在工業(yè)清洗工藝中，零部件清洗不充分容易造成產(chǎn)品的表面質(zhì)量不良，從而導(dǎo)致成本增加。只有在清潔過(guò)程中根據(jù)工件的污染程度、數(shù)量及清潔池的情況調(diào)整清潔池的清潔劑劑量或更換清潔槽液體，才能保證工件的清洗質(zhì)量。德國(guó)析塔SITA全自動(dòng)表面張力儀通過(guò)對(duì)液體表面張力的測(cè)量來(lái)檢測(cè)有效表面活性劑的濃度，使適當(dāng)?shù)厥褂帽砻婊钚詣┏蔀榭赡堋?/p>
零部件清洗可以分為2種類型：一種是用溶劑清洗，一種是水清洗方法。
溶劑清洗用非極性溶劑去除非極性污染物，這些溶劑材料和幾何形狀獨(dú)立，有著良好的蠕變性能和快速干燥，使得顏料，顆粒和無(wú)機(jī)鹽被適當(dāng)去除，在實(shí)際應(yīng)用中這些溶劑主要是改性醇、烴、全氯乙烯。
水清洗方法主要使用清潔劑和水，將不同的物質(zhì)組合起來(lái)，具有廣泛的除油，除金屬顆粒和鹽的效果，為達(dá)到這個(gè)目的，需要非常精確的化學(xué)品的組合適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。
第一步：了解作用機(jī)制：確定清潔工藝（噴涂，電鍍）、需要去除的雜質(zhì)（親水或疏水）和表面活性劑的組成成分
第二步：選擇合適的測(cè)量方法
第三步：樣本測(cè)量
第四步：定義極限值：在測(cè)試中，確定測(cè)試的極限值非常重要。一般情況下，2種化學(xué)物質(zhì)組合可以增加清潔效果
第五步：確定測(cè)試方案
表面活性劑的作用是潤(rùn)濕要清洗的部件表面，去除油污，分散和穩(wěn)定清洗液中的污染物。
促凈劑可以創(chuàng)造一個(gè)酸性或堿性環(huán)境，用來(lái)去除金屬顆粒，氧化物和鹽，同時(shí)保護(hù)金屬表面（如防腐蝕）。
表面活性劑和促凈劑之間存在著協(xié)同效應(yīng)，可以相互補(bǔ)充以獲得較佳的清洗效果。
如下圖，促凈劑和表面活性劑的濃度隨著時(shí)間而下降。后續(xù)劑量基于促凈劑的滴定效果來(lái)確定的。表面活性劑按照比例加入，這種表面活性劑的消耗很高。
下圖顯示了清洗槽的維護(hù)（過(guò)濾）也會(huì)導(dǎo)致表面活性劑的消耗。因?yàn)楸砻婊钚詣┰谶^(guò)濾器表面積聚。清洗劑的添加量需要根據(jù)消耗情況單獨(dú)補(bǔ)充。
在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)促凈劑濃度的檢測(cè)通常有以下幾種測(cè)量方法：
?7?1酸堿滴定法，這是常見(jiàn)的濕化學(xué)中和反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)品供應(yīng)商的要求執(zhí)行和計(jì)算液體中的酸/堿濃度。
?7?1電導(dǎo)率測(cè)量方法：計(jì)算溶解鹽的總和參數(shù)，通常與電解液的濃度成正比，每種濃度的特性曲線取決于產(chǎn)品的清潔情況。
?7?1超聲波測(cè)量方法：對(duì)于含鹽和不含鹽的產(chǎn)品都有效，濃度的測(cè)量通過(guò)聲波速度、液體阻抗和密度確定。
色譜法和電位滴定法是很好的測(cè)定表面活性劑的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)方法，這些方法需要時(shí)間和專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，無(wú)法在生產(chǎn)工藝過(guò)程中使用。在實(shí)際應(yīng)用中，光度比色皿試驗(yàn)法用試劑盒測(cè)定表面活性劑的化學(xué)顯色反應(yīng)，可以有效監(jiān)控相對(duì)清澈的溶液。
氣泡壓力法是測(cè)定液體表面張力的物理方法，從而間接測(cè)定表面活性劑含量。
使用表面張力儀對(duì)清洗槽的表面活性劑的測(cè)量
1.氣泡的產(chǎn)生和變化
如圖，左邊是溫度傳感器，右邊是黑色的毛細(xì)管，毛細(xì)管浸沒(méi)在液體中，空氣流過(guò)毛細(xì)管，并且在毛細(xì)管高端處形成氣泡，在氣泡產(chǎn)生的過(guò)程中，內(nèi)部壓力產(chǎn)生變化，表面活性劑影響液體內(nèi)部壓力。
下圖顯示了氣泡的形成和壓力的變化，在最左邊，此時(shí)表面壓力最小，隨著氣泡越變?cè)酱?，壓力也隨之增加達(dá)到最大壓力，然后氣泡膨脹，壓力再次下降。測(cè)量最大壓力和最小壓力之間的差值，從而得出表面張力值。如圖所示的X軸是氣泡壽命，這個(gè)測(cè)量時(shí)間是可以調(diào)整的。
2.如何監(jiān)控在清洗工藝中的表面活性劑？
氣泡是表面活性劑移動(dòng)到新的表面的過(guò)程，如圖所示清洗槽中，黃色是油脂，藍(lán)色是表面活性劑，紅色為游離表面活性劑，金屬表面有一些藍(lán)色表面活性劑和綠色促凈劑。在清洗槽中插入毛細(xì)管，毛細(xì)管處形成的氣泡是一個(gè)新的表面，游離表面活性劑會(huì)移動(dòng)到這個(gè)新表面，由于已經(jīng)與油脂結(jié)合的表面活性劑不會(huì)移動(dòng)，因此只記錄了游離表面活性劑，這些游離表面活性劑可用于接下來(lái)的清洗工藝。氣泡在毛細(xì)管中停留的時(shí)間越長(zhǎng)，檢測(cè)到占據(jù)新界面的表面活性劑越多，因此，氣泡壽命是一個(gè)影響參數(shù)。
3.確定影響參數(shù)氣泡壽命
如圖所示，3條表面張力曲線，最上面的曲線是水的表面張力曲線，在清洗水中存在一些表面活性劑，這段時(shí)間沒(méi)有存在發(fā)生任何的反應(yīng)，因此表面張力不變。
但是大量表面活性劑存在溶液中，會(huì)很快用表面活性劑填充氣泡，直到完全占據(jù)氣泡表面，因此這是一個(gè)與時(shí)間相關(guān)的動(dòng)態(tài)過(guò)程。
氣泡壽命是指表面活性劑在氣泡表面積聚的時(shí)間，是專門針對(duì)特定的表面活性劑濃度。氣泡壽命是在測(cè)量中確定的。如上圖中，用表面張力儀在不同的潤(rùn)濕時(shí)間和不同的氣泡壽命階段動(dòng)態(tài)測(cè)量表面活性劑。溶液中的表面活性劑越少，氣泡壽命越長(zhǎng)。
如何在測(cè)量中確定氣泡壽命？
使用德國(guó)SITA析塔動(dòng)態(tài)表面張力儀測(cè)量清洗槽表面張力，這里將通過(guò)2個(gè)例子介紹如何確定擇氣泡壽命。
例子1：典型的清洗工藝
下圖是一個(gè)典型的清洗工藝，可以看到使用動(dòng)態(tài)表面張力儀t15測(cè)量不同濃度的表面活性劑表面張力，在圖中有3種不同濃度的表面活性劑，其中淺藍(lán)色的曲線是沒(méi)有存在表面活性劑的水表面張力曲線，所以在30ms到60ms中，水中的氣泡沒(méi)有發(fā)生變化。在其他有表面活性劑的液體中，表面張力在選定時(shí)間內(nèi)降低，在100ms的時(shí)候，表面張力顯示出明顯的差異，因此可以在100ms的時(shí)候測(cè)量樣品表面張力，從而預(yù)測(cè)樣品的表面活性劑濃度。在1s后，表面張力趨于平緩，差異逐漸縮小。
例子2：監(jiān)測(cè)沖洗槽表面活性劑含量
下圖是在不同的沖洗槽中，可以看到在60s的時(shí)候，表面張力呈現(xiàn)出巨大的差異，因此可以設(shè)置氣泡壽命為60s來(lái)監(jiān)測(cè)樣品。
如下圖，顯示了清洗槽液在使用周期內(nèi)的表面張力，水平線表示目標(biāo)濃度超過(guò)和低于劑量的參考值。在清洗槽使用1周后，清洗槽液表面張力顯著增加，原因是清洗劑量越來(lái)越少，但在促凈劑作用下，清洗劑清洗掉更多的油污。通過(guò)上圖可以看出，表面活性劑的劑量取決于促凈劑濃度；表面活性劑含量遠(yuǎn)低于2%的應(yīng)用濃度；氣泡壽命控制在30ms。
隨著使用壽命的延長(zhǎng)，樣品的表面張力隨著表面活性劑濃度的增加而下降。如圖所示，顏色更深的水平線表面活性劑濃度更低，過(guò)量添加清洗劑也會(huì)使漂洗殘留成為污染物，因此需要監(jiān)控漂洗槽質(zhì)量，因?yàn)樵谄床壑斜砻婊钚詣┹^少，因此氣泡壽命需要更長(zhǎng)，為20s。
德國(guó)析塔SITA動(dòng)態(tài)表面張力儀有幾種型號(hào)，如析塔SITA Pro Linet15全自動(dòng)動(dòng)態(tài)及靜態(tài)表面張力儀，SITA Science Line t100，SITA Dynotester+動(dòng)態(tài)表面張力儀，SITA Clean Line ST在線表面張力儀等，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要選擇對(duì)應(yīng)的型號(hào)。
?7?1快速精確測(cè)出動(dòng)態(tài)表面張力值，重復(fù)性較好
?7?1簡(jiǎn)單的預(yù)參數(shù)化測(cè)量
?7?1基于特征曲線的表面活性劑濃度顯示
?7?1參考值和實(shí)際值的簡(jiǎn)單比較
?7?1快速精準(zhǔn)測(cè)出動(dòng)態(tài)及靜態(tài)表面張力值，重復(fù)性較好
?7?1自動(dòng)調(diào)節(jié)氣泡壽命
?7?1在線型號(hào)可在生產(chǎn)線上連續(xù)測(cè)量
?7?1動(dòng)態(tài)表面張力的在線測(cè)量
?7?1通過(guò)管理控制工藝過(guò)程，提高產(chǎn)品質(zhì)量
?7?1按消耗量自動(dòng)配制表面活性劑
翁開(kāi)爾是德國(guó)析塔SITA中國(guó)指定代理，負(fù)責(zé)德國(guó)SITA析塔系列產(chǎn)品如全自動(dòng)表面張力儀，表面清潔度儀，泡沫儀等產(chǎn)品在中國(guó)的銷售，技術(shù)支持等，歡迎致電【13202947058】咨詢。
