高壓水射流

高壓水射流是在國際上興起的一門高科技清洗技術。高壓水射流清洗具有清洗成本低、速度快、清淨率高、不損壞被清洗物、套用範圍廣、不污染環境等特點。

基本介紹

• 中文名：高壓水射流
• 外文名：High pressure water jet
• 航空：跑道除油、除膠
• 制鋁：清除罐槽、濾網
• 汽車：車身除漆除焊渣、底盤

簡介

高壓水射流是在國際上興起的一門高科技清洗技術。高壓水射流清洗具有清洗成本低、速度快、清淨率高、不損壞被清洗物、套用範圍廣、不污染環境等特點。

工業用途

航空

跑道除油、除膠、飛機表面除漆。

制鋁

清除罐槽、濾網、磨機、和污水池內堅硬的鋁礬土垢層。

汽車

車身除漆除焊渣、底盤、罐槽塗裝前預處理。

釀造

清洗髮酵罐、管道內的發酵物和沉澱物，鍋爐、管匯等。

水泥

清除柵欄、樓板、管道外壁和生產設備的油脂、水泥垢層，爐床、預熱器，旋轉窖等的垢層。

化工、製藥

鍋爐、換熱器、罐槽、閥門、管道、蒸發器、反應釜、電解槽、過濾器的清洗去污。

建築業

車輛、混合罐、鋪路機、瀝青灑布機、瀝青爐上清除污物、瀝青、油漬、焦油、水泥、膠合劑、旋噴樁。

食品加工

清除桶釜、混合罐、輸送帶、蒸發器、換熱器上的油脂、污垢和殘渣。

鑄造

鑄件清砂，清除金屬氧化皮。

高速公路

水泥和瀝青，橋樑和路面標識、色污、焦油等的清洗，路面破碎。

船舶

船體、鑽井平台、碼頭、儲罐、鍋爐、換熱器上的污垢、海生物附著物、銹垢等的清除。

肉類加工

清除烤箱、攪拌機和捅、罐的油脂、血污和煙垢。

機械製造

去除容器、管道、罐槽上的扎皮、銹層和焊渣毛刺等。

採礦

清洗礦車、輸送帶、地下作業線和豎井，疏通由於煤、石塊、污泥、油垢造成的設備堵塞、井下注水、防地衝壓 、降瓦斯。

市政工程

下水道疏通，公共衛生設施和樓宇清洗，水處理廠的鈣碳垢層清洗。

油田

鑽井平台和儲罐的石蠟和原油殘渣、鑽井套管的泥垢清洗，管道疏通。

石油化工、橡膠 各種設備、容器內外壁的污垢，換熱器、冷卻塔、煉焦爐中的原由殘渣、焦油污垢，各種沉澱物、橡膠、乳膠等的清洗。

電站

核燃料室的放射性污垢，鍋爐、換熱器、過熱器、蒸發器的水垢，汽輪機葉片的清洗除垢等。

輕工

換熱器、管道、造紙機、儲罐、蒸發器等設備的油脂、樹脂、污垢、木漿和糖垢的清除。

冶金

清除換熱器、鍋爐、加料槽、儲倉的污垢，扎材表面除鱗。

清洗技術

是近年來在國際上興起的一門高科技清洗技術。高壓水射流清洗具有清洗成本低、速度快、清淨率高、不損壞被清洗物、套用範圍廣、不污染環境等特點。自80年代中期傳入我國以來，逐漸得到了工業界的普遍認同與重視。在傳統的清洗作業中採用的清洗技術有機械鑽孔清洗、蒸汽清洗、化學清洗、超音波清洗、以及水射流清洗等幾十種形式。日本、歐美等西方已開發國家在70年代以前主要採用化學方法清洗,自70年代末開始發展高壓水射流清洗技術。高壓水射流清洗已經成為西方已開發國家的主流清洗技術，占到了清洗業市場份額的80%以上，在美國，高壓水射流清洗已占到了清洗業的90%。

我國的清洗行業多年來一直處於化學和手工清洗的落後狀態，據估計，我國工業清洗80%是用化學方法。無論是化學清洗還是人工清洗都存在著清洗成本高、效率低、污染環境等問題，遠遠不能滿足現代社會日益增長的工業及民用清洗要求。

高壓水射流清洗技術自80年代中期傳入我國後，在90年代中期得到迅速普及。高壓水射流清洗在我國工業清洗中已超過10%，並且正在迅速增長。隨著現代社會對清洗行業提出的效率、潔淨率及環保要求的不斷提高，高壓水射流清洗技術在我國的普及套用是必然趨勢。

一、高壓水射流清洗技術的特點

"高壓水射流"是指通過高壓水發生裝置將水加壓至數百個大氣壓以上，再通過具有細小孔徑的噴射裝置轉換為高速的微細"水射流"。這種"水射流"的速度一般都在一倍馬赫數以上，具有巨大的打擊能量，可以完成不同種類的任務。將這種高度聚能的水射流用來完成各種清洗作業的技術稱為"高壓水射流清洗技術"。

高壓水射流清洗屬於物理清洗方法，與傳統的人工、機械清洗及化學清洗相比，有如下優點：

①水射流的壓力與流量可以方便地調節，因而不會損傷被清洗物的基體。

②高壓水射流清洗不會造成二次污染，清洗過後如無特殊要求，不需要進行潔淨處理。

③洗形狀和結構複雜的物件，能在空間狹窄或環境惡劣的場合進行清洗作業。

④高壓水射流清洗快速、徹底。例如：下水管道的清通率為100%，清淨率為90%以上；熱交換器的清淨率為95%以上；鍋爐的除垢率達95%以上，清洗每根排管的時間為2～3分鐘。

⑤清洗成本低，大約只有化學清洗的1/3左右，即高壓水射流清洗屬於細射流，在連續不間斷的情況下，耗水量為1.8～4.5m3/h,功率為35～90KW左右，屬於節能型設備。

⑥高壓水射流清洗用途廣泛。凡是水射流能直接射到的部位，不管是管道和容器內腔，還是設備表面，也不管是堅硬結垢物，還是結實的堵塞物，皆可使其迅速脫離粘結母體，徹底清洗乾淨。高壓水射流清洗對設備材質、特性、形狀及垢物種類均無特殊要求，只要求水射流能夠達到即可。

⑦與化學清洗不同，高壓水射流清洗無有害物質排放與環境污染問題，水射流物化後還能降低作業區的空氣粉塵濃度，保護環境。

清洗業一直是工業與民用必不可缺的重要環節。與其它清洗方式相比，高壓水射流清洗在清洗效果與效率、清洗成本、以及環保等方面具有無可比擬的優勢，其普及套用是必然趨勢。

二、高壓水清洗機的套用

在工業生產領域中使用的各種設備，常常會產生油垢、水垢、結焦、高溫聚合物、沉積物、腐蝕物等，它們顯著地影響了設備運行效率和安全，清洗它們必不可免。與以往的手工清洗、化學清洗、超音波清洗相比，高壓（超高）水射流清洗突現了其效率高、範圍廣、效果好地極大優勢。

三、除銹方面的套用

在許多工業場合都對原材料和設備的表面質量提出了較高的要求；如冶金工業在軋制板材或管材中的氧化皮清理，噴塗、船舶等行業對塗裝表面質量的　預處理等。

以往除銹主要有兩種方式：

1）敲擊--砂紙打磨--鋼絲刷打磨。優劣無須評述。

2）乾氣噴砂。此法效率很好，但一是成本高；噴砂必須是銅礦渣。二是污染非常嚴重，工作區上空砂煙瀰漫。

3）而採用高壓（超高）水射流工業除銹卻避免了空氣污染，廢水還可循環使用，效果還非常好，同時還大大減輕了人工勞動強度。　濕式除銹代替乾式除銹已是形勢所趨。

對於一些高難度的工作，已研製出爬壁機器人,可以代替人們很難完成的高空工作,例如:高成建築的清洗;大型船舶的表面清洗等.

四、市場預測及經濟效益分析

隨著我國工業進步與社會文明程度的提高，對工業及民用清洗的效率、環保等方面將提出愈加嚴格的要求。而我國的高壓水射流清洗技術在整個清洗業的比重遠未達到其應有的水平，因此，該技術在我國尚有較大的市場發展空間，其將成為一項方興未艾、造就企業家與工業成功人士的前途遠大的事業。

一般的高壓水射流清洗系統具有適應性強，一機多能的特點。同時高壓水射流清洗系統的用戶可獲得高壓水研究組織方面長期的技術支持與面向用戶的技術服務，即可根據用戶提出的特定要求與難題，研製專用的高壓水射流清洗周邊機構或系統提供給用戶，以擴展與提升用戶購買的高壓水射流清洗系統的功能。

一般來說，用戶購買一台高壓水射流清洗系統，1～2個月即可收回成本，當年即可實現盈利。購置該系統的用戶，一般可組建相應的清洗公司，並可與相應研究組織建立長期的業務紐帶關係與技術支持。擁有該系統的清洗公司，一般需經理人員1～2名，操作工人4名（電工、鉗工各1名），清洗過程中所用的電、水一般均由清洗任務所在單位負責提供，並無任何附加運作成本。在中等以上城市及大中型工礦企業，高壓水射流清洗系統的用戶均可在短時間內取得豐厚的經濟回報，與此同時，由於引進了現代清洗技術，將解決許多在工業及民用領域中長期存在的清洗難題，從而為自身事業的發展提供了一個不可多得的機遇。

五、高壓水射流未來的發展趨勢

低價格

高壓水射流清洗自上世紀八十年代引進以來在中國已有二十餘年的發展。在技術引進之處，高壓水射流以明顯的技術和成本優勢占有了市場，並取得了巨大的經濟效益。然而，二十餘年的發展過程中，隨著技術的成熟與人們對這個領域的逐步了解，各種各樣的高壓水清洗公司紛紛建立，市場競爭越來越激烈。但是整體來看，競爭主要體現在價格戰的低端競爭上，在保證利潤的情況下就要壓縮成本就成了必然之選。

高技術

現有的高壓水清洗企業良莠不齊，許多廠家只是代理國外的清洗設備直接賣給需要的化工企業或者其他清洗目標企業，結果往往由於設備與被清洗機械部匹配導致無法清洗或者清洗不達標。這就提醒國內的高壓水清洗行業要提高自身的研發能力來面對國內各種各樣不同的清洗狀況制定不同的清洗方案。同時，由於競爭的存在，清洗目標企業對清洗的質量也越來越關心，而且，清洗目標企業在清洗期間往往要停用目標設備，所以清洗的時間也是他們非常關心的，而技術的提高往往有利於這兩方面問題的解決，於是能更好的提高市場占有率。

寬領域

高壓水射流清洗一開始就只出現在工業清洗的領域，由於其對環境無污染而且介質是水方便獲得，在工業清洗領域迅速的拓展，從化工、煤炭到電力以及除銹、噴塗預處理。高壓水射流技術的廣泛適用性還應該在民用清洗領域繼續拓展，比如高層的建築樓外清洗以及廣場地面黏著物。

嚴規範

國外的清洗施工都有嚴格的規程控制清洗操作，而國內由於市場規範還不嚴格，往往不注重這方面的監管。而高壓水是具有高能量的水流，一旦直接接觸人體，極容易發生危險。而且由於清洗的目標設備往往比較大，存在高處作業的可能，如果是石化企業中的清洗項目則存在燃爆的隱患。與經濟發展相比，人身安全是要放在首位考慮的，相信國家有關方面會進一步加大清洗行業的安全工作，而相關的企業也要做好這方面的工作，讓工人，目標企業都放心。

尋求多方面技術合作

高壓水射流只是一個單一的技術手段，也有其自身的局限性，比如無法清洗複雜管路、易燃易爆品清洗流程過於複雜。從長遠來講，由於以後清洗環境的多變，以及新的的清洗難題的產生，各種技術必然要有一個組合使用的趨勢，才能努力使所有問題都有恰當的解決方案。

設備維護

設備的維護保養對順利進行日常的切割作業、提高設備運轉率及加工質量都有很大的作用，同時也是保證操作人員安全所必需的。

（1）切割設備的檢修項目

高壓水射流切割設備的檢修通常分為日常檢修、季度檢修及年度檢修三種類型。

1) 日常檢修指在切割操作開始之前對設備進行必要的檢修，主要項目有：

① 高壓水泵動作的聲音是否正常；

② 高壓水泵、蓄壓器及高壓水管路有無漏水（包括高壓管有否劣化和破損）；

③ 油量和油溫（在增壓器工作時測量）；

④ 有無漏油現象；

⑤ 噴嘴部位有無漏水（包括噴射孔有無漏水現象）；

⑥ 高壓水射流形態和聲音。

2) 季度檢修每三個月應對切割設備作一次檢修，主要項目有：

① 清洗和更換各種過濾器；

② 檢查工作油的污染度和特性值是否良好，如不正常，則更換新油；

③ 檢查軟管有否發生鬆弛或鼓起；

④ 檢查高壓水噴嘴有無附著物或損傷，並作檢修或更換。

3) 年度檢修年度檢修的範圍較大，項目也較多，主要項目有：

① 油箱內表面的鏽蝕狀況；

② 工作油的劣化程度；

③ 更換通氣元件；

④ 油冷卻器的污染狀況；

⑤ 單向閥閥心與閥座的接觸面的狀態；

⑥ 高壓水發生器的活塞漏油狀況；

⑦ 活塞桿的磨損和損傷狀況；

⑧ 高壓缸內面的損傷狀況。

操作規程

高壓水射流切割時的主要安全技術問題是防止高壓水射流及其飛濺水珠的衝擊、噪聲及觸電等。

（1）高壓水射流對人體的危害及防止

高壓水射流具有很大的衝擊力，直接噴射到人體上將造成很大的傷害。即使是採用水射流進行沖洗或剝離加工，壓力為25MPa左右的水射流也能貫穿人體；而切割加工所用的水壓力高達196～294MPa，這種高壓水射流很容易切斷人骨。另外，如果反衝飛散出的水珠射入人眼，也會使眼睛受到損傷。因此，必須防止高壓水射噴射到人體上，可以採取以下安全措施：

① 在高壓水射流切割區的周圍應設定隔離屏，以防止加工過程中人體遭受噴出的水射流及飛散的水珠衝擊作用；

② 檢查或更換切割噴嘴時，必須把高壓水的壓力釋放到安全程度，否則不可進行操作，以免發生事故；

③ 操作人員至少要戴防護鏡，最好戴防護面罩。

（2）噪聲及其防止

高壓水射流加工時，水射流的流速可達100～600m/s，在空氣中噴出會產生很大的噪聲。表6列出採用純水型高壓水射流切割時對水射流噪聲的實測結果。

傷害形式

（1） 噴射衝擊 噴槍具是清洗機的核心部件，是清除表面污染物的主要工具，它由噴嘴、噴頭、噴槍、噴桿及連結頭等部件組成。

（2） 射流噴濺 除了水射流噴射會直接傷人之外，高壓系統任何細小的泄露都會形成微射流。對人員造成潛在的危險。

（3）基體穿透 選擇合適的壓力等級，水射流不會損傷被清洗的基體，這是水射流清洗的主要優點，常用的被清洗物的基體以金屬材料居多，主要是鋼材或鋼管，有相當強度，但是在強大流體衝擊下基體被衝擊變形甚至穿透或腐蝕厚度估計不足，清洗壓力等級選擇不當。則可能出現高壓水射流穿透基體或清洗面屈服變形的事故。

（4） 物體撞擊 物體飛出傷人是指高壓系統零部件鬆動拋出或高壓軟管甩動對人體造成的傷害。大多造成外傷，通常不會是致命的。

（5） 油氣爆炸 在適當條件下，靜電是一種不容易忽視的火源。

（6）缺氧歇息。

（7）噪聲超標 噪聲是指影響人們正常工作和生活，危害人們身心健康而需要控制的聲音。

（8）元件配裝。

（9） 一般機電故障。