）的（de）應（yīng）用優（yōu）勢主要為：
　　（1）碳氫清洗劑相比傳統清洗劑在清洗能力、環保性等各個方（fāng）麵都具有優勢，幹燥效果和幹燥效率也優於煤（méi）油和水基清洗劑（jì）。
　　（2）碳氫清洗劑對軸承（chéng）的各種（zhǒng）汙物均有很好的（de）清（qīng）洗能力，適合用於軸承的精（jīng）密和超精密清洗（xǐ）。
　　（3）碳氫清洗工藝的選擇較為靈活，可以根據（jù）不同的軸（zhóu）承清潔度要求和清洗效率的要求選擇合適的清洗工藝，從而降低設備的投入成（chéng）本。
　　（4）碳氫清洗劑的可重複回收性是其他清洗劑所不具有的。從長遠（yuǎn）看，碳氫（qīng）清洗劑所帶（dài）來（lái）的潛在經濟效益也（yě）是其他清洗劑所無法比擬的。
　　（5）碳氫清洗劑存在可燃性等缺點，但通過對清洗設（shè）備的改進可以得到（dào）解決。
　　參（cān）考文獻：
　　[1]王旭明.日本企業替代ODS及鹵代烴清洗（xǐ）劑的主流技術（shù）——碳氫清洗[J]，洗淨（jìng）技術，2003（8）：7～11.
　　[2]周治任.碳氫清洗劑及其清洗（xǐ）設備（bèi）[J].洗淨技術，2004（10）：42—51.
　　[3]孫超，張（zhāng）紅星.碳氫清洗劑與煤（méi）油的工業清洗性能對（duì）比[J].清洗世界，2008，24（9）：23—27.
　　[4]宮傳偉，王文革.碳氫清（qīng）洗在軸承清洗中的應用[J].製造技術與機床，2009（7）：98，103.
　　[5]陳康（kāng）宗，忠（zhōng）德，碳氫/真空清洗技術的研究應用與展望（上，下）[J].清洗世界，2005，21（2）：31—36；2005，21（3）：20—23.
　　[6]林仲茂（mào）.超聲波碳（tàn）氫真空清洗[J].清洗世界，2004（10）：24—26.
　　[7]李久梅，馬純.軸（zhóu）承清（qīng）洗（xǐ）的發（fā）展方向[J].軸承，1995（8）：31—36.
　　[8]李國超.軸承超聲波清洗技術的研究與（yǔ）應用[D].大連：大連理工大學，2007.