高压水射流清洗技术

阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.阿尔柯特（北京）清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd高压水射流清洗技术阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.目录第一章高压水射流技术的概念第二章高压水射流技术的发展第三章高压水射流的优势第四章清洗方法的对比第五章高压水射流清洗技术阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.第一章高压水射流技术的概念高压水射流技术就是将常压状态下的水，通过高压水发生装置（高压柱塞泵或是增压器）形成高压（根据不同用途使用压力范围很大，一般在30-400Mpa），经过控制系统，最后通过特制喷嘴喷出能量高度集中，速度非常快的水流，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。阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.第二章高压水射流技术的发展清洗对于我们并不陌生，在生活中随处可见，如衣物、锅碗瓢盆等的日常洗涤都是清洗，它的年代久远无从考证；我们这里所说的清洗是专指工业清洗，它是伴随着工业革命而产生和发展的，它的发展经历了以下三个阶段：一、传统的清洗方法传统的清洗方法基本是采用机械方法或用煤油、柴油进行的人工清洗方法,费时、费力、清洗不彻底。它的历史算来已有几百年了，至今还在应用。阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.ƒ二、化学清洗ƒ随着化学工业的发展，各种专用的清洗剂应运而生，主要以酸性或碱性的溶剂为主，在清除水垢、油垢等各种清洗场合起了很大的作用，化学清洗最大的不足是对环境有污染，同时对被清洗物有一定的腐蚀作用，对人体有一定的伤害。ƒ三、高压水射流清洗ƒ水射流清洗自六十多年前开始出现，最初采用的是低压大流量的水射流清洗，它通常使用的工作参数：压力是7MPa左右、水流量是20L/min。由于它的压力比较低，通常为冷水，对于坚硬的水垢及油污、油垢的清洗无能为力。随着机械制造水平的提高，从二十世纪七十年代高压水射清洗技术迅速发展起来。阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.年在英国召开了第一届国际水射流技术研讨会，并确定以后每两年一届，从而促进了高压水射流技术的研究、发展。如美国、德国等发达国家，在高压水射流技术和应用上都已达到了国际先进水平。七十年代，我国成功地制造了高压水射流清洗机。到八十年代中期已从国外成系列引进了高压水射流技术和设备，广泛应用于各行业的清洗作业，清洗范围从灰尘、油污到坚硬的水垢，从地面保洁、设备清洗到锅炉、热交换器管道内部的清洗，可以说涵盖了各行各业。阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.七十年代，我国成功地制造了高压水射流清洗机。到八十年代中期已从国外成系列引进了高压水射流技术和设备。市场销售资料表明，二十世纪八十年代，我国小型清洗机市场是一个缓慢发展的时期。进入九十年代以后，处于线性增长阶段。根据1995年的资料，美国水射流清洗行业每年的营业额已达十亿美元，不仅制造厂使用高压水射流清洗，而且大规模的工业清洗承包业已发展起来。阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.第三章高压水射流清洗技术的优势ƒ无环境污染ƒ能清洗形状和结构复杂的各种设备和零部件ƒ成本低ƒ清洗过后的零部件，不需要洁净处理ƒ易于实现机械化、自动化，清洗效率高高压水射流清洗技术的优势高压水射流清洗技术的优势阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.第四章清洗方法比较具有显著的环境保护优势。无粉尘危害，清洗废渣易于清理，美国环境大气质量标准已禁止许多工种的喷砂作业。对于较难清洗的铁路各种化工原料的罐车，采用高压水射流清洗是完全可以胜任的，比现有的机械和化学清洗方式优点多，无大气污染，节省能耗和清洗时间，并且设备投资不高，具有良好的经济效益和社会效益。水射流作业与喷砂作业相比水射流作业与喷砂作业相比阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.第五章高压水射流清洗技术水射流的结构水射流的结构高压水射流在喷嘴出口处有一个锥形等速流核心区，其中射流轴向动压力及密度基本保持不变，为水射流的初始段。射流继续发展的部分为基本段，其轴心速度与轴心动压有规律地衰减。最后在消散段水射流与环境介质完全混合变成水滴与空气的混合物或雾化。射流各段在工程应用中具有不同的功能，起始段适宜于材料切割，基本段适用于清洗、除锈等，消散部分主要用于降温除尘、大面积地冲刷。高压水射流清洗技术的基本概念高压水射流清洗技术的基本概念阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.速度核速度核初始段初始段基本段基本段消散段消散段阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.射流打击力射流打击力水射流打击物体表面的打击力主要体现在射流的压强上，如果压强大于垢物的抗压强度，则垢物即被破坏。最佳靶距最佳靶距水射流对物体表面的作用力不仅与射流密度、速度有关，而且还与水射流离该表面的距离有关，这是由于水射流的速度、结构随着其喷射距离发生变化，因此水射流冲击物体的作用力也随喷嘴至物体表面的距离（靶距）不断变化，根据实验结果，达到最大打击力的最佳靶距在100倍喷嘴直径左右。阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.=(mv2)/2阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.以上高压水射流清洗工作压力选择十分重要，既要考虑在除掉附着物同时不损伤基体表面，还要考虑清洗压力对射流特性的影响，因此驱动压力等级是设计任何水射流工艺系统的主要参数，下面的水射流压力等级是世界水射流界普遍认可的划分方法。压力分级压力分级阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.机械力、热力、化学力机械力、热力、化学力水射流的冲击力为机械力，热力可以用加热高压水的方法得到。机械力、热力与化学力的综合作用即水基清洗。清洗剂以其润湿、渗透、乳化、分散、泡沫作用而具有极强的清洗作用。以清洗油污为例，油污用不加清洗剂的低压水难以清洗，一是由于油污与基体之间有粘接力；二是油和水之间存在着表面张力。清洗剂的润湿、渗透作用，降低了粘接力；分散作用使油污中的碳粉、灰尘、金属细粉末形成的结垢分散成许多微粒；清洗剂泡沫作用，能把裹着油垢脱离物体浮到水表面被射流冲掉。而热力又加速了上述过程，十分容易清洗干净。这是物理清洗与化学清洗联手的典型清洗技术。阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.高压发生装置：由电机和高压水泵组成的泵组来产生高压水。控制系统：由溢流阀、安全阀、喷枪扳机、电控装置等一起组成。执行系统：由喷枪、喷头等组成。辅助机构：由水箱、高压软管、框架、走行机构及连接管路等组成。高压水射流清洗机的组成高压水射流清洗机的组成阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.ƒ高压泵是高压水射流能量的源泉，高压泵一般采用柱塞泵，考虑到泵的可靠性和寿命的问题，现多采用陶瓷柱塞。ƒ喷枪和喷头是高压水射流的清洗机构，也是高压水射流清洗的关键技术，作用是将高压水的压力能转变成射流的速度能，喷嘴出口水射流的速度一般在亚音速与超音速之间即300-500m/s，这股射流虽然质量不大，但其速率平方却像子弹一样，具有巨大打击能量，可以破坏极坚硬的盐碱结垢物及堵塞物。主要组成部分的作用主要组成部分的作用阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.ƒ高压软管是包含多层钢丝编织层的特种胶管，可以用快速接头与主机和喷枪相连接，使清洗工作操作起来更灵活、方便。ƒ加热装置一般采用燃油加热和电加热两种形式，高压水流过盘管时被加热到所需的温度。阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.根据被清洗对象结垢性质来选择，一般灰尘或较软的污垢选用小型冷水型，油污油垢要选用热水和蒸汽型，坚硬的锅炉垢、水垢要选用大型高压清洗机，具体如下：„对于地面、车辆外表面等油污、油垢不多的地方的泥垢、灰垢清洗，选用小型冷水清洗机。„对于设备零部件上的油污、油垢的清洗及一些工程机械的油污的清洗，应选用热水清洗机。因为85℃的热水可将油污、油垢软化，降低其与基体表面的粘结力，然后靠高压水射流即可将油污、油垢自基体表面剥离，不用添加清洗剂即可获得佳极的清洗效果。清洗设备的选型原则清洗设备的选型原则阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.ƒ对于重油垢、干涸的油脂垢、沥青垢的清洗；北方地区冬天设备、管道的解冻，应选用蒸气清洗机。因为145℃的高温蒸气足以将重油垢、干涸的油脂垢、沥青垢彻底融化，大大提高其流动性，降低附着力，然后依靠24kg/cm2的高压将其自基体表面冲刷下来。ƒ对于极难清洗的热交换器散热管内的坚硬水垢、锅炉内的水垢，应选用压力为700kg/cm2的大型高压清洗机。ƒ对于一些体积较小、结构复杂、数量繁多的零部件的油污、油垢的清洗，应选用零件清洗机。阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.设备选型时需要考虑的技术问题设备选型时需要考虑的技术问题影响水射流清洗机清洗效果的参数分析影响水射流清洗机清洗效果的参数分析ƒ泵输出压力：与射流打击力成线性关系ƒ泵输出流量：与射流打击力有较大影响ƒ高压管内径：对压力降有直接影响，对射流打击力有间接影响ƒ高压管长度：对压力降有直接影响，对射流打击力有间接影响ƒ喷嘴的直径：对射流打击力有很大影响，存在最佳喷嘴直径ƒ射流的靶距：对射流打击力有很大影响，存在最佳靶距阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEquipmentLtd.清洗机的工作压力(MPa)射流的打击力(N)图1.3清洗机的工作压力与射流的打击力的关系*喷嘴直径为1.3o匹配的喷嘴直径流量为40l/min高压胶管内径为10mm胶管长度为20m阿尔柯特(北京)清洗设备有限公司JmaKT(Beijing)CleaningEqui