高压水射流清洗设备的应用

中国设备工程2013年2月机构必须解决的安全问题。五、我国高压水射流工业清洗的发展前景工业厂房的维护、设备的运行与维修都离不开工业清洗。采用高压水射流的方法进行清洗，目前在国际和国内都处于主导地位，清洗所占比重约为整体清洗的80%~90%。因此，高压水射流技术的进一步研究、高压水射流理论深入发展都显得十分重要。在今后较长一段时间内要强化高压水射流理论的研究，要进一步应用和发展更强更大打击力度的磨料高压水射流理论和技术，使我国设备工程和工业清洗的管理和技术水平处于世界领先地位。[编辑：吴建卿]高压水射流清洗设备的应用北京科技大学高压水射流研究所刘庭成北京北科威斯迈技术发展有限公司范晓红高压水射流清洗以水为介质，无污染、无腐蚀，已被广泛应用。本文对高压水射流清洗设备的特点及其在设备节能环保方面的应用进行了介绍。“十二五”规划纲要将绿色低碳发展作为我国经济社会发展的重大战略任务，明确了降低能耗、碳排放及污染物减排等约束性指标。低碳经济催生节能环保产业的迅猛发展，其中就包括工业清洗行业。一方面，随着低碳意识的不断深入，工业清洗作为节能手段将更加经常化和习惯化，另一方面，工业清洗也将产生深刻变革，低碳的高压水射流清洗技术将获得更快的发展。一、我国高压水射流清洗技术发展概况高压水射流清洗技术是从20世纪70年代迅速发展起来的一项技术，以前发达国家主要采用化学方法清洗。目前，高压水射流清洗已经成为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。国内开发应用高压水射流清洗技术是在20世纪80年代，主要应用于石油化工、电力、煤炭、机械制造、涂装及核能军工等领域。经过30多年的研究和实践，我国高压水射流清洗技术的研究取得了很大进展，研制开发出了一批新产品，有些已处于国际领先水平，特别是150MPa高压泵和清洗机的成功应用，对促进我国高压水射流清洗技术的发展具有重要意义。二、高压水射流清洗技术和典型设备1.高压水射流清洗的基本原理高压水射流技术就是将水通过高压柱塞泵或是增压器升压至30~400MPa，经过控制系统，通过喷嘴喷出能量高度集中的高速水流，速度一般接近声速或超过声速，甚至是声速的几倍，这种水流称为高压水射流，目前最高水压可达到5600MPa。将这种高速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。高压水射流清洗技术的作用机理十分复杂，当高压水射流作用在被清洗面上时，高压水射流具有的冲击、动压力、水楔、空化、磨削等作用对物体表面将产生冲蚀、渗透、剪切、压缩、剥离、破碎并引起裂纹扩散和水楔等效果，达到清洗的目的。高压水射流清洗的应用包括冲洗、除油泥污垢、除漆、除锈、除鳞、去毛刺、洗屑等。2.高压水射流清洗典型设备(1)设备制造。目前，国内各种清洗设备生产企业总和已达1000多家，其中，高压水射流清洗机生产企业有700多家。国产清洗机压力大多在150MPa以下，150MPa以上的清洗机主要靠进口。目前国内已有公司研制出了200MPa以上的超高压清洗设备，正处于推广应用阶段。(2)典型设备和应用。高压水射流清洗设备的种类有很多，现就3种典型高压水射流清洗设备进行介绍。①纯水射流清洗设备。纯水射流在清洗领域中应用非常普遍，例如，石化企业换热器结垢物清洗、火力发电冷凝器结垢物清洗、热轧钢材除鳞等。纯水射流清洗设备根据压力、流量、功率的大小，大致可分为如表1所示的4类。对于不同的清洗对象和结垢种类，匹配合理的射流压力和流量，能以较低的能耗获得良好的清洗效果。小型清洗机主要清除物体表面软专题报道高压水射流清洗———旧貌亦能展新颜82013年2月中国设备工程图1纯水射流清洗设备在汽车厂的除漆应用类型压力/MPa流量/(L/min)功率/kW典型用途小型清洗机0～150～4010清洗车辆、设备表面浮尘中型清洗机15～500～5035清洗排污管道、化工容器等大型清洗机50～140>5035～132清洗化工管道、换热器、锅炉、油井套管超大型清洗机140～275>60>160冷状态下除鳞和除漆除锈等表1纯水射流清洗设备根据压力和流量的分类垢或浮尘，其典型应用是洗车房清洗车辆；中型清洗机主要清除较硬垢，其典型应用是排污管道和化工容器等清洗；大型清洗机主要清除硬垢、漆、锈等，其典型应用是化工管道、换热器、锅炉、油井套管的清洗；超大型清洗机主要清除坚硬垢、严重锈蚀、附着力强的漆，其典型应用是冷状态下除鳞和除漆、除锈等。目前国内外大部分的汽车涂装车间和格栅、挂具都已使用高压水射流技术除漆，如图1所示。②磨料射流清洗设备。在纯水射流中加入一定数量的磨料微粒，能大大提高水射流的冲击力，这种射流称为磨料射流。目前混合磨料水射流的应用大都局限于单机不连续作业，不能实现连续供磨料、磨料回收及自动化作业。在大量分析研究的基础上，笔者提出了磨料浆体连续射流系统，为了