超声波在设备去污工作中的应用

超声波在设备去污工作中的应用

孔祥泉

（山东核电有限公司265100）

摘要：当前，设备去污工艺根据清洗对象的材料、外形尺寸、沾污类型和污染程度等不同，可采用不同的去污方式，主要分为化学去污和机械去污。目前去污手段：超声波去污、干冰去污、擦拭去污等。

关键字：超声波；设备去污；应用

引言：随着技术不断深入研发，设备去污方法种类也随之遍地开花种类繁多。在电厂中实际应用中较多仍是擦拭去污，但是对于种类繁多的设备去污工作，超声波去污的优势便很好的体现出来，可节省大量时间并提高效率降低人工成本。

超声波去污原理是换能器将功率超声频源的声能转换成机械振动并通过清洗槽壁向槽子中的清洗液辐射超声波，槽内液体中的微气泡在声波的作用下振动，当声压或声强达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合的瞬间产生冲击波使气泡周围产生1012-1013pa的压力及局部调温，这种超声波空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使他们分化于溶液中，蒸汽型空化对污垢的直接反复冲击，一方面破坏污物与清洗件表面的吸附，另一方面能引起污物层的疲劳破坏而被驳离，气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗，污层一旦有缝可钻，气泡立即“钻入”振动使污层脱落，由于空化作用，两种液体在界面迅速分散而乳化，当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油被乳化、固体粒子自行脱落，超声在清洗液中传播时会产生正负交变的声压，形成射流，冲击清洗件，同时由于非线性效应会产生声流和微声流，而超声空化在固体和液体界面会产生高速的微射流，所有这些作用，能够破坏污物，除去或削弱边界污层，增加搅拌、扩散作用，加速可溶性污物的溶解，强化化学清洗剂的清洗作用。由此可见，凡是液体能浸到且声场存在的地方都有清洗作用，其特点适用于表面形状非常复杂的零部件的清洗。尤其是采用这一技术后，可减少化学溶剂的用量，从而大大降低环境污染。

一、系统描述

超声波去污系统主要通过超声波振盒的高频振动作用于待去污件，为达到去污效果，可在去污过程中向水中添加去污试剂。超声波起到加强去污试剂去污效果的作用；同时可在超声波去污装置增设电加热器，超声波振盒可通过集中控制台采用远程控制，在去污槽外设置液位计，液位计液位计可采用就地读数或远程读数。系统可通过PLC控制盘柜进行设置相应安全保护联动。当单独使用超声波去污的去污类型为机械（物理）去污；同时使用超声波及去污剂的去污类型为物理+化学去污。

对于添加化学试剂可分为酸性去污试剂、碱性去污试剂。酸性、碱性超声去污装置可分别盛装去污所需的溶液，进行超声波去污。除盐水超声去污装置不能盛装去污试剂，只进行超声波去污。其中酸性超声去污装置对去污件起到还原的作用、碱性超声去污装置对去污件起到氧化作用、除盐水超声去污装置对去污件起到漂洗的作用，三个去污装置配合使用，通过氧化还原达到去污的目的。设备上设有排液管及排气管，依靠重力向废水回收系统排放废液；排气管与通风系统相连接，并通过通风系统控制和减少放射性气体的泄漏和扩散。

二、超声波去污装置

去污装置的罐槽可根据现场实际需求确定其尺寸大小，并根据其大小确定振盒的分布及排列顺序。该类去污装置可将化学去污与超声波去污有效结合，提高去污效果。去污用的洗涤剂由酸性/碱性洗涤剂配制槽进行配制，通过洗涤剂输送泵输送到去污装置内。去污产生的废液应统一收集并处理合格后进行排放。

超声去污装置为达到较好的去污效果可将设备运行温度设置为40~70℃之间，设备设有超声波振盒，根据超声波功率的不同可选择震动频率为20kHz及28kHz两种振盒。

1）筒体

筒体壳体为8mm厚不锈钢板材，去污装置一个排气与排风系统相连。

装置内设有一根防止水箱满溢的溢流管。

装置内的疏水管座上设有一个可从去污装置内部拆卸或更换的过滤器，过滤能力为500μm。

筒体外壁四周及底部设有厚度为40mm的耐辐射超细玻璃棉制作的保温层，保温层的覆板为不锈钢板。

筒体上装有一个测温元件，可就地读取温度或远程读取温度。

筒体上还装有液位计，液位计可输出液位测量信号。筒体上设一个液位标高（低液位），当液位低于低液位设定位置时，发/输出报警信号，同时自动关闭超声波发生器。

2）箱盖

装置设有一个箱盖，由驱动气动机构进行开启和关闭。

3）超声波振盒

去污装置内两侧设有频率为20kHz和28kHz各14组浸入式超声波振盒，每组功率2.4kW，呈交错布置。超声波高频电源由位于超声波仪表控制室内的发生器提供。

4）气动驱动系统

气动驱动管路由三位四通换向阀、消音器、供气软管、管接头、气缸等组成。气动驱动系统正常工作时，由压缩空气系统提供压力为0.8MPa、常温、干燥的清洁空气，通过操作三位四通换向阀来控制气缸活塞的上下运动，从而控制设备箱盖的启与关闭。

三、设备运行

超声波去污系统是通过接收试剂制备子系统的去污剂，通过开启的超声波集中控制台远程启动超声波、开启设备上电加热器加热去污剂，共同作用于待去污件，达到去污的目的。

1）超声波系统启动

检查确认超声波去污系统开关、阀门等已按照要求在线；

确认去污控制系统已投用；

确认上游除盐水系统已供水至超声波去污系统前端；

确认上游压空系统已供气至超声波去污子系统前端；

确认超声波去污系统已上电；

确认上游试剂制备子系统已投用，已完成试剂制备和输送；

手动开启热所选用超声去污设备的顶盖，放入待去污件，关闭设备顶盖；

手动开启电加热器加热至70℃，然后确认电加热器自动关闭；

启动超声去污集中控制台；

启动选用的超声波去污装置，按照工艺要求运行一定的时间。

2）超声波系统停止

在运行规定的时间后，停止超声波去污装置，确定待去污件已完成去污，并与超声波主控室及废液接收部门沟通，做好停运前沟通工作；

取出去污件；

排空超声波去污装置；

对超声波去污装置进行冲洗、排空；

超声波去污子系统断电，所有开关、阀门按照程序检查状态。

四、结论

超声波去污目前市场应用已经很普遍，其优点在于清洗效率较高、操作简单、成本相对较低，因此其可广泛应用设备去污领域。