用PH值监控清洗液的理论研究及实际应用

摘要：我公司监控清洗液的工艺方式为折光仪监控，而实际当清洗液中引入杂质、油污之后有效清洗成分下降但折光仪读数却不会相应下降。本文通过理论研究及试验，并与同行业及厂家进行广泛交流，最终确定使用ph试纸对清洗液的洗净能力进行监控。从而提高了监控的准确性，同时降低了操作难度。

关键词：清洗液洗净能力 PH值 监控

1 目前现状

我们公司使用折光仪对清洗液浓度进行检测。折光仪是利用光的折射现象进行测量的仪器。其原理是当光线从光密媒质入射到光疏媒质（或从光疏媒质入射到光密媒质）时，在两种媒质的交界面上将发生折射现象，依据入射角和折射角可以推算两种媒质的密度关系。

在实际的使用过程中工人及车间技术人员反应，折光仪检测浓度合适但清洗后零件上仍有残留油污。我们经过查找相关资料及深入分析认为新配制的清洗液使用折光仪进行检测可以得到准确的浓度，但清洗一段时间后清洗液的有效成分（主要为表面活性剂）被消耗而减少（也就是清洗液的洗净能力降低），而清洗液中因混入油污、金属末等，检测到的浓度却并没有降低，甚至有升高的现象。由此说明折光仪此时检测到的是清洗液的一个“浓度”，而非我们所需要的清洗液的洗净能力。我们通过以下两个小实验证明了我们的分析。

a、200ml已经配制好的5%体积百分比的X型清洗液中注入10ml的防锈油，搅拌均匀后测量得浓度为6%。而实际X型清洗液的浓度应该为10/（200+10）≈4.8%。

b、200ml已经配制好的2.5%体积百分比（折光仪读数0.5）的X型清洗液中随意注入一些9986型防锈剂，搅拌均匀后测量得浓度为5%（折光仪读数为1），而X型的实际浓度应为（5+x）/（200+x）

由此我们确定当被测液体中混入其它液体、油污、杂质时，折光仪不能准确反应被测液体的真实浓度。所以我们确定使用折光仪监控清洗过程中清洗液的洗净能力是不可取的，需要寻找一种有效的监控方式。

2 根据实验确定使用PH值对清洗液进行监控

我们所使用的水溶性清洗液也叫碱性水清洗液，它是通过表面活性剂等碱性添加剂，在一定的温度及压力下将零件上的油污剥离而达到清洗零件的目的。经过查找有关资料及与同行业厂家进行技术交流，我们认为可以使用清洗液碱性特性对它进行监控。理论上PH值与清洗液的浓度存在正相关关系，如果知道这一关系我们可以通过PH值来间接检测到清洗液的浓度。为此我们进行了如下理论试验及生产跟踪试验。

2.1实验室配制不同浓度清洗液进行检测

我们通过配制不同浓度清洗液并检测其PH值，最终绘制出清洗液浓度与PH值关系曲线，如图1。

图1

2.2 实验室滴定法检测

我公司现用X型清洗液为碱性，根据酸、碱中和的线型关系，通过酸碱滴定达到终点时所消耗酸的量，可快速简单测出清洗剂的浓度并进行管理。使用溴甲酚绿-甲基红指示剂，根据酸碱滴定原理在室温下测定的浓度曲线如图2所示。

图2

由此，我们认为理论上PH值确实可以反应清洗液的浓度，使用PH值对清洗液浓度进行监控是可行的。

2.3 生产实践监控数据

为了验证以上实验结果，我们对齿联三卡特出口件清洗机进行了跟踪试验，试验过程为五天，每天一个班按照8小时计，0小时为新配置还未清洗的清洗液，依次到40小时。每次取样检测清洗液的PH值、清洗液的清洁状况及目测零件的洁度。跟踪结果如下图3。

图3

从上图我们可以看出，随着清洗时间的增加，清洗液PH值呈下降趋势；同时随着清洗时间的增加，清洗液清洁度越来越差，且目测零件的清洁度也越来越差。图中第40个小时的反常变化为水箱页面下降，新补充了清洗剂及水，新补充清洗剂使得PH值上升，而补充的水对杂质有稀释作用使得杂质含量下降。

2.4 PH值检测方式的选择

我们先后试验了梅特勒高精度PH计、笔式PH计、精密PH试纸及广泛PH试纸，其效果对比如下：

⑴使用梅特勒高精度PH计及笔式PH计检测

优点：检测精度高

缺点：每次测量前需要校准，每年需送计量院进行检定

结论：该方式适合实验室或监督使用

⑵使用检测范围为8.2-10的精密PH试纸检测

优点：使用简单

缺点：比色卡颜色接近，较难区分（右图c）

结论：该方式可以，但不是最佳选择

⑶使用检测范围为1-14的广泛PH试纸检测

优点：使用简单，比色卡易于分辨（右图d）

缺点：精度低

结论：该方式适合现场使用

通过以上对各种PH值检测工具使用优缺点的分析，我们确定使用广泛PH试纸对现场清洗液浓度进行监控，既可以简单方便的应用，精度也满足生产现场的使用。

3 结论

通过以上的理论分析、实验验证及生产过程的实际操作，我们的工艺方法更换为PH试纸监控清洗液的洗净能力，而只用折光仪对新配制的清洗液进行监控。这样两种方法结合使用，既保证了配液的准确性，同时简化的清洗液的监控，降低了工人的操作难度。经过培训，车间已经广泛使用PH试纸对清洗液的洗净能力进行监控。

参考文献：

[1]沈长生.数字折光仪在木材防腐剂检测中的运用：第四届中国木 材保护大会资料汇蝻.

[2]陈玉萍.建议浓度测定方法的研究，光学技术，1999（4）.

[3]孙元元.水溶性切削液浓度的测定方法及应用，辽宁化工，2011，40（8）王运玲.

作者简介：

1.白云（1982.11-），女，陕西榆林人，现为陕西法士特齿轮有限责任公司工艺技术人员，理学硕士，工程师。

2.樊晋华（1989.11-），女，陕西富平人，现为陕西法士特齿轮有限责任公司工艺技术人员，工学学士，助理工程师。