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上海鼎新水射流有限公司
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高压水射流技术简介时间:2011-10-18     来源:鼎新水射流

    高压水射流清洗技术是近年来在国际上兴起的一门高科技清洗技术。高压水射流清洗具有清洗成本低、速度快、清净率高、不损坏被清洗物、应用范围广、不污染环境等特点。自80年代中期传入我国以来,逐渐得到了工业界的普遍认同与重视。在传统的清洗作业中采用的清洗技术有机械钻孔清洗、蒸汽清洗、化学清洗、超声波清洗、以及水射流清洗等几十种形式。日本、欧美等西方发达国家在70年代以前主要采用化学方法清洗,自70年代末开始发展高压水射流清洗技术。到目前为止,高压水射流清洗已经成为西方发达国家的主流清洗技术,占到了清洗业市场份额的80%以上,在美国,高压水射流清洗已占到了清洗业的90%。 

    我国的清洗行业多年来一直处于化学和手工清洗的落后状态,据估计,我国工业清洗目前80%是用化学方法。无论是化学清洗还是人工清洗都存在着清洗成本高、效率低、污染环境等问题,远远不能满足现代社会日益增长的工业及民用清洗要求。 

    高压水射流清洗技术自80年代中期传入我国后,在90年代中期得到迅速普及。目前,高压水射流清洗在我国工业清洗中已超过10%,并且正在迅速增长。随着现代社会对清洗行业提出的效率、洁净率及环保要求的不断提高,高压水射流清洗技术在我国的普及应用是必然趋势。 

    一、高压水射流清洗技术的特点 

    "高压水射流"是指通过高压水发生装置将水加压至数百个大气压以上,再通过具有细小孔径的喷射装置转换为高速的微细"水射流"。这种"水射流"的速度一般都在一倍马赫数以上,具有巨大的打击能量,可以完成不同种类的任务。将这种高度聚能的水射流用来完成各种清洗作业的技术称为"高压水射流清洗技术"。 

    高压水射流清洗属于物理清洗方法,与传统的人工、机械清洗及化学清洗相比,有如下优点: 

    ①水射流的压力与流量可以方便地调节,因而不会损伤被清洗物的基体。 

    ②高压水射流清洗不会造成二次污染,清洗过后如无特殊要求,不需要进行洁净处理。 

    ③洗形状和结构复杂的物件,能在空间狭窄或环境恶劣的场合进行清洗作业。 

    ④高压水射流清洗快速、彻底。例如:下水管道的清通率为100%,清净率为90%以上;热交换器的清净率为95%以上;锅炉的除垢率达95%以上,清洗每根排管的时间为2~3分钟。 

    ⑤清洗成本低,大约只有化学清洗的1/3左右,即高压水射流清洗属于细射流,在连续不间断的情况下,耗水量为1.8~4.5m3/h,功率为35~90KW左右,属于节能型设备。 

    ⑥高压水射流清洗用途广泛。凡是水射流能直接射到的部位,不管是管道和容器内腔,还是设备表面,也不管是坚硬结垢物,还是结实的堵塞物,皆可使其迅速脱离粘结母体,彻底清洗干净。高压水射流清洗对设备材质、特性、形状及垢物种类均无特殊要求,只要求水射流能够达到即可。 

    ⑦与化学清洗不同,高压水射流清洗无有害物质排放与环境污染问题,水射流物化后还能降低作业区的空气粉尘浓度,保护环境。 

    清洗业一直是工业与民用必不可缺的重要环节。与其它清洗方式相比,高压水射流清洗清洗效果与效率、清洗成本、以及环保等方面具有无可比拟的优势,其普及应用是必然趋势。 

    二、高压水清洗机的应用 

    在工业生产领域中使用的各种设备,常常会产生油垢、水垢、结焦、高温聚合物、沉积物、腐蚀物等,它们显著地影响了设备运行效率和安全,清洗它们必不可免。与以往的手工清洗、化学清洗、超声波清洗相比,高压(超高)水射流清洗突现了其效率高、范围广、效果好地极大优势。 

    表1.高压(超高)水射流清洗在部分工业部门的部分应用。 

    工业部门 

    应 用 

    备注 

    航 空 跑道除油、除胶、飞机表面除漆 

    制 铝 清除罐槽、滤网、磨机及污水池内壁的铝矾土垢层 

    汽 车 车身除漆、除焊渣、底盘、罐槽涂装前预处理 

    酿 造 清洗发酵罐、管道内的发酵物和沉淀物及锅炉、管汇等 

    水 泥 清除栅栏、楼板、管道外壁和生产设备的油脂、水泥垢层及炉床、预热器、旋转窑等的垢层 

    化工、制药 锅炉、换热器、罐槽、阀门、管道、蒸发器、反应釜、电解槽、过滤器的清洗去污 

    建筑业 车辆、混合罐、铺路机、沥青洒布机、沥青炉上清除污物、沥青、油渍、焦油、水泥、胶合剂等 

    食品加工 清除桶釜、混合罐、输送带、蒸发器、换热器上的油脂、污垢和残渣 

    铸 造 铸件清砂、清除金属氧化皮 

    高速公路 修路设备上的油脂、水泥、沥青,桥梁和路面标志、色污、焦油等的清楚,路面破碎 

    船 舶 船体、钻井平台、码头、储罐、锅炉、换热器污垢、海生物附着、锈垢等的清除,除漆 

    肉类加工 清除烤箱、搅拌机和桶、罐的油脂、血污和烟垢 

    机械制造 去除容器、管道、罐槽上的轧皮、锈层、焊渣、毛刺等 

    采 矿 清洗矿车、输送带、地下作业线、竖井,疏通由于煤、石块、污泥、油垢造成的设备堵塞 

    市政工程 下水道疏通、公共卫生设施和楼宇清洗,水处理厂的钙碳垢层清除 

    油 田 钻井平台和储罐的石蜡、原油残渣、钻井套管的泥垢清洗,管道疏通 

    石化橡胶 各种设备、容器内外壁的污垢,换热器、冷却塔、炼焦炉中的原油残渣、焦油污垢,各种沉淀物、橡胶、乳胶等的清洗 

    电 站 核燃料室的放射性污垢,锅炉、换热器、蒸发器的水垢,汽轮机叶片的清洗除垢 

    轻 工 换热器、管道、造纸机、储罐、蒸发器等设备的油脂、树脂、污垢、木浆和糖垢的清除 

    冶 金 清除换热器、锅炉、加料槽、储仓的污垢,轧辊清洗、轧材表面除鳞 

    军 工 对各种易燃、易爆、核辐射、毒、火箭发动机装药、战斗部装药的清洗 

    除锈方面的应用: 

    在许多工业场合都对原材料和设备的表面质量提出了较高的要求;如冶金工业在轧制板材或管材中的氧化皮清理,喷涂、船舶等行业对涂装表面质量的预处理等。 

    以往除锈主要有两种方式: 

    1)敲击---砂纸打磨----钢丝刷打磨。优劣无须评述。 

    2)干气喷砂。此法效率很好,但一是成本高;喷砂必须是铜矿渣。二是污染非常严重,工作区上空砂烟弥漫。 

    3)而采用高压(超高)水射流工业除锈却避免了空气污染,废水还可循环使用,效果还非常好,同时还大大减轻了人工劳动强度。 湿式除锈代替干式除锈已是形势所趋。 

    对于一些高难度的工作,现在已研制出爬壁机器人,可以代替人们很难完成的高空工作,例如:高成建筑的清洗;大型船舶的表面清洗等. 

 高压水射流切割时的主要安全技术问题是防止高压水射流及其飞溅水珠的冲击、噪声及触电等。 

    (1)高压水射流对人体的危害及防止 

    高压水射流具有很大的冲击力,直接喷射到人体上将造成很大的伤害。即使是采用水射流进行冲洗或剥离加工,压力为25MPa左右的水射流也能贯穿人体;而切割加工所用的水压力高达196~294MPa,这种高压水射流很容易切断人骨。另外,如果反冲飞散出的水珠射入人眼,也会使眼睛受到损伤。因此,必须防止高压水射喷射到人体上,可以采取以下安全措施: 

    ① 在高压水射流切割区的周围应设置隔离屏,以防止加工过程中人体遭受喷出的水射流及飞散的水珠冲击作用; 

    ② 检查或更换切割喷嘴时,必须把高压水的压力释放到安全程度,否则不可进行操作,以免发生事故; 

    ③ 操作人员至少要戴防护镜,最好戴防护面罩。 

    (2)噪声及其防止 

     高压水射流加工时,水射流的流速可达100~600m/s,在空气中喷出会产生很大的噪声。表6列出采用纯水型高压水射流切割时对水射流噪声的实测结果。 

    高压水射流伤害的常见形式

    (1) 喷射冲击 喷枪具是清洗机的核心部件,是清除表面污染物的主要工具,它由喷嘴、喷头、喷枪、喷杆及链接头等部件组成。 

    (2) 射流喷溅 除了水射流喷射会直接伤人之外,高压系统任何细小的泄露都会形成微射流。对人员造成潜在的危险。 

    (3)基体穿透 选择合适的压力等级,水射流不会损伤被清洗的基体,这是水射流清洗的主要优点,常用的被清洗物的基体以金属材料居多,主要是钢材或钢管,有相当强度,但是在强大流体冲击下基体被冲击变形甚至穿透或腐蚀厚度估计不足,清洗压力等级选择不当。则可能出现高压水射流穿透基体或清洗面屈服变形的事故。 

    (4) 物体撞击 物体飞出伤人是指高压系统零部件松动抛出或高压软管甩动对人体造成的伤害。大多造成外伤,通常不会是致命的。 

    (5) 油气爆炸 在适当条件下,静电是一种不容易忽视的火源。 

    (6)缺氧歇息 

    (7)噪声超标 噪声是指影响人们正常工作和生活,危害人们身心健康而需要控制的声音。 

    (8)元件配装 

    (9) 一般机电故障。

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