紡絲組件、計量泵和熔體過濾器的清洗

紡絲(si) 組件、計量泵和熔體(ti) 過濾器在使用一定時間後，均會(hui) 被髒物堵塞，紡絲(si) 組件的壓力以及進出熔體(ti) 過濾器的壓差上升，故需切換清洗後，才能重新使用。清洗主要是用物理、化學的方法，將粘附的聚酯在高溫下煆燒、溶解、氧化或水解除去，再進行水洗、堿(酸)洗和超聲波清洗。

    煆燒法是用耐火材料砌成爐膛，采用電熱棒加熱，用白金電阻或熱電偶溫度計控製和指示溫度。煆燒時，將被清洗物放入爐內(nei) ，在400～450℃，煆燒約6h後，除去灰塵即可。清洗噴絲(si) 板時，則再用酒精清洗、壓縮空氣吹幹，鏡檢合格後備用。本法簡單易行，但勞動條件差，不易清洗幹淨，組件等被清洗物易燒壞變形。因此，目前已逐步被其他清洗方法取代。為(wei) 防止煆燒時，超過規定溫度而起火，損壞被清洗物，采用過熱蒸氣噴淋的方法，使整個(ge) 煆燒爐內(nei) 不出現明火，這就是水蒸汽保護煆燒法。

    煆燒法具有以下特點：(1)清潔效率較差，處理周期6～10h，甚至更長，煆燒時很難除盡碳的殘渣，這樣就會(hui) 增加後道補充清潔的要求；(2)設備投資費用對於(yu) 碳鋼結構的較低，其運行費用屬低或中等；(3)環境保護差，大量廢氣發散汙染空氣，炭黑粘附室內(nei) 牆壁機具，惡化環境；(4)應用範圍最廣，對所有的高聚物幾乎都能采用煆燒處理；(5)對組件有損傷(shang) ，由於(yu) 煆燒爐內(nei) 的工況不規律，產(chan) 生明火時對其溫度控製困難，會(hui) 導致組件的過熱，伴隨著產(chan) 生變形和損傷(shang) ，甚至使噴絲(si) 板微孔處產(chan) 生金相結構的破壞與(yu) 腐蝕。

    該法是將紡絲(si) 組件、計量泵、熔體(ti) 過濾器在溫度為(wei) 250～350℃分解爐內(nei) 燃燒1～3h，再放入鹽浴中清洗。鹽浴是由亞(ya) 硝酸鈉、硝酸鈉和苛性鈉組成的溶液。高溫時，硝酸鈉產(chan) 生氧化能力較強的活性氧，將聚酯氧化分解成二氧化碳和水。它的清洗條件如下。

    煆燒紡絲(si) 組件：350±10℃，3±20h；

    煆燒計量泵：250±10℃，1±0.1h；

    煆燒熔體(ti) 過濾器濾芯：350±10℃，3±20h。

    組成：45％(重量)硝酸鈉，45％(重量)亞(ya) 硝酸鈉，10％(重量)氫氧化鈉；

    清洗溫度：410±5℃，時間：1±0.02h。

    ①噴絲(si) 板：鹽浴洗→熱水洗→酸洗→熱水洗→鹽浴洗→熱水洗→酸洗→熱水洗→鹽浴洗→熱水洗→酸洗→熱水洗；

    ②紡絲(si) 組件：鹽浴洗→熱水洗→堿洗→熱水洗→酸洗→熱水洗；

    ⑧伟德app安卓下载教程：鹽浴洗→空氣中冷卻90min→熱水洗；

    ④熔體(ti) 過濾器濾芯：鹽浴洗→熱水洗→堿洗→熱水洗→超聲波洗→熱水洗。

    熱水洗：溫度90±5℃，時間5±1min；

    堿洗：溫度90±1℃，時間10±1min；

    熱水洗：溫度60±5℃，時間3+lmin；

    酸洗：溫度20+5℃，時間2±0.5min。

    鹽浴法清洗效果好、成本低，但清洗物表麵的氧化膜會(hui) 逐步被鏽蝕，亞(ya) 硝酸鹽腐蝕設備，並對人體(ti) 有害。

    鹽浴法的特點為(wei) ：(1)清潔效率高，快速的熱量傳(chuan) 遞能達到最短的清洗時間；(2)基建投資中等，運行費用最高。除非是長期停車，鹽浴平常需供給熱源，每清潔1kg高聚物要耗用2kg鹽類，鹽的殘渣處理需要附加費用，在處理完畢後還要補充後清洗，整個(ge) 係統維護費用高；(3)對環境保護不利，因為(wei) 廢氣中混有無機鹽的蒸發氣體(ti) ，通常需經淋洗，但不能達到清潔空氣標準的規定，且係統裏還有一定數量的固體(ti) 廢物；(4)應用範圍廣，可以清洗各種高聚物；(5)對組件損傷(shang) 較大，大多數部件在鹽浴處理後，在冷水中快速冷卻，以便除去剩餘(yu) 的鹽分，由於(yu) 複雜結構的零部件會(hui) 因熱衝(chong) 擊而開裂或產(chan) 生內(nei) 應力，易使焊接點腐蝕開裂，尤其在過濾器中表現較嚴(yan) 重。

    三甘醇(TEG)清洗法具有溫度低、安全、無毒、清洗效果好、對設備無損壞等特點，它尤其適用於(yu) 熔體(ti) 過濾器濾芯的清洗，是目前世界上廣泛采用的清洗方法之一。它是利用在三甘醇沸點時(常壓時，為(wei) 285℃)聚酯能被三甘醇溶解的原理達到清洗目的。清洗步驟是將被清洗物放入有加熱係統的三甘醇槽內(nei) ，從(cong) 室溫升至265±5℃，保溫約6h，再讓其自然冷卻到約100℃。取出被清洗物，放入95℃左右的熱水槽中清洗約20min，再在溫度為(wei) 60～70℃的10％NaOH溶液中浸12h後，用熱水清熱。若是噴絲(si) 板和熔體(ti) 過濾器濾芯，則要求進行超聲波清洗，清洗介質為(wei) 溫度60～70℃的純水，清洗時間15～20min(過濾器濾芯須1～2h)，最後用壓縮空氣吹幹。

    本法可省去酸洗，清洗後的噴絲(si) 板光澤明亮、對噴絲(si) 孔的損傷(shang) 小，有利於(yu) 延長噴絲(si) 板、計量泵、齒輪泵和過濾器濾芯的使用壽命。本法缺點為(wei) 成本高，約為(wei) 鹽浴法的6～7倍；無法清除TiO2凝聚粒子。但若在清洗時加上強還原劑，使TIO2還原成低價(jia) 的鈦，可達到使其溶解而被除去的目的。這時，可省去超聲波清洗，並可使清洗後的熔體(ti) 過濾器濾芯的使用壽命延長1倍以上。

    三甘醇清洗法，屬於(yu) 溶劑法，它的特點為(wei) ：(1)清潔周期長需6～2h，清潔工序較多；(2)基建與(yu) 設備投資高，溶劑清洗罐及其溶劑回收的費用是各種方法中成本最高的。其運行費用也高，三甘醇類溶劑價(jia) 格較貴，按現代的規範還要求支付高昂的廢物處理費用；(3)環境保護難，三甘醇殘渣對人體(ti) 有害，要集中專(zhuan) 門處理；(4)對組件的損傷(shang) 較小，一般溶劑的工作溫度低於(yu) 315℃，對金屬組件不起化學反應，是各種方法中對組件、噴絲(si) 板損傷(shang) 最小的方式，它特別適用於(yu) 熔體(ti) 過濾器濾芯的清洗。

    該法是利用聚酯在高溫下易水解和堿解生成低分子物，達到被除去之目的。它是將被清洗物置於(yu) 高壓釜內(nei) ，通入0.3～0.6MPa的蒸汽，溫度約為(wei) 130～160℃，時間為(wei) 2～8h。在高壓釜內(nei) ，若添加少量NaOH，則可縮短清洗時間。此後，被清洗物再經與(yu) 三甘醇法相似的清洗(即水洗、堿洗、超聲波洗等)即可。本法的優(you) 點是成本比三甘醇法低；但需要高壓釜，TiO2凝聚粒子不能被除去。

  它是將被清洗物放入清洗爐內(nei) ，用壓縮空氣吹動經電加熱的三氧化鋁微小粒子，使爐內(nei) 形成一個(ge) 溫度均勻的浴床，被清洗物件上的聚酯、油汙和有機物等迅速高溫分解，達到清洗之目的。

  清洗爐結構如圖12-1所示，爐膛外壁用電阻絲(si) 加熱，底部裝有氣體(ti) 分配板，分配板上均布著小氣帽，下方設有氣帽風室，壓縮空氣由此進入。廢氣從(cong) 爐膛上部側(ce) 向排風道排出。爐頂裝有蓋子，被清洗物體(ti) 放在吊籃內(nei) ，爐口靠組件及蓋子的自重封閉，以防止介質的飛濺及廢氣的泄漏。

    (1)三氧化鋁清洗介質：最好粒徑為(wei) φ0.1～0.15mm，由30％α和70％γ型組成的實心氧化鋁顆粒。這種介質對被清洗物的磨損最小，且控溫效果好。粒徑和堆積密度較小的介質不但有利於(yu) 流化，而且節約能量；但為(wei) 避免介質嵌入噴絲(si) 孔內(nei) ，選用的粒徑應遠小於(yu) 孔徑；而過細的介質(如粉狀)因粘附力大，易產(chan) 生溝流、騰湧現象，不利於(yu) 熱的傳(chuan) 導，故應綜合考慮。

    (2)清洗溫度和時間：由實驗得知，爐溫為(wei) 470℃時的清洗時間比450℃時可縮短5～6h。溫度愈高，則清洗時間愈短。但溫度升高到一定程度，清洗時間近於(yu) 平衡。如溫度從(cong) 470℃增加到5lO℃，清洗時間僅(jin) 縮短1～2h。此外，當清洗溫度低於(yu) 430℃時，即使延長清洗時間，也達不到良好的清洗效果，所以一般溫度選擇在470～480℃。

    (3)氣體(ti) 流量：清洗效果除與(yu) 上述因素有關(guan) 外，還與(yu) 流化床內(nei) 的熱交換速度及聚合物的分解物是否完全排淨等因素有關(guan) ，這些因素又主要決(jue) 定流化床內(nei) 氣體(ti) 流量。當氣體(ti) 流量增加時，氣體(ti) 傳(chuan) 熱速度增快。傳(chuan) 熱速度愈快，被清洗組件與(yu) 爐溫達到平衡的時間也愈短，分解物便能迅速排出。但氣體(ti) 流量不能過大或過小。過大，熱量損耗大，且在外壁加熱溫度相同時，達到平衡的中心溫度偏低；而過小，熱交換效果差。一般氣體(ti) 流量在8～10m3/h為(wei) 宜。在氣體(ti) 流量恒定時，其壓力對流化質量無明顯影響。

    上述各種清洗方法的工藝比較如表12-1所示。

    真空清洗法又稱真空高溫分解法或真空煆燒法。它吸收了煆燒法最簡便、不需要任何溶劑和輔助材料的優(you) 點，克服了煆燒法在空氣中煆燒處理噴絲(si) 板不易幹淨和產(chan) 生明火導致被處理件退火變形的缺點，是近年來發展起來的一種新型處理方法。它特別適用於(yu) 處理異形、細旦等噴絲(si) 板，亦可處理過濾器濾芯、計量泵和其他紡絲(si) 部件。

    其工作原理是先升溫到300℃，並保溫一定的時間，使被處理件上的聚酯(或其他高聚物)熔化。熔化的物料流下集中到爐體(ti) 底部的廢料收集罐中。待基本流完以後，開始第二階段的升溫。大約在350℃左右，殘留的聚酯開始分解，此時打開真空泵抽真空，升溫到500℃左右，進行第二階段的保溫。同時通入少量空氣，對殘留物進行氧化。在真空狀態(-0.8～-0.7MPa)下，殘留聚酯的熱分解和氧化分解較快，產(chan) 生的氣體(ti) 和灰分微粒可被抽走。整個(ge) 過程大約6～8h即可完成。

    真空清洗爐過去依賴進口，現在國內(nei) 太原自動化儀(yi) 表廠已研製成功並批量生產(chan) 。國產(chan) 真空清洗爐包括爐體(ti) 和控製台兩(liang) 部分。爐體(ti) 采用輻射加熱，真空泵與(yu) 爐體(ti) 連在一起。爐蓋密封圈用水冷卻保護。爐底部有廢料收集罐。控製櫃上裝有微機溫度和程序控製儀(yi) 、記錄儀(yi) 。清洗溫度和時間等程序輸入電腦以後，升溫、保溫、降溫、開關(guan) 真空泵等均可自動進行。該設備清洗效果較好，對環境無汙染，操作方便，近年來推廣很快。

    超聲波清洗器是一種對液體(ti) 浴發出充分而強有力的機械振動的設備，這種設備以聲波來達到清洗的目的。聲波通過水浴運動引起空穴，因而起到對被清洗物表麵的洗滌作用，釋放出103350kPa(1500—Upsi)級的能量，以便鬆散、消除汙物的汙垢及雜質。

    起初，用含水或有機溶劑的新鮮清潔液浴激發超聲波清洗器時，首先必須排除多餘(yu) 的氣體(ti) ，稱之為(wei) 脫氣。當氣泡生長變得十分大之前氣泡並不顯著，直到它們(men) 凝集在一起後，肉眼才能見到。

    當壓力或超聲波把一個(ge) 氣泡壓入液體(ti) 中時，氣泡的尺寸就縮小，起到輕微的洗滌作用。緊接著液體(ti) 收縮，使氣泡膨脹得比它的周圍尺寸大得多。這樣的伸縮作用每秒反複20000次，對液體(ti) 提供相當可觀的運動，從(cong) 而產(chan) 生洗滌的效應。此時，同樣的作用將膨脹的氣泡並合，它們(men) 就變得很大足以上升到頂端。

    一旦外加氣體(ti) 從(cong) 液體(ti) 內(nei) 排出，就會(hui) 發生蒸發氣穴，這樣一來壓力波將蒸發氣泡壓縮，直到壓碎。這種氣穴現象或稱負真空能夠清除表麵汙垢，還可衝(chong) 刷殼體(ti) 或凹陷金屬表麵的汙垢。可以想象，在氣泡壓碎的瞬間將產(chan) 生衝(chong) 擊而釋放出核心，這核心又形成新的蒸發氣泡，替代原來氣泡的作用。隻要能量充足，每分鍾能誘發百萬(wan) 次氣穴發生，提供一種不均勻的洗滌作用是有效的。這種洗滌作用的有效性是決(jue) 定超聲波浴成功的主要因素之一。清潔係統中超聲波部分的特性受兩(liang) 方麵的製約。一是荷載的變化對超聲波作用的影響。在這方麵要考慮的因素是荷載本身，例如合適的大小、材料和幾何形狀；吊籃和固定夾，以及在浴中或清洗罐底部汙垢的積聚等。其二是超聲波洗滌作用的遞減率。超聲波源可以是振蕩器或轉變器，隨著容器的荷載，其空氣穴效力遞減；對於(yu) 這種氣穴效力隻能憑經驗而無測定的設備及方法。為(wei) 了確定它的存在，使用者憑它產(chan) 生的超聲，判斷它工作是否正常。

    相反，一些優(you) 質的超聲波清洗器，必將產(chan) 生一種聽得到而又無害的噝噝聲。由氣穴效應造成的噝噝聲，說明容器中有荷載存在；否則它將難以通過荷載而失去清潔能力。

    使聲波產(chan) 生阻尼的主要原因如下：

    ①添加劑中含過多的非正常去垢劑。

    ②太多量的添加劑。

    ③浴中產(chan) 生的雜質、懸浮的固體(ti) 、容器底部的固體(ti) 、乳化和皂化生成的“肥皂”的積聚物。

    ④頻率的變化。

    ⑤容器或荷載，比如吊籃或支架的特性，不鏽鋼和其它金屬不吸收大部分的聲波，荷載將反射或散失聲波。

    在長絲(si) 成形工藝中，噴絲(si) 孔的形狀是關(guan) 鍵，單絲(si) 是在孔中形成的。尤其在紡製異形絲(si) 時要求更高，所形成的異形度完全取決(jue) 於(yu) 截麵的完整；但在紡異形絲(si) 時，噴絲(si) 孔堵塞的機率最大。所以在噴絲(si) 頭長期使用時，檢查噴絲(si) 孔的形狀大小以及狀態是極重要的。

    光學法是評價(jia) 噴絲(si) 頭截麵的十分快速的方法，但這些方法有局限性，也就是不能測得孔內(nei) 部的某些變化情況。即是不能勝任測定棱側(ce) 麵的磨損和扯裂。而氣壓法對孔毛細管長度的變化以及孔棱側(ce) 麵的磨損也沒有反應。

    近來有人提出了一種詳細檢驗紡絲(si) 組件的新方法，它是利用油貫穿噴絲(si) 孔的通道來檢測的。它能夠給出毛細管的長度和截麵的情況，以及毛細管通道的磨耗、損傷(shang) 或沾汙的詳細情況。

    在油流試驗中，一股穩定的油流通過各個(ge) 噴絲(si) 孔，測定所需的壓力。這時在平底擴孔中壓力的減小，與(yu) 毛細管通道上的特殊壓力損失相比較，前者是可以忽略的。孔毛細管壓力的變化是毛細管截麵和長度的函數。盡管它們(men) 在流速和粘度上都存在很大差異，但仍有相似之處。它們(men) 都是用低雷諾數流動來表征。因為(wei) 加速的壓力損失是可以忽略的。油流的初程與(yu) 毛細管總長度相比要短。其主要差別是聚合物熔體(ti) 不是牛頓流體(ti) ，而油流並不能真正代表通過噴絲(si) 孔的聚合物熔體(ti) 流。

    檢驗開始前，噴絲(si) 板先冷卻到室溫，以減小油流過噴絲(si) 孔運動時油溫的變化。由於(yu) 矽油的粘度受溫度影響最小，因而常采用矽油。噴絲(si) 板安裝在帶有對孔精確定位的坐標移動台上，用計量泵把油注入連接套頭，並使油高出噴絲(si) 孔口。因為(wei) 壓力正比於(yu) 油在毛細管流動中的阻力，所以通過壓力值的變化可直接反映出毛細管截麵或長度的變化。

    細心觀察所得結果，就得到有關(guan) 毛細管可能變形的情況以及這種變化對紡絲(si) 可能產(chan) 生的影響。例如，隨平均值輕微變化而變化的高偏差係數反映出毛細管尺寸不夠精密，這將導致纖度不勻長絲(si) 的產(chan) 生。如果某些特殊數值超出範圍，在偏差係數和平均值上又無任何跡象，就可斷定，毛細管尺寸的偏差導致粗細不勻長絲(si) 的形成。若油流試驗結果，給出帶有高偏差係數平均值的遞減，就可能是因為(wei) 毛細管截麵嚴(yan) 重磨損，因而在產(chan) 生纖度不勻長絲(si) 的同時又引起截麵的變化。

    根據各噴絲(si) 板的壓力值讀數能畫出頻率分布圖，標準情況下，這些數值的分布類似於(yu) 正態分布曲線。在高公差水平的情況下，將出現帶低範圍的分布。然而，即使用標準公差製造的噴絲(si) 板，也將觀察到稍寬範圍的分布。如果分布偏左邊，而CV％較高，表明噴絲(si) 孔邊沿極度損傷(shang) ，若分布偏右，而CV％較高，表明噴絲(si) 孔嚴(yan) 重堵塞。

    典型情況下，若用新的和已磨損的兩(liang) 種噴絲(si) 板紡製纖維，通過油流測試，很方便就能檢測問題。油流試驗能反映噴絲(si) 板的噴絲(si) 孔的不同壓力降，據此就得到長絲(si) 原始纖度的高偏差係數，如果畫出該係統的油壓力降值，就得到一條雙係數曲線，表明兩(liang) 種不同噴絲(si) 板中噴絲(si) 孔有差異。