高压水射流技术在清洗行业中的应用

专论与综述高压水射流技术在清洗行业中的应用辛承梁(中国矿业大学北京研究生部,北京100083)张齐庄(北京燕山石油化工公司合成橡胶厂,北京102503)摘要由于世界各国对环境保护日益重视,高压水射流清洗技术以其广泛的通用性和对环境无害性在清洗行业中异军突起.从三个方面阐述了高压水射流技术在清洗行业中的应用:高压水射流清洗技术发展与应用,高压水射流清洗系统设备选择及高压水射流清洗节能增效技术.关键词水射流清洗应用综述高压水射流清洗技术是水射流清洗技术的最新发展.水射流清洗以其通用性和对环境无害性备受清洗行业的青睐,应用日益广泛.由于水射流清洗不影响环境、效率高,且能最大限度地满足各类用户的特殊需要.因此,应用水射流清洗在国家经济建设和人们日常生活中几乎无处不见.1高压水射流清洗技术发展与应用1.1发展概况水射流清洗是一项不断发展的清洗技术.传统的水射流清洗是延用至今的低压大流量水射流冲洗.60多年前开始发展起来的水射流清洗作业又称为“水力剥层”.通常使用的工作参数为压力7～14MPa,水流量20L/min.高压水射流技术是从20世纪70年代迅速发展起来的一项新技术.1972年英国召开了第一届国际水射流会议.以后每两年一届,去年在意大利举行了第十六届会议.会上,发表研究成果,交流实用技术,其中高压水射流在清洗方面的研讨占有相当大的比重.影响较大的国际水射流会议还有美国水射流会议、日本水射流会议、环太平洋国际水射流会议等.当初,大部分工作尚处于实验室研究阶段.从那时起,高压水射流技术状况发生了显著变化.高压水射流清洗技术也如火如荼地发展起来.水射流剥离材料使用的工作压力参见表1.表1剥层材料与压力对照表压力/MPa剥层材料10淤泥,疏松岩层21轻度船舶脏物,轻度燃料油残留物,铝质散热器和壳体32疏松混凝土,普通海生物,砂石和泥石层,轻度热轧钢锭氧化层,疏松漆层锈层42～70管内混凝土,严重海生物层,铸铁件模型,跑道除胶,软基石灰石,石灰层,焦油沉积物,常见石化垢层70～105混凝土切割和剥除厚漆层,石灰石,大量热轧钢锭氧化层,矽土型芯,燃烧碳沉积物,厚层煤渣105～210花岗岩,大理石,石灰岩,船舶环氧基,铅板,铝板,橡胶等切割,冷冻食品70年代,我国成功制造了高压水射流清洗机.到80年代中期又从国外成系列引进高压水射流清洗技术.近年来各种机型、各种应用附件已逐步制造成功.广泛应用于各部门清洗各种化工容器、热交换器、冷凝器、管道、管束、清焦、除垢、除锈、水力清洗等清洗作业.小型高压水射流清洗机比较适合我国需要.目前,国内市场上国产小型高压水射流清洗机其压力多为4～6MPa,设备品种比较单一.急待开发10～20MPa多档次小型清洗机.此外,对热水清洗机的需要日趋强烈.市场销售资料表明,20世纪80年代,我国小型清洗机市场是一个缓慢发展时期.进收稿日期:1997-11-28第14卷第2期化学清洗Vo1.14No.21998年4月CHEMICALCLEANINGApr.1998入90年代以后,处于线性增长阶段.按目前情况分析,这一增长时期会延续到90年代末期.金属构件除锈的重要性,以煤炭工业为例.由于煤矿生产现场工作环境恶劣,每年都有大量的金属构件因腐蚀而失去效用.80年代初期,我国煤炭系统因此造成的直接经济损失约为每年10亿元,100万t钢材.据调查,钢材经过预处理后再进行防腐处理,其抗锈蚀能力可提高5倍.目前,美、日、德等工业发达国家已广泛采用高压水射流技术在防腐前预处理工序中对金属构件进行除锈.目前,高压水射流清洗技术向着超高压发展.德国研制的超高压水射流系统,由95kW柴油机驱动,压力为250MPa或200MPa,流量为15L/min或20L/min.在清洗行业中已用于清除金属或混凝土表面的漆层,全部或部分清除厚涂层、涂镀前的表面预处理以及从设备或装置上清除难清理的附着物.在美国,高压水射流清洗常用的压力多在100MPa以内,其主机多为往复泵.随着设备的成熟、可靠,已采用提高压力的方法来代替磨料水射流除锈等作业.压力范围为200～300MPa.1.2压力等级高压水射流压力等级的划分,目前尚无统一的标准.国际水射流界较普遍的压力等级划分为:低压0.5～20MPa;中压20～70MPa;高压140～400MPa.当大于400MPa时,称为超高压.在清洗行业中,高压水射流的压力变化范围可从0.5～270MPa.我国较普遍的压力等级划分为:低压0.5～20MPa;中压20～70MPa;高压140～400MPa.当大于140MPa时,就称为超高压.高压水射流清洗常用的压力为2～35MPa,水流量为20～100L/min.在这样的范围之内,所耗费功率为3～15kW.大多数的清洗作业,都可使用70MPa以内压力的水射流来完成.只有极少数清洗作业