一种板材化学清洗装置及方法
阅读说明：本技术 一种板材化学清洗装置及方法 (Chemical cleaning device and method for plates ) 是由 董文浩 陈鑫 刘杰 范清松 崔顺 权继峰 王松苑 周琳琳 于 2020-12-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种板材化学清洗装置,包括框体、带孔料板和两组移动器,移动器包括两个分别与框体滑动连接的隔板夹,两个隔板夹之间固定安装有隔架板,隔架板上开设有凹槽,隔板夹上还设置有将移动器进行固定的螺栓,框体上设置有吊环；另外,本发明还公开了一种板材化学清洗的方法,该方法将锆合金板材装夹在两组移动器的隔架板上对应的凹槽中然后清洗,得到清洗后的锆合金板材。本发明通过移动器将锆合金板材装夹在框体之中,通过控制凹槽位于带孔料板的两行孔之间,达到均匀腐蚀,可一次性清洗多块板材,批次稳定性较高,实现了在清洗的过程中板材化学腐蚀的均匀性和一致性,并且可避免人员与化学清洗试剂直接接触,有效保证操作人员的安全。(The invention discloses a chemical cleaning device for plates, which comprises a frame body, a perforated plate and two groups of movers, wherein each mover comprises two partition plate clamps which are respectively connected with the frame body in a sliding manner, a partition plate is fixedly arranged between the two partition plate clamps, a groove is formed in each partition plate, a bolt for fixing the mover is further arranged on each partition plate clamp, and a hanging ring is arranged on the frame body; in addition, the invention also discloses a method for chemically cleaning the plates, which is characterized in that the zirconium alloy plates are clamped in corresponding grooves on the partition plates of the two groups of movers and then cleaned, so that the cleaned zirconium alloy plates are obtained. According to the invention, the zirconium alloy plates are clamped in the frame body through the shifter, and the control groove is positioned between the two rows of holes of the perforated plates, so that uniform corrosion is achieved, a plurality of plates can be cleaned at one time, the batch stability is high, the uniformity and consistency of chemical corrosion of the plates in the cleaning process are realized, direct contact between personnel and a chemical cleaning reagent can be avoided, and the safety of the operators is effectively ensured.)
技术领域
本发明属于化学清洗技术领域，具体涉及一种板材化学清洗装置及方法。
背景技术
锆合金因具有较低的热中子吸收截面，良好的抗高温水及过热水蒸气的腐蚀性能，以及良好的力学性能，在核工业领域得以广泛应用。用于核工业的锆合金板材对其精度有着极高的要求。
现有锆合金板材化学清洗方法比较老旧，不适合规模化生产。按照工艺参数将酸洗液配制在酸洗槽中，通过人工手动方式对板材进行逐片清洗；在清洗过程中人员接触酸洗液的几率过高，且对板材的清洗程度存在较大差异，导致大量板材表面不一致。
现有技术的缺陷和不足：(1)通过人工手动方式进行，危险系数高； (2)在实际生产中需要人工逐块清洗，生产效率低；(3)人工化学清洗无法保证产品表面质量，腐蚀表面均匀性和一致性差；(4)前后连续化学清洗的两块板材，表面质量的一致性和稳定性较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种板材化学清洗装置。该装置将板材装夹在两组移动器的隔架板上对应的凹槽中，使板材充分与化学试剂接触，让板材表面达到均匀腐蚀，批次稳定性较高，使清洗后的板材的质量得到有效保障，实现了在清洗的过程中板材化学腐蚀的均匀性和一致性，并且可避免人员与化学清洗试剂直接接触，有效保证人员安全。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种板材化学清洗装置，其特征在于，包括框体和固定安装在所述框体底部的带孔料板，所述框体上滑动安装有移动器，所述移动器包括两个分别与框体滑动连接的隔板夹，两个所述隔板夹之间固定安装有隔架板，所述隔架板上均匀开设有多条与所述带孔料板垂直的凹槽，所述隔板夹上还安装有将所述移动器与所述框体进行固定的固定件，所述框体上设置有吊环。
上述的一种板材化学清洗装置，其特征在于，所述带孔料板上开设有呈阵列式布设的多行孔，所述带孔料板上相邻两孔之间的距离为 5mm～20mm，所述凹槽位于带孔料板的两行孔之间，所述凹槽的宽度为 4mm～18mm。
上述的一种板材化学清洗装置，其特征在于，两组所述移动器之间的距离为1000mm～2500mm。
上述的一种板材化学清洗装置，其特征在于，所述隔板夹包括U形板，所述U形板背部两端同向固定安装有与所述框体配合的L型板，所述固定件为将L型板与框体进行固定的螺栓。
另外，本发明还提供了一种板材化学清洗的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将锆合金板材装夹在两组移动器的隔架板上对应的凹槽中，然后采用固定件将两组移动器分别与框体进行固定，得到装有锆合金板材的清洗装置；
步骤二、将步骤一中得到的装有锆合金板材的清洗装置吊装至冲洗区，然后采用高压水对锆合金板材进行高压冲洗；
步骤三、将步骤二中经冲洗后的装有锆合金板材的清洗装置吊装至酸洗槽内，然后采用酸洗槽内的酸洗液对锆合金板材进行酸洗浸泡；
步骤四、将步骤三中经酸洗浸泡后的装有锆合金板材的清洗装置吊装至漂洗槽内，然后采用漂洗槽内的水对锆合金板材进行漂洗；
步骤五、将步骤四中经漂洗后的装有锆合金板材的清洗装置吊装至冲洗区，然后采用高压水对锆合金板材进行高压冲洗；
步骤六、将步骤五中经冲洗后的装有锆合金板材的清洗装置吊装至烫干槽内，然后采用烫干槽内的热水对锆合金板材进行烫干，再在清洗装置中得到清洗后的锆合金板材。
本发明将锆合金板材通过两组移动器装夹固定在清洗装置中，并将锆合金板材依次进行高压冲洗、酸洗浸泡、漂洗、高压冲洗和烫干，有效的保证了锆合金板材表面的均匀性和一致性，保证了操作人员不与化学清洗试剂直接接触，有效保证人员安全；本发明采用高压水对锆合金板材进行高压冲洗，冲洗掉锆合金板材表面附着的灰尘，采用酸洗液对锆合金板材进行酸洗浸泡将锆合金板材难以冲洗掉的杂质通过酸洗去除，清洁锆合金板材的表面，采用水对锆合金板材进行漂洗，将锆合金板材上残留的酸洗液清洗掉，保护锆合金板材不被酸洗液过度腐蚀，采用高压水对锆合金板材进行高压冲洗，冲洗掉锆合金板材表面附着的反应物，采用热水对锆合金板材进行烫干，将锆合金板材的表面进行快速干燥，实现了锆合金板材的化学清洗，得到清洗后的锆合金板材。
上述的方法，其特征在于，步骤二和步骤五中所述高压水的压力均为 1MPa～2MPa，所述高压冲洗的时间均为1min～2min。本发明通过控制高压水的压力，保证了锆合金板材表面附着的杂质的有效去除，通过控制高压冲洗的时间保证了杂质的完全去除。
上述的方法，其特征在于，步骤三中所述酸洗液由以下质量分数的原料配制而成：HF 1.08％～3.50％，HNO3 17.83％～30.00％，余量为H2O；所述酸洗浸泡的时间为20s～60s。本发明通过控制酸洗液的成分，保证了酸洗液对锆合金板材在酸洗浸泡时具有最佳的效果，实现了锆合金板材表面有残留的杂质的有效去除，本发明酸洗液中HF为主要反应物，通过控制HF的质量分数保证了锆合金板材在酸洗浸泡时具有最佳的反应速率，从而保证了最佳的酸洗浸泡效果，酸洗液中HNO3主要的作用为催化抑制，通过控制HNO3的质量分数，对锆合金板材表面进行保护，保证了锆合金板材表面不会发生过腐蚀；本发明通过控制反应时间，保证了锆合金板材不会发生析氢，同时也保证了锆合金板材表面杂质的有效去除。
上述的方法，其特征在于，步骤四中所述漂洗的过程为将锆合金板材先浸泡在水中，然后从水中吊出，所述漂洗的次数为3次以上，每次漂洗的时间为20s～40s。本发明通过多次漂洗和漂洗的时间及时将锆合金板材表面残留的酸洗液充分的清洗干净，保证了锆合金板材不被酸洗液过度腐蚀，避免锆合金板材表面形成酸斑。
上述的方法，其特征在于，步骤六中所述烫干的过程为：将经冲洗后的装有锆合金板材的清洗装置在85℃～95℃的热水中浸泡3min～5min后吊出。本发明中热水烫干槽指注满热水且可加热的槽体，通过将锆合金板材进行烫干，使锆合金板材表面立即干燥，通过控制热水的温度，保证了烫干后的锆合金板材表面立即干燥，也保证了烫干槽内水的蒸发量适中，避免了资源浪费。
上述的方法，其特征在于，步骤一～步骤六中所述吊装均采用行车进行。本发明通过行车进行吊装，保证了操作人员与危险化学品不直接进行接触，保证了操作人员的安全。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过移动器将锆合金板材装夹在框体之中，对锆合金板材进行固定，并通过控制凹槽位于带孔料板的两行孔之间，保证了锆合金板材位于两行孔之间，从而保证了化学腐蚀的均匀性和一致性，通过在框体上设置吊环，实现了将清洗装置移动至不同的区域，便于清洗的进行。
2、本发明通过控制两组移动器之间的距离和凹槽的宽度，适用于多种规格的板材的固定，保证了多种尺寸的锆合金板材均能进行化学清洗；本发明通过在隔架板上开设有多个凹槽，能够将多块锆合金板材同时进行化学清洗，批次稳定性高，提高了生产效率。
3、本发明通过高压冲洗，冲洗掉锆合金板材表面附着的灰尘，冲洗掉锆合金板材表面附着的反应物，通过酸洗浸泡将锆合金板材难以冲洗掉的杂质通过酸洗去除，清洁锆合金板材的表面，通过漂洗，将锆合金板材上残留的酸洗液清洗掉，保护锆合金板材不被酸洗液过度腐蚀，通过烫干，将锆合金板材的表面进行快速干燥，实现了锆合金板材的化学清洗。
4、本发明使用行车吊装固定有锆合金板材的清洗装置，避免操作人员与危险化学品直接接触，保证了操作人员的安全。
5、本发明的清洗装置，结构简单，容易实现，适用于大规模推广使用。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明板材化学清洗装置的结构示意图。
图2是本发明移动器的结构示意图。
图3是本发明隔板夹的结构示意图。
附图标记说明：
1—框体； 1-1—吊环； 2—带孔料板；
3—移动器； 3-1—隔板夹； 3-2—隔架板；
3-3—凹槽； 3-4—螺栓； 3-5—U形板；
3-6—L型板。
具体实施方式
本发明的板材化学清洗装置通过实施例1进行详细描述。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例的板材化学清洗装置包括框体1和固定安装在所述框体1底部的带孔料板2，所述框体1上滑动安装有移动器3，所述移动器3包括两个分别与框体1滑动连接的隔板夹3-1，两个所述隔板夹3-1之间固定安装有隔架板3-2，所述隔架板3-2上均匀开设有多条与所述带孔料板2垂直的凹槽3-3，所述隔板夹3-1上还安装有将所述移动器3与所述框体1进行固定的固定件，所述框体1上设置有吊环1-1，固定件为将L型板3-6与框体1进行固定的螺栓3-4。
本实施例中，清洗装置包括框体1、带孔料板2和移动器3，实际使用时，通过两组移动器3将板材装夹在框体1之中，对板材进行固定，通过控制两组移动器3之间的距离，适用于对不同长度的板材进行固定，使板材位于带孔料板2之上，在进行冲洗和漂洗时，将废水通过带孔料板2 上的孔及时排出，在进行酸洗浸泡时酸洗液通过带孔料板2的孔均匀进行框体1内，使酸洗液均匀的对板材进行接触和反应，实现了化学腐蚀的均匀性和一致性。
本实施例中，移动器3包括两个分别与框体1滑动连接的隔板夹3-1，两个隔板夹3-1之间固定安装有隔架板3-2，隔架板3-2上均匀开设有多条与所述带孔料板2垂直的凹槽3-3，隔板夹3-1上还安装有将所述移动器3 与所述框体1进行固定的固定件，固定件为将L型板3-6与框体1进行固定的螺栓3-4，实际使用时，通过两个隔板夹3-1对隔架板3-2进行固定，并通过隔板夹3-1在框体1上滑动，实现了移动器3的移动，从而适用于对不同长度的板材进行固定，通过在隔架板3-2上均匀开设有多条凹槽 3-3，且凹槽3-3与带孔料板2垂直，将板材竖直的卡放在凹槽3-3中，实现了一次装夹多个板材，同时保证了在清洗过程中板材保持稳定，通过固定件螺栓3-4将隔板夹3-1进行固定，从而使移动器3与框体1进行固定，保证了清洗过程中板材保持稳定。
本实施例中，框体1上设置有吊环1-1，实际使用时，通过行车吊装吊环1-1对清洗装置进行移动，实现了将清洗装置移动至不同的区域，在进行漂洗、酸洗浸泡和烫干时，便于将清洗装置放入和取出，保证了清洗过程的顺利进行。
本实施例中，带孔料板2上开设有呈阵列式布设的多行孔，凹槽3-3 位于带孔料板2的两行孔之间，实际使用时，通过在带孔料板2上开设有呈阵列式布设的多行孔和使凹槽3-3位于带孔料板2的两行孔之间，保证了装夹在清洗装置中的每块板材均位于两行孔之间，实现了化学腐蚀的均匀性和一致性。
本实施例中，带孔料板2上相邻两孔之间的距离为5mm～20mm，优选为5mm、10mm、20mm；凹槽3-3的宽度为4mm～18mm，优选为4mm、 10mm、18mm，实际使用时，通过控制相邻两孔之间的距离和凹槽3-3的宽度，保证了不同厚度的板材均能位于两行孔之间，增大了本发明的适用性。
本实施例中，两组移动器之间的距离为1000mm～2500mm，优选为 1000mm、2000mm、2500mm，实际使用时，通过控制两组移动器之间的距离，适用于对不同长度的板材进行固定，增大了本发明的适用性。
如图3所示，本实施例中，隔板夹3-1包括U形板3-5，U形板3-5背部两端同向固定安装有与所述框体1配合的L型板3-6，实际使用时，通过U形板3-5对隔架板3-2进行固定，具有连接稳定的优点，通过L型板 3-6与框体1进行配合，将隔板夹3-1与框体1滑动连接，实现了移动器3 的移动，通过在L型板3-6上开设螺栓孔，在将移动器3移动到合适位置时，采用螺栓3-4对L型板3-6进行固定，保证了移动器3与框体1进行固定，实现了对锆合金管材的稳固装夹。
本发明的一种板材化学清洗方法通过实施例2～实施例4进行详细描述。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将锆合金板材装夹在两组移动器3的隔架板3-2上对应的凹槽3-3中，然后采用螺栓3-4将两组移动器3分别与框体1进行固定，得到装有锆合金板材的清洗装置；
步骤二、将步骤一中得到的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至冲洗区，然后采用高压水对锆合金板材进行高压冲洗；所述高压水的压力均为2MPa，所述高压冲洗的时间均为60s；
步骤三、将步骤二中经冲洗后的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至酸洗槽内，然后采用酸洗槽内的酸洗液对锆合金板材进行酸洗浸泡；所述酸洗液由以下质量分数的原料配制而成：HF 1.32％，HNO3 21.86％，余量为H2O；所述酸洗浸泡的时间为20s；
步骤四、将步骤三中经酸洗浸泡后的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至漂洗槽内，然后采用漂洗槽内的水对锆合金板材进行漂洗；所述漂洗的过程为将锆合金板材先浸泡在水中，然后从水中吊出，所述漂洗的次数为6次，每次漂洗的时间为20s；
步骤五、将步骤四中经漂洗后的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至冲洗区，然后采用高压水对锆合金板材进行高压冲洗；所述高压水的压力均为2MPa，所述高压冲洗的时间均为60s；
步骤六、将步骤五中经冲洗后的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至烫干槽内，然后采用烫干槽内的热水对锆合金板材进行烫干，再在清洗装置中得到清洗后的锆合金板材。所述烫干的过程为：将经冲洗后的装有锆合金板材的清洗装置在95℃的热水中浸泡3min后吊出。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将锆合金板材装夹在两组移动器3的隔架板3-2上对应的凹槽3-3中，然后采用螺栓3-4将两组移动器3分别与框体1进行固定，得到装有锆合金板材的清洗装置；
步骤二、将步骤一中得到的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至冲洗区，然后采用高压水对锆合金板材进行高压冲洗；所述高压水的压力均为1MPa，所述高压冲洗的时间均为2min；
步骤三、将步骤二中经冲洗后的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至酸洗槽内，然后采用酸洗槽内的酸洗液对锆合金板材进行酸洗浸泡；所述酸洗液由以下质量分数的原料配制而成：HF 1.08％，HNO3 30.00％，余量为H2O；所述酸洗浸泡的时间为40s；
步骤四、将步骤三中经酸洗浸泡后的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至漂洗槽内，然后采用漂洗槽内的水对锆合金板材进行漂洗；所述漂洗的过程为将锆合金板材先浸泡在水中，然后从水中吊出，所述漂洗的次数为5次，每次漂洗的时间为30s；
步骤五、将步骤四中经漂洗后的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至冲洗区，然后采用高压水对锆合金板材进行高压冲洗；所述高压水的压力均为1MPa，所述高压冲洗的时间均为2min；
步骤六、将步骤五中经冲洗后的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至烫干槽内，然后采用烫干槽内的热水对锆合金板材进行烫干，再在清洗装置中得到清洗后的锆合金板材。所述烫干的过程为：将经冲洗后的装有锆合金板材的清洗装置在90℃的热水中浸泡4min后吊出。
实施例4
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将锆合金板材装夹在两组移动器3的隔架板3-2上对应的凹槽3-3中，然后采用螺栓3-4将两组移动器3分别与框体1进行固定，得到装有锆合金板材的清洗装置；
步骤二、将步骤一中得到的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至冲洗区，然后采用高压水对锆合金板材进行高压冲洗；所述高压水的压力均为1.5MPa，所述高压冲洗的时间均为1.5min；
步骤三、将步骤二中经冲洗后的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至酸洗槽内，然后采用酸洗槽内的酸洗液对锆合金板材进行酸洗浸泡；所述酸洗液由以下质量分数的原料配制而成：HF 3.50％，HNO3 17.83％，余量为H2O；所述酸洗浸泡的时间为60s；
步骤四、将步骤三中经酸洗浸泡后的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至漂洗槽内，然后采用漂洗槽内的水对锆合金板材进行漂洗；所述漂洗的过程为将锆合金板材先浸泡在水中，然后从水中吊出，所述漂洗的次数为4次，每次漂洗的时间为40s；
步骤五、将步骤四中经漂洗后的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至冲洗区，然后采用高压水对锆合金板材进行高压冲洗；所述高压水的压力均为1.5MPa，所述高压冲洗的时间均为1.5min；
步骤六、将步骤五中经冲洗后的装有锆合金板材的清洗装置采用行车吊装至烫干槽内，然后采用烫干槽内的热水对锆合金板材进行烫干，再在清洗装置中得到清洗后的锆合金板材。所述烫干的过程为：将经冲洗后的装有锆合金板材的清洗装置在85℃的热水中浸泡5min后吊出。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。