Sida 1 (14) Teknisk bedömning av alternativa avfettningskemier till trikloretylen Trikloretylen (nedan förkortat till tri ) används i svensk verkstadsindustri primärt för avfettningsändamål men också som lösningsmedel i limprodukter liksom metylenklorid. Båda lösningsmedlen används också för borttagning av lim- och hartsrester. Denna utredning har koncentrerats mot avfettningsproblematik eftersom det är det område som IVF har störst erfarenhet ifrån och som också innehåller de flesta fallen av dispensärenden. Skriften syftar till att belysa inverkan av olika tekniska förutsättningar avseende godsmaterial, ytbeskaffenhet och typ av föroreningar för alternativa avfettningskemier. En klassificering av renhetskrav med hänsyn till efterföljande ytbehandling presenteras också med hjälp av vilken man kan bedöma vilka renhetskrav som föreligger i ett enskilt fall. Vid bedömning av ett konkret fall för rengöring har man att ta hänsyn till följande frågeställningar Vad har tvättgodsets yta för materialsammansättning och hur resistent är det för rengöringsmediet? Tvättgodsets geometriska utformning och ytmekaniska egenskaper? Vilken typ av föroreningar skall tas bort från ytan? Vilka är renhetskraven med hänsyn tagen till eventuell efterföljande ytbehandling? Godsmaterial I de allra flesta fall är materialsammansättningen i ytskiktet på tvättobjektet densamma som i godsets basmaterial. För ytbehandlat gods är det emellertid det yttersta materialskiktet som skall beaktas. Det skall också påpekas att en legerings ytsammansättning kan skilja sig markant från basmaterialets på grund av framställningsmetod, värmebehandling mm. Vid val av rengöringsmedel är det viktigt att materialet inte påverkas negativt t ex blir skört eller korroderar eller påverkas kemiskt på annat sätt. Material som t ex polerad koppar, silver, mässing, aluminium eller rostfritt stål får inte missfärgas eller få torkfläckar. Inför oorganisk kemisk ytbehandling kan man acceptera en viss ytpåverkan efter rengöringssteg eftersom den kan avlägsnas i ett s k dekaperingssteg som integrerats i ytbehandlingsprocessen. Metalliska material angrips normalt inte av de organiska lösningsmedel som kan vara aktuella i rengöringssammanhang under förutsättning att dessa inte via kemisk nedbrytning eller på annat sätt kontaminerats med sura eller alkaliska ämnen som kan medföra kemiskt angrepp. Däremot kan olika metalliska material angripas på olika sätt av tvättkemier som är baserade på vatten eller till viss del innehåller vatten.
Sida 2 (14) I nedanstående tabell ges en översiktlig bild av olika metalliska material med hänsyn till deras beständighet gentemot olika typer av tvättkemier. Tvättkemi Metalliskt material Klorerade organiska lösningsmedel Organiska lösningsmedel Neutral eller lågalkalisk vattenbaserad kemi Högalkalisk vattenbaserad kemi Sur vattenbaserad kemi Emulsionsmedel Stål och gjutjärn o Rostfritt stål Aluminium och Allegeringar 1,2 o 3 o 4 Koppar och Cu-legeringar o o Zink och Znlegeriongar o o Magnesium och Mglegeringar 2 5 o Tenn och bly o o Titan 6 = Kemiskt resistent o = Ej kemiskt resistent 1 Metylenklorid är instabilt i kombination med aluminium 2 Tri måste måste förses med stabilisator vid användning ihop med aluminium och andra lättmetaller. Perkloretylen är stabilare. 3 Närvaro av silikat verkar inhiberande på angrepp, vilket möjliggör användning vid måttligt hög alkalitet 4 Svagt sur miljö kan användas 5 Visst angrepp föreligger vid ph-värden under 10. Angreppet kan inhiberas med hjälp av silikat. 6 Lösningen får endast vara måttligt sur o Stål och gjutjärn Stål och gjutjärn angrips ej i alkalisk vattenlösning. Tankar för alkalisk tvättlösning är också oftast gjorda i stål. Sura lösningar, även milt sura, attackerar dock stål och gjutjärn och ger upphov till korrosionsangrepp. Detta gäller även neutrala vattenlösningar vid långvarig kontakt, vilket kan ge problem vid sköljning och torkning liksom efter alkalisk rengöring. Torkning bör ske snabbt
Sida 3 (14) för undvikande av rostbildning. Högre alkalitet ställer högre krav på sköljningseffektiviteten. Ineffektiv sköljning, bristfällig torkning och förlängd och fuktig lagerhållning före ytbehandling kan ge upphov till rostangrepp. För att förebygga rostangrepp krävs ofta tillsats av korrosionsinhibitor i tvättkemin och/eller i efterföljande sköljning. Vid elavfettning, särskilt vid höga strömtätheter, kan stål brunfärgas om det inte finns inhibitorer. Tillsats av silikat gör att detta undviks och bör därför användas vid elavfettning. Punktangrepp på stål och speciellt på gjutjärn kan inträffa vid rengöring i starkt alkaliska lösningar. Förekomst av klorid katalyserar sådant angrepp. Högre temperaturer och längre kontakttider bör undvikas. o Rostfritt stål Rostfritt stål är mycket resistent i måttligt sura, neutrala eller alkaliska tvättlösningar vid inte alltför höga temperaturer. Dock finns olika kvalitéer av rostfritt stål. De flesta angrips inte under normala förhållanden men några kan vara känsliga för oxiderande syror och närvaro av ämnen med komplexbildande förmåga. Närvaro av klorid i sur miljö kan ge punktangrepp och skall undvikas för alla rostfria stål. Vid detaljer med svetsförband finns det risk för förlust av den rostfria karaktären, vilket nedsätter materialets resistens framförallt i sur miljö. o Aluminium och dess legeringar Aluminium angrips av alkaliska lösningar under vätgasbildning. I måttligt alkalisk miljö går reaktionen mycket långsamt. Förloppet ökar i hastighet med ökande alkalitet. Med hjälp av inhibitorer kan angreppet inhiberas. Ofta användes silikater i detta syfte. Aluminium skyddas normalt mot korrosionsangrepp av en tunn oxidfilm på ytan. Vid en skada på denna film kan ett angrepp med åtföljande vätgasbildning få fäste och förhindra bildningen av skyddande oxidfilm. Detta kan ge upphov till angrepp lokaliserat till små områden eller punktkorrosion. o Koppar och dess legeringar Koppar och mässing mattas snabbt i fuktig luft och förhöjd temperatur. De missfärgas också lätt i starkt alkaliska lösningar. Långa processtider och längre exponering för fuktig atmosfär bör undvikas. I alkalisk miljö motverkas missfärgning av silikat. Komplexbildare som ammoniak eller aminer måste undvikas då de stabiliserar koppar som komplex i lösning. Närvaro därav befordrar spänningskorrosion och sprickbildning i mässing. Ren koppar tål normalt starkare alkalisk miljö än mässing. Katodisk elektrolytisk rengöring i starkt alkalisk miljö kan användas för att ge koppar en homogen mörkfärgning. o Zink och dess legeringar Zink är kemiskt instabil i sur eller starkare alkalisk miljö och angrips i dessa fall under vätgasbildning. I neutral till måttligt alkalisk miljö bromsas dock angreppet
Sida 4 (14) dels av en hög väteöverspänning på zinkmetall och dels av bildning av reaktionshämmande skikt av oxid eller hydroxid på ytan. Zink förekommer vanligen formgjutet eller som förzinkat stål. Dessa båda huvudtyper representerar olika fall ur rengöringssynpunkt då efterföljande ytbehandling normalt ser olika ut. Formgjuten zink pläteras således ofta, t ex genom förkromning eller förnickling med ett underliggande skikt av koppar även om lackering också förekommer. För förzinkat stål består ytbehandlingen oftast av kromatering och/eller lackering. Zink kan korrodera i fuktig atmosfär, vilket ger en porös vit korrosionsprodukt kallad vitrost eller vitblemma. Korrosionsprodukten förhindrar god vidhäftning av lack och försämrar utseendet. Om det sker ett angrepp under rengöringsprocessen bildas vanligen en tunn oxidfilm medan allvarligare angrepp av vitrost oftare sker under lagring under alltför fuktiga förhållanden. Speciell behandling med s k gulkromatering eller s k blåkromatering, silikater eller annan kromfri passivering kan förhindra detta. Det är viktigt att hålla nere kontakttiden för potentiellt anetsande tvättkemi. Det kan därför vara en god idé att göra en förtvätt med en tvättkemi med inhibitortillsats. o Magnesium och magnesiumlegeringar Magnesium är inte känsligt för starkare alkaliska lösningar men angrips under vätgasutveckling i sur till måttligt alkalisk miljö. Vid högre alkalitet inhiberas angreppet av sjunkande vätejonaktivitet och bildning av skyddande oxidisk film på ytan. Silikat kan också användas som inhibitor. o Tenn och bly Tenn angrips i sur eller starkare alkalisk miljö. I neutral till måttligt alkalisk miljö går dock angreppet långsamt då ytan i detta fall lätt passiveras. Samma sak gäller för bly vars yta också kan passiveras vid närvaro av sulfat, karbonat eller klorid. Silikater ger också inhiberande effekt. o Titan Titan är mycket kemiskt resistent till stor del beroende på en skyddande oxidfilm på ytan. I alkalisk miljö är resistensen mycket god. I sur miljö bör dock vätejonaktiviteten vara måttlig, särskilt vid förhöjda temperaturer för att undvika angrepp under vätgasutveckling. Geometrisk utformning och ytmekaniska egenskaper o Ytråhet En rå yta kan binda större mängder föroreningar till sig än en slät. En råare yta gör också att föroreningar binds hårdare till ytan än normalt. I en vattenbaserad rengöringsprocess måste avrinningstiden ökas för att begränsa utdraget av tvättkemilösning för gods med hög ytråhet. Effektiv sköljning försvåras och torkningsbetingelserna försämras.
Sida 5 (14) o Porositet Porösa ytor kan vara svåra att skölja och torka. I tvättprocessen, antingen den är vatten- eller lösningsmedelsbaserad, eftersträvas en låg ytspänning för att befordra vätningen av ytan. Därför tränger också tvättlösningen in i porer. Möjligheten till utbyte av lösning i porerna i sköljmomentet är begränsad. Dessutom påverkas efterföljande torkning negativt. I det vattenbaserade fallet kan detta medföra att tvättkemi och vatten blir kvar i porer vilket är negativt med hänsyn till korrosionseffekter. I en lösningsmedelsbaserad process är denna negativa effekt klart mindre tack vare frånvaron av vatten och salter. o Godsform Spår, fickor, falsningar, kanaler och trånga utrymmen binder föroreningar och försvårar tvätt- och torkprocessen på samma sätt som porer. Det är viktigt att utforma och orientera tvättobjekten under tvättprocessen så att avrinningen blir så effektiv som möjligt. Utdrag på gods är ju också direkt kopplat till driftsekonomi och belastning på reningsutrustning och yttre miljö. Föroreningar o Typer av föroreningar Till föroreningar räknas rester av processvätskor och korrosionsskyddsmedel, partiklar från godsmaterialet, verktyg och använda processhjälpmedel, oxider och andra kemiska förändringar av materialets yta samt smuts från omgivningen. Det är vanligt att olika typer av föroreningar förekommer ihop på godset. De kan då samverka på så sätt att materialet blir betydligt svårare att rengöra. Damm och andra partiklar fastnar lätt på oljigt och fett gods. Vid svetsning av oljigt gods kan oljan pyrolysera och bränna fast och bli mycket svår att avlägsna. De vanligaste typerna av föroreningar är Korrosionsskyddsmedel som tillförs godset före leverans eller lagring. Det består oftast av mineralolja men kan också bestå av vatten- eller lösningsmedelsburna vaxprodukter. Flussmedel från lödningsmoment vilka innehåller en mängd olika organiska och oorganiska ämen Damm och smuts som fastnar på godset under tiden i verkstaden. Det kan röra sig om kontamination från jord, sågspån, oljedimma eller partiklar från tobaksrök. Slip- och polermedel som tillförs godset i samband med polering och avgradning. Det består av slipmedel upplöst i mineralolja eller vax. Spånor och andra fragment som uppstår vid bearbetningsprocesser från gods- och verktygsmaterial. Partikelstorleken kan variera från synliga spånor till partiklar på några få mikrometer.
Sida 6 (14) Oxidskikt och korrosionsprodukter finns i mycket tunna lager på de flesta metallytor. Tjockare oxidskikt uppstår på varmvalsat stål och vid svetsning. Även laserskärning ger upphov till oxidskikt. Slagg och svetsstänk uppkommer vid svetsning. Slagg är smälta rester från elektrodbeklädnaden. Svetsstänk är fastbrända stänk av smält metall. Smörjmedel vars uppgift är att minska friktionen mellan två ytor och underlätta mekanisk bearbetning eller formning. Gruppen innehåller ett mycket brett spektrum av ämnen. Det finns fasta, flytande, organiska och oorganiska, vatten- och lösningsmedelsburna smörjmedel. De används till smörjning av processutrustning och gods vid bearbetningsprocesser. Vid pressning och djupdragning används dragmedel eller dragolja medan i de fall då även kylning krävs, som svarvning, fräsning och borrning används vattenbaserade s k skäremulsioner eller mineral- eller vegetabiliskt baserade skäroljor. Släppmedel vars uppgift är att underlätta släppning mellan formverktyg och gjutna detaljer i gjutprocesser. Dessa kan vara fasta eller flytande. o Bedömning av tvättbarhet Flera storheter är viktiga vid bedömningen av hur svår en förorening är att tvätta bort. Det är mängden och typen av densamma samt tiden den funnits på materialytan. Även lagringsförhållanden såsom fuktighet och temperatur kan påverka liksom typ av gods och yta föroreningen ligger på. Det krävs längre tvättider och bildas naturligtvis mer avfall ju större mängd som skall tvättas bort av en förorening. Detta ställer oftast större krav på tvättkemisk potential som i det vattenbaserade tvättfallet kanske innebär högre kemikaliekoncentration eller högre temperatur. Resultatet blir högre kostnader. Det är därför viktigt att kartlägga vilka föroreningar som uppstår under tillverkningsledet. Genom att påverka källan till föroreningarna kan mängden minskas eller desamma helt elimineras. Typen av föroreningar är helt avgörande för valet av rengöringsmetod och därmed för kvalitén och kostnaden för rengöringsprocessen. I många fall kan de använda processkemikalierna och korrosionsskyddsmedlen bytas ut mot produkter som är lättare att tvätta bort och/eller utgör en mindre belastning på miljön. Ett exempel är skäroljor som innehåller klorerade eller svavelhaltiga EP-tillsatser. På stålytor lämnar de ett skikt av järnklorid eller järnsulfid som gör att de är svårare att tvätta bort än rena mineraloljor. Det finns alternativa produkter med andra EP-additiver. Valet av typ och mängd av t ex korrosionsskyddsmedel kan för det mesta påverkas. Dels kan mer lättvättade respektive mer miljöanpassade produkter dels kan alternativa korrosionsskyddsmetoder övervägas. Således finns t ex VCI(Volatile Corrosion Inhibitor)-papper som ger ett gott korrosionsskydd under viss tid beroende på förpackningens täthet. Korrosion pga fuktig luft kan också undvikas med hjälp av torkmedel i förpackningen.
Sida 7 (14) Alla rester av processkemikalier är lättare att tvätta i vått nybildat tillstånd. Om man väntar, torkar föroreningsresterna vilket kan medföra oxidation och polymerisation eller reaktioner med andra ämnen. Detta kan kräva längre rengöringstider och kanske extra insats av mekanisk energi för att nå upp till samma renhetskrav. Bilogiskt nedbrytbara produkter som exempelvis vegetabiliska oljor anses vara miljövänliga. Vid längre tids luftexponering av ytor med dessa ämnen sker dock oxidation varvid bildas produkter som är svårare att avlägsna än det ursprungliga ämnet. Vidhäftningen av föroreningar beror på en växelverkan mellan desamma och metallytan. Mineralolja binds fastare till en oxidfri yta medan fettsyror, t ex i form av vegetabiliska oljetillsatser, binds fastare till en oxidtäckt yta. Fettsyror kan dessutom reagera med oxider och bilda ett lager av metalltvålar vilket både kan förankra övriga föroreningar och vara svåra att avlägsna. Renhetskrav Renhetskravet på en godsyta ställs utifrån vilken process eller hantering som följer efter rengöringen. Antingen kan godset gå vidare till en ytbehandling, ett bearbetningssteg, montering eller förpackning före leverans. För att konkretisera renhetskraven kan man dela in föroreningar i följande fyra huvudgrupper Olja och fett, huvudsakligen organiska ämnen Salter, huvudsakligen oorganiska ämnen Fastsittande föroreningar såsom oxider, slagg och kemiska ytförändringar Löst sittande föroreningar såsom damm och spån För varje föroreningsgrupp kan man klassificera renhetsgrader enligt följande tabell. Förorening Renhetsgrad 0 1 2 3 Olja och fett, μg/cm 2 10-25 2-10 0,5-2 < 0,5 Salter, μg/cm 2 > 50 15-50 2-15 < 2 Fastsittande föroreningar: Oxider Slagg Kemiska ytförändringar Motsvarande SA 1, ISO 8501-1 Motsvarande SA 2, ISO 8501-1 Motsvarande SA 2 1/2, ISO 8501-1 Motsvarande SA 3, ISO 8501-1 Löst sittande föroreningar: Damm Smuts 5 ISO/DIS 8502-3 Steg 3 ISO/DIS 8502-3 Steg 2 ISO/DIS 8502-3 Steg 1 ISO/DIS 8502-3
Sida 8 (14) Spån De föroreningar som skall tvättas bort är främst Från råmaterial: korrosionsskyddsmedel, smuts och oxider Från halvfabrikat och underleverantörsgods: korrosionsskyddsmedel och smuts Från gods som genomgått en bearbetningsprocess: processvätskor, spånor, verkstadsdamm och fingeravtryck Från gods som legat på lagret: korrosionsskyddsmedel och verkstadsdamm Det saknas entydiga, allmängiltiga krav på renhetsnivåer före olika processer som kan tillämpas i alla företag. Förhållandena inom det enskilda företagets produktion spelar en avgörande roll. Generella renhetskrav för olika processer kan däremot definieras, vilket görs i nedanstående tabell. Efterföljande process Skärande bearbetning Klippning, stansning Plastisk bearbetning Termisk bearbetning Värmebehandling Svetsning Renhetsgrad 0 1 2 3 Limning Dekorativ mekanisk behandling Blästring Lödning Lösningsmedelsburen lackering Vattenburen lackering () Pulverlackering ()
Sida 9 (14) Järnfosfatering Zinkfosfatering Kromatering Termisk sprutning Varmförzinkning Galvanoprocesser Kvalitetskraven på ytbehandlat gods avgör renhetskraven på godset före ytbehandlingen. Som framgår av ovanstående tabell kan tre olika renhetsgrader vara aktuella när lackering är nästa processteg. Vattenburen lackering och pulverlackering ställer högre krav på renhet jämfört med lösningsmedelsburen lackering. Om ett gott korrosionsskydd krävs, räcker det normalt inte med rengöring av ytan. Den brukar då dessutom fosfateras eller kromateras före målning. Före kemisk och elektrolytisk ytbehandling är renhetskraven i regel högt ställda. För dessa ytbehandlingar är förbehandlingen inte endast en rengöring utan ofta en hel serie av processer i ordning bestående av doppavfettning, elektrolytisk avfettning, betning, dekapering och aktivering. Mellan de olika processerna är det ett eller flera sköljsteg. På grund av de många olika steg som föregår denna typ av ytbehandling är det svårt att direkt relatera resultatet efter rengöringssteget till kvalitén på ytbehandlingen. Det kan här vara så att en bristfällig rengöring inte ger någon omedelbar effekt på slutresultatet men så småningom ger utslag genom kontaminering av processbaden efter rengöringssteget. Rengöringskemi För rengörings- och miljöegenskaper hos alternativa avfettningskemier hänvisas till IVF-skrifterna Handbok i industriell rengöring och IVF-skrift 95810 Rengöringskemikalier funktioner miljöaspekter. Laboratorieförsök vid IVF Vid IVF har försök utförts både i bänkskala och i produktionsenliga tvättutrustningar för att pröva alternativa rengöringsprocesser till triavfettning. I ett grupprojekt som genomfördes i samarbete med ca 15 företag, vilka alla använde triavfettning i produktion, provades i bänkskala under jämförbara förutsättningar följande olika avfettningsmedel Vattenbaserad kemi, låg-, medel- och högalkalisk Lågaromatiskt kolväte Etyllaktat
Sida 10 (14) Glykoleter Varje företag iordningsställde provbitar av representativa material med de föroreningar som vanligen förekommer. För jämförelses skull översändes också provbitar vilka hade avfettats i företagets tritvättutrustning. Provbitar av materialen aluminium, aluzink, koppar, mässing, zink, stål, rostfritt stål, nickel, tennbrons, förgylld tennbrons och keramik fanns med i testerna. De flesta vanligare föroreningar med processvätskor fanns representerade på provmaterialen. Avfettade provbitar analyserades i avseende på olja och fett med hjälp av s k IMC-utrustning vid IVF. Detta instrument, som använts vid IVF med goda erfarenheter under ca 10 år, mäter ythalten av organiska föroreningar via IR-spektrometri på koldioxid som genereras av desamma i den analytiska proceduren. Resultaten från dessa undersökningar kan sammanfattas på följande sätt. De flesta triavfettade proverna gav föroreningsnivåer på storleksordningen 1 till 3 mg/cm 2. Variationen var dock stor och avsevärt högre värden förekom också. Ingen materialpåverkan kunde observeras. De båda vattenbaserade kemierna med högst ph-värde gav resultat som var likvärdiga med utfallet för tri. Det tredje alkaliska medlet med lägst ph-värde (ph 9) gav dock genomgående högre värden. De alkaliska systemen syntes ge viss materialpåverkan. Rengöringsfallet med lågaromatiskt kolväte gav jämförbart resultat med tri, dock med vissa variationer uppåt och nedåt. Ingen synbar materialpåverkan kunde skönjas. Med etyllaktat har i vissa fall uppnåtts lika bra ytrenheter som med tri medan i vissa andra fall resultatet varit sämre. Ingen synbar materialpåverkan kunde noteras. För fallet glykoleter erhölls bättre rengöringseffekt för flertalet provbitar jämfört med tri. Viss materialpåverkan kunde dock påvisas. Detta hade möjligen samband med den aktuella produkten innehöll basisk etanolamin. Vad gäller påverkan på olika material noterades följande. Mässing För två olika detaljer från ett visst företag med polervax resp skärolja observerades en gulare nyans vid avfettning med de vattenbaserade kemierna och för glykoleter jämfört med motsvarande prover som avfettats med tri. Stål Vissa detaljer i stål visade antydan till rostfläckar efter tvätt i den medelalkaliska tvättkemin. Aluminium I ett enstaka fall noterades fläckar efter den lågalkaliska tvättkemin, vilken saknade silikat.
Sida 11 (14) Koppar En stansad detalj i koppar uppvisade fläckar för det lågalkaliska medlet utan silikat liksom även för fallet med glykoleter. I det senare fallet har detta troligen samband med att medlet innehåller ett potentiellt komplexbildande ämne med koppar. Fall 1 Erfarenheter från företag som övergått till alternativ avfettningsprocess o Några exempel på vattenbaserade alternativ Företaget installerade en vattenbaserad anläggning 1996. I tvättutrustningen, en s k kammartvätt med ett tvättsteg följt av två sköljsteg, avfettas huvudsakligen detaljer i pressgjuten aluminium och zink. Även punktsvetsade detaljer i stål förekommer. En del detaljer innehåller gängade, ej genomgående hål, vilket komplicerar tvättsteget och efterföljande sköljprocedur. Godset packas i korgar med måtten 0.6 x 0.4 x 0.3 m. Anläggningen drivs för närvarande normalt endast dagtid men finns tillgänglig även övrig dygnstid. Cirka 13 000 korgar/år processas. De pressgjutna detaljerna är kontaminerade med skäremulsion från bearbetning och med släppmedel från gjutprocessen på obearbetade ytor. Som avfettningskemi användes ett måttligt alkaliskt system med ph ca 9. Arbetstemperaturen är 55 till 60 C. Efterföljande ytbehandling av godset består bl a i lackering utan vidare förbehandling. I början förelåg problem med saltrester från tvättkemin pga bristfällig sköljning, vilket gav negativt utfall efter lackering. Detta avhjälptes genom bättre styrning och rening av sköljvattnet. Således avjoniseras och recirkuleras vattnet i andra steget med hjälp av an- och katjonbytare. Efter dessa problem under de första månaderna har företaget därefter haft en stabil drift och goda erfarenheter med sitt rengöringssystem. Fall 2 Företaget installerade ett vattenbaserat system 1996. Svarvade och gängade anslutningar framställs i rostfritt eller olegerat stål. Dessa vakuumlöds, vilken operation bestämmer kraven på renhet. Lödstället måste ge en läckagefri fog. Som avfettningskemi används en neutral till svagt alkalisk tvättkemi, med phvärde i intervallet 7,5 till 7,8. Tvättutrustningen är en enmodulsmaskin med trestegs program (tvätt-skölj-tork). Både tvätt- och sköljsteg innefattar spolning samt vaggning av tvättkorgar för att få god mekanisk agitering. Man använder inte någon rostskyddsinhibitor. Lagringstiden för tvättat gods hålls kort.
Sida 12 (14) En tvättcykel omfattar: Tvättning Temperatur Spoltryck Processtid Sköljning Temperatur Spoltryck Processtid Torkning Temperatur Fläktkapacitet Processtid 40 C 8 bar 2,5 till 3,5 min 42 C 4,5 bar 2,5 till 3,5 min 90 C 1000 m 3 /tim 4 min Tvättkemin och sköljvatten i systemet byts med ett intervall på 8 veckor för att säkerställa renhetsnivån på tvättat gods. Cirka 500 kg gods tvättas per dag. Tvättgodset är kontaminerat med en vattenbaserad skäremulsion från bearbetningen. Fall 3 Företaget installerade sitt vattenbaserade system 1997 av typen kammartvätt med två tvättsteg följt av två sköljsteg. Torkning sker vid 100 C i separat kammare därefter. Tvättkemin är måttligt alkalisk. Tvättgodset består i huvudsak av bearbetade detaljer i mässing för armaturdetaljer inom VA-branschen. En mindre mängd gods i rostfritt syrafast stål avfettas också. Merparten av avfettat mässinggods trumförnicklas vid företaget. o Lösningsmedelsbaserat alternativ Ett företag undersökte flera vattenbaserade alternativ till sin triavfettning men valde till slut att installera ett lösningsmedelsbaserat system av fabrikat EMO i augusti 1999. Systemet är utvecklat i Tyskland och har där mellan 200 till 300 användare. I Sverige finns idag ca 10 stycken användare med den första driftsättningen 1998. Enligt aktuellt företag bestod problemen med vattenbaserade system i saltrester och korrosion primärt på ståldetaljer och att man inte nådde tillräcklig renhet i svåråtkomliga hålrum. Den lösningsmedelsbaserade processen har däremot visat sig klara kraven. Lösningsmedlet, kallat Dowclean, innehåller 95 % propylenglykoleter. Produkten har en måttlig löslighet för vatten som är högre jämfört med tri. I aktuell anläggning avfettas huvudsakligen bearbetade detaljer av olegerat automatstål men även aluminium och mässing. Systemet arbetar under reducerat tryck vid 100 mbar med avfettning först i vätskefas och därefter i ångfas. Genom det reducerade trycket kan
Sida 13 (14) ångavfettningen genomföras vid 85 C. Kokpunkten vid atmosfärstryck ligger annars på 171 C. Totala uppehållsvolymen av lösningsmedel i anläggningen under drift är cirka 500 liter. Av brandsäkerhetsskäl är anläggningen försedd med sensorer som i händelse av onormalt tillstånd i avseende på tryck eller vätskeläckage mm medför att hela systemet blir strömlöst. Flampunkten för lösningsmedlet är 63 C. Anläggningen innefattar en destillationsenhet som kontinuerligt recirkulerar och renar lösningsmedlet från upplöst olja och fett. Under ångavfettningsmomentet kondenserar ren lösningsmedelsånga från denna enhet på godset som håller något lägre temperatur. Därmed sköljs detsamma och kontaminationsnivån i vätskefilmen i kontakt med godsytan sänks. I denna fas arbetar tekniken analogt med ångavfettningen vid rengöring med tri. Till anläggningen hör en slutdestillationsenhet som intermittent tar ut ett delflöde av oljekontaminerat lösningsmedel som destilleras i ett batchförfarande till en hög sluthalt av olja och fett vilket lämnar systemet medan destillatet återföres till anläggningen. Efter avfettningsstegen följer ett torkmoment under vilket trycket sänks till några mbar. Tack vare lågt ångbildningsvärme avdunstar då kvarvarande vätskefilm på godset relativt snabbt under utnyttjande av godsets eget värmeinnehåll. Den avdunstade ångan från torkmomentet, liksom den ånga/luft-blandning som vakuumfläkten drar ut ur systemet, passerar en kondensor som återvinner del av lösningsmedlet för att minimera förlusten till luft. I anläggningen processas gods som är kontaminerat med både vattenbaserad skäremulsion och mineraloljebaserad skärolja. Cykeltiden för en charge är cirka 8 minuter. Flödet av styckegods genom anläggningen uppgår i dagsläget till cirka 3 ton/dag med en effektiv driftstid på cirka 10 tim/dag. Förbrukningen av lösningsmedel uppgår till cirka 10 liter/vecka. Detta fördelas på det avfallskoncentrat med olja och fett som faller från slutdestillationsenheten och ett vattenkondensat som tas ut från anläggningen i samband med den dagliga uppstarten av densamma. Förhållandevis små förluster till luft uppstår i samband med inslussning av gods för avfettning och torkning och utslussning av detsamma. Anläggningen är energikostnadseffektiv på så sätt att huvudförbrukningen av elenergi som åtgår för att driva destillationsenheten återvinns via kondenseringen av ånga och erhålls i form av varmluft som nyttiggöres för lokaluppvärmning. Sammanfattning Övergripande fördelar med lösningsmedelsbaserade alternativ kan sammanfattas enligt följande Mindre risk för materialangrepp på gods Gods kan köras flexibelt oavsett typ av material Bättre rengöringsförmåga i spalter och trånga utrymmen
Sida 14 (14) Enklare torkningsprocedur, särskilt utslagsgivande vid gods med komplicerad geometri Mindre tendens till torkfläckar eller ytomvandlingar I allmänhet mindre krav på anläggningsyta Mindre avfallsvolymer Vattenbaserade alternativ har övergripande fördelar i form av Bättre rengöringsförmåga i avseende på partiklar Ingen exponering av personal för organiska ämnen i luft Inga utsläpp till luft Erfarenhetsmässigt kan man i många fall hitta vattenbaserade alternativ som kan ersätta triavfettning. Det finns idag åtskilliga fall där detta har visats i praktisk drift. Dock finns det begränsningar när det gäller flexibilitet och möjlighet att processa gods av olika material i samma anläggning. Vidare kommer svårigheten med trånga spalter och hålutrymmen. På senare tid föreligger positiva erfarenheter från drift av anläggningar baserade på propylenglykoleter. Detta alternativ synes ha goda möjligheter att kunna ersätta triavfettning i de flesta fall. I enstaka fall kan valet hänga på förmågan att avfetta trånga spalter eller skillnad mellan lösningsmedlens kapacitet att fysikalisktkemiskt lösa olika typer av föroreningar. Vilket medel som är det bättre härvidlag kan bara avgöras med praktiska försök och uppföljande analyser. Det skall slutligen också framhållas att glykoleterbaserade anläggningar bör kunna konkurrera med vattenbaserade alternativ på grund av de tekniska fördelar som lyfts fram ovan.