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激光清洗在石化领域的应用

发布时间:2023-03-03  来源:山东产研强远激光科技有限公司

         激光清洗是利用激光高能量特点去除基体表面附着物的表面工程技术,目前已在模具、船舶、机械加工和航空航天等领域示范应用。石化作为国民经济的支柱产业,多数激光清洗行业制造厂商已关注到激光清洗技术在此领域的应用推广。


          激光清洗是通过光学系统得到高能量激光束,以振动、烧蚀等作用去除基体表面附着物的表面处理技术,激光清洗有很多优点,例如:激光具有高能特性,能够有效清除微米级与纳米级颗粒;激光清洗无机械接触,不会对清洗对象造成意外的机械损伤,也不存在磨损问题;激光清洗不需要化学溶剂,省去了废液处理步骤,同时避免对设备造成不必要的化学腐蚀,也无需清洗后的干燥操作;激光清洗的废料主要是固体碎屑、粉末,体积小易处理,对环境和人类危害小;相对于超声波清洗其噪声更低;激光清洗可进行选择性清洗;可实现远距离操作;激光清洗操作方式多样,可手工操作,也易于自动化控制。

       目前国内外石化设备的清洗技术主要分为化学清洗、物理清洗以及环保型的微生物清洗技术。


         化学清洗采用化学试剂及其水溶液去除物体表面污垢,为工人正在制备化学清洗溶液。如要清洗设备的某些零件,需将零件拆除浸泡在化学试剂中,或在现场对零件涂抹化学试剂。酸、碱、中性等化学试剂虽然有效,但是会产生废液、废水,环境污染大;排放前通常需对废液、废水进行处理,包括化学处理,增加成本且易产生二次污染。

       物理清洗最早是捅、刷、磨、铲等,其劳动强度大,效率和质量取决于工人熟练程度,一般较低,而且难以处理人不易到达的地方。随着技术创新和发展,PIG 清洗技术和射流清洗技术(如喷砂清洗、喷丸清洗、干冰清洗、高压水射流清洗等)先后出现。前者只适用于管道和设备内部清洗,后者可能对清洗对象造成意外机械损伤和磨损,导致设备失效。另外这些清洗设备大多需要存装清洗剂,不易携带和移动,对于位置较高的化工设备无法直接清洗,往往要将化工设备拆卸到地面。此外,还有超声波清洗技术,产生的噪声污染对人体健康有害,清洗后还需干燥等工序。

      微生物清洗只适用于特定污垢,受垢型限制其市场份额很小。


       现代石化领域对清洗技术的要求日益提高,要尽可能降低清洗成本、提高清洗效率和质量、对环境友好,显然化学清洗技术和传统的物理清洗技术不能完全满足这些新要求。石化设备结构复杂,往往需要控制清洗区域,而不同区域对清洗效率和质量要求不同。比如容器筒体连续区较难出现缺陷且对表面质量要求不高,可选择快速清洗。对于可能出现缺陷的连接处、焊缝等,要求清洗过程不能扩大缺陷。这需要降低清洗速度,提高清洗质量。此时可采用分层剥离清洗的方法,尽量在不损伤基体的前提下完成清洗。然而,不管是化学清洗还是传统物理清洗,均不能精确控制清洗区域和质量。


       与石化领域传统清洗技术对比,激光清洗技术拥有以下几个特点:

1) 不需要或仅需少量溶液辅助;

2) 可清洗的附着物和基材种类多;

3) 可有效清除表面附着物而基材损伤小;

4) 可控制清洗区域和质量;

5) 可制成便携式,移动性好;

6) 易实现自动化操作;

7) 设备寿命长,运行仅耗电力,总体成本低。  

        相比之下,激光清洗具有明显的优越性和适用性。石化行业是我国经济的支柱产业,激光清洗技术的推广应用预计会带来可观的经济和社会效益。众所周知,石化行业是工业污染的重要源头之一,采用更环保的激光清洗技术代替传统技术可减少三废排放,有效节约企业和国家的污染治理投资,符合国家绿色发展战略要求。此外,化学清洗等对工人健康有害,即使提高待遇,依然很少人愿意从事该工作。激光清洗技术可为工人降低健康成本,为企业降低招工难度和用工成本。

       相信未来,便捷高效、绿色环保、安全可靠的激光清洗技术在石化领域应用中成为主力。


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