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1、高压清洗机之国内外水射流技术现状2008-11-25 09:42:01（已经被浏览825 次）水射流技术是一种正在蓬勃发展、用途很广的高新技术。水射流技术的产业分类应属流体机 械行业，但又有其独特的专业性。长沙司一山研究院下属的高压水射流技术研究所，自 1978 开始高压水射流技术研究以来，在水射流切割技术与设备、水射流清洗技术与设备、 水射流除鳞技术及设备冰射流执行机具及设备等方面作了大量的研究开发和推广应用工作， 目前在努力拓展和开发水射流技术新的应用领域和范围。28年来取得了近20 项科研成果， 10 多项专利，在国内外刊物上发表论文近白篇。我所现有水射流专业设计研究、生产、销 售和服务
2、人员近 国外一些工业发达国家的水射流技术很发达，形成了规模化的产业，特别是在美国、德国和 日本专业化的水射流设备制造厂及配套和服务公司很多，在1960 年代就不惜巨款投资进行 研究和开发，并已在某些领域大力普及高压水技术，取得了满意的效果。这些国家水射流装 备朝超高压、大流量、智能化、系列化发展，水射流切割、清洗、除鳞等已普及应用，破碎、 制粉、浆体输送、注水、（旋喷）注浆、水刺和喷雾消防等不断得到推广，水射流技术和其核 心设备往复柱塞泵及其附件的新应用还在继续开发和拓展，水射流技术和设备不断得到升级。 近 10 年来，我国的高压水射流技术取得了长足进步，一批研究机构、制造厂、配套和服务 公司
3、得到了一定的发展，常规设备基本可替代进口，但与国外发达国家相比，规模和技术 水平都还存在较大差距。目前，国内水射流清洗技术已在石油、石化、化工、轻工、冶炼厂 和电厂等行业得到应用，改善了劳动条件，降低了能耗，提高了工作效率。水射流切割技术 也因具有切缝窄、无热应力、无粉尘、易实现异形切割等优点在建材、航天航空、军工、文 体用品、玻璃、皮革等行业用于材料的特种切割加工。水射流热轧除鳞工艺和设备在钢厂也 得到了普及应用。目前由于各种原因，国内一些水射流技术的应用领域至今还是空白。因此， 应大力开展水射流技术的开发和推广，研制出适合我国国情，并满足各部门工业需要 的水射流新工艺新设备。2 高压水射流
4、的基本原理及应用范围 高压水射流的工作原理是，通过高压往复式柱塞泵把普通水增压到儿十、儿白甚至儿千个大 气压后，从各种不同形状的喷嘴喷射出来，形成具有穿透能力很强的高速水射流，通过机、 电、液汽或雷达等不同形式组合的机械、自动机构或智能化执行装置（机器人）用于各行各业 的不同用途，此外通过高压水发生系统把浆体的压力升高到儿十甚至儿白个大气压后，可用 于注水、注浆和管道输送。本技术和设备可用于清洗、剥层、除垢、除锈、切割、钻孔、破碎、制粉、除鳞、铸件清砂、 喷雾、浆体输送、注水、（旋喷）注浆、水刺和消防等各种用途，其应用领域非常广阔。目前 它的应用范围已涉及到采矿、航空航天、有色冶炼、钢铁、电力
5、、船舶、石油、化工机械及 建材、建筑、轻工、食品等工业部门，还可以用于农业及医疗部门等等。如热轧钢材除鳞、 管程换热器内外表面的清洗和维护，储罐、高压釜及容器的内部清洗，管束、管道及下水道 的清洗，网格及板架除漆，钢表面的磨料水射流除鳞除漆除锈除垢，机场跑道除胶除漆，船 舶和大型工业设备的维护，水力破碎钢筋混凝土，战场排雷、炮弹掏药，有利于环境的表面 预处理以及水刺非织造布，医疗手术刀，油川用注水注浆、管道输送和喷雾消防等等。随着人们对水射流技术的深入了解，各行各业不断研究开发出新的水射流应用方法和工艺， 更先进和专用高效的水射流装备不断得到开发，应用范围还在迅速扩大。水射流技术及设备 的应用
6、有可能使某些工业部门中的一些主要生产环节发生重大的变革，采用先进的高压水射 流技术取代传统的生产方式或工艺，可大幅度地提高生产率、降低生产成本、改善工作环境 等。3 水射流切割技术与设备 高压水射流切割技术具有切缝窄、不产生热应力、无粉尘、易实现异形切割、儿乎可切割任 何材料等优点。纯水射流可切割皮革、纸张、软木、塑料、效棉织品、石棉水泥制品等;磨 料水射流具有更强的切割能力，可切割玻璃、陶瓷、不锈钢、钢筋混凝土、碳纤维复合材料 及各种合金材料等。高压水射流切割技术与设备的应用领域涉及采司一航空航天、有色冶 炼、钢铁、电力、船舶、石油、化工、交通机械、建筑等多个部门。我院高压水射流技术研究所在
7、研制成功C、S 一 400型、GY S - 600型高压水射流发生器及 AJC-1型磨料水射流切割装置的基础上，先后研制出250MPa纯水射流切割机、400 M P a磨 料水射流切割机和前混合磨料水射流切割机，分别应用于军工文体用品加工业机械制造业、 建材业和航空航天业。目前正致力于开发全系列的水射流切割机产品。4 水射流清洗技术及设备 高压水射流清洗是一种用途十分广泛，经济效益和社会效益非常显著的新型清洗技术。它具 有清洗效率高、成本低精洗质量好、不损伤设备、不污染环境、操作方便、安全等优点。 我院高压水射流技术研究所研制开发或成套的水射流清洗机，已在石化、冶炼厂、铝厂、电 厂、军工、制盐
8、制糖厂等多种作业场合大面积推广应用。其用户包括中国铝业集团股份公司 河南公司、山西公司、山东公司，金川集团公司，中国石化茂名石油化工集团股份公司、中 石化广州分公司，中国人民解放军 31 基地、 32 基地，株洲冶炼厂、上海冶炼厂、云南冶炼 厂、芜湖冶炼厂、韶关冶炼厂、葫芦岛锌厂、贵溪冶炼厂，湖南衡阳制盐厂，湖南G.w阳 华能电厂、湖南湘潭电厂、湖南来阳电厂、湖北汉川电厂、湖北阳逻电厂、河北张家口电厂、 江西井岗山电厂、广东深圳妈湾电厂、广东虎门电厂和众多的制糖厂等等。各行各业不断涌现出更多的专业器材和各类设备需要用水射流技术来完成清洗工作，需要不 断研究开发更先进高效的专用水射流清洗装备来满
9、足各类专业器材和设备的特定清洗要求。 今后水射流清洗产业的“四化”进程将加快，即向专业化、社会化、系列化和高级化方向加 快发展，其应用将更深入和普及，对水射流清洗技术的核心设备各种大、中、小 型往复式柱塞泵和附件及专用清洗装置的需求量也将更为巨大，市场前景更为广阔。5 水射流除鳞技术及设备在热轧钢材生产过程中，钢坯表面的炉生氧化铁皮（俗称鳞皮）使钢材表面产生凹坑、麻点、 氧化铁皮压入等多种缺陷，大大削弱了产品的市场竞争力。高压水热轧除鳞技术具有适应钢 种范围广、除净率高、综合成本低等优点，已成为当今热轧除鳞方法的主流。水射流热轧除 鳞技术可确保生产出的产品表面光洁，使钢材表面的凹坑、麻点、氧化
10、铁压入等多种产品缺 陷基本消除;使用热轧除鳞生产线后钢坯对轧槽的磨损明显减少，轧辊的使用寿命明显 延长;氧化铁皮的减少给现场环境带来明显的改善，空气中的粉尘污染大大减少。我院生产 的钢厂热轧除鳞生产线已推广应用到湘潭钢铁、衡阳钢管、涟源钢铁、湖北鄂州钢铁、浙江 杭州钢铁、江苏无锡锡兴钢铁、江苏华西钢铁、西昌钢铁、淮钢、清远钢铁、泰国钢铁、江 苏江阴西城钢铁、河北唐山钢铁、江西新余新钢、天津钢铁集团、河北宣化钢铁、成都钢管 有限公司等近白家钢铁企业。冷态除鳞解决了酸洗环境污染的问题，使用的磨料可循环使用，除鳞质量好，鳞皮去除率达9Io 一 10010，表面呈金属本色，不存在过酸洗和氢脆等缺陷。我
11、院开发的冷态除鳞生产线 已应用到涟源钢铁公司和湘潭双威弹簧钢妊公司。6 水射流技术的新应用61 喷射混合反应工艺及设备 在化工、医药、冶金、有色冶炼、石化、轻工等行业的工业生产中，主要和关键工序的实质 往往是混合反应，其传统的搅拌混合反应设备，如各种类型的塔、罐、缸、槽和釜等的效率 低、体积大、投资高。而全新的喷射混合反应系统能大幅度地提高混合效率 和反应速度，同时可实现设备体积微型化和生产自动化。通过对喷射混合反应技术和设备的研究，逐步开发出系列化、模块化、智能化的（单、双和 三相）气固液喷射混合反应系统，推广应用到相关行业，替代化工、医药、冶金、有色冶炼、 石化、轻工等行业的混合反应塔耀、
12、缸、槽和釜等，能产生很显著的经济和社会效益。 本项技术面向的行业广，其研究开发和推广应用能提高喷射行业和相关行业的整体技术水平， 取得原创的有自主知识产权的科技发明成果，创造和改变一些生产方式和工艺，推动相关行 业的生产工艺的创新和变革，节省资源，减少污染，提高生产率和产品质量。62 混凝土水铣工艺及设备 风蚀、过载、温差效应等会造成混凝土体的损坏，其修复、拓展或翻新是高速公路路面、立 交桥桥桩、大型建筑物等的工程要求，要求清除损坏的表层混凝土，以便重新浇筑;桥梁的 拓宽、建筑物的拓展，要求破碎清除某一部分的混凝土，揭露出完好 的钢筋，以便进行拓展;此外，还有表面清洗、涂层或漆层清除，混凝土打
13、毛、硷体内增强 钢筋的清洗、硷体的切割等。目前人们越来越倾向于在保持建筑物原有框架的基础上对损坏 的混凝土体进行修复、拓展或翻新，水铣技术能满足这方面的的要求，避免传统方法所产生 的不同程度的毁灭性破坏，从而节省巨额的建设费用。 水铣技术是用超高压水射流破碎、清除、打毛钢筋混凝土体，以达到路面、桥桩及建筑物维 护、翻新和拓展的目的，其优点是:效率高，可不损伤钢筋而清除钢筋上的锈蚀层，不会引 起裂纹扩展，无振动、无粉尘污染，安全性好，自动化程度高，能清除钢筋网里的混凝土， 能有选择地清除混凝土等。该技术在国外已广泛应用于桥梁、路面、港口结构、桩柱、隧道 顶面、大坝等的钢筋混凝土破碎。63 用于石
14、油开采注水（浆）的超高压卧式往复柱塞泵我们已能生产 A 系列三柱塞往复卧式泵，该系列产品主要用于油川钻采、地质、地下水、 地热钻井工艺中高压注水、注浆，是钻井、洗井、修井、固井、压裂等作业中理想的配套设 备，并广泛用于其它各行业的高压注水、注浆、输水、输浆。国外用于海洋采油的超高压卧式往复柱塞泵其压力达140MP。对液体端的抗疲劳强度要求 非常高，需采用特种材料与相应的热处理和制造加工工艺。我所在研制成功GYS 400型、 GY S 一 600型高压水射流发生器及A JC 一 1型磨料水射流切割装置的基础上，先后研制出 250 M P a 纯水射流切割机、 400MPa 磨料水射流切割机。注水
15、（浆）泵是石油开采行业的主要 生产装备，超高压卧式往复注水（浆）柱塞泵的研制成功将填补国内空白。64 矿山尾砂输送、电厂湿排灰用三柱塞往复泵采用先进三柱塞往复系统取代传统的泥 （渣）浆离心泵用于尾砂的管道输送和湿排灰管道输 送，可大幅度地提高生产率、节水节能、降低生产成本、减少污染。现在已有越来越多的司 一山和电厂采用这种工艺和装备。三柱塞往复泵用于司一山尾砂输送、电厂湿排灰具有以下优点效率达8lo 9lo（远远高 于离心泵的3lo 一 520lo ），可大幅度的降低能耗;输送浓度可达4010,比离心泵节水倍;因尾 砂浆或粉煤灰浆含水量少能减少浆体对坝体的侵蚀，能减少对环境的污染。6 5 双高
16、压喷射注浆设备 双高压旋喷工法高喷注浆技术是以水、气浆为介质的喷射方法，系在老三管法的基础上，改 低压注浆为高压射浆，形成高能介质高压喷射的新工艺又称R JP工法）。其工艺特点是首先 用高压水切割冲击原始地层，由于水的粘滞性很小，易于进入较小空隙中产生水楔破碎效应， 对于冲切置换细颗粒有较好的作用。然后再用高压浆对地层进行二次喷射切割搅拌，其破坏 能力大，搅拌均匀，带出地面的水泥成份量少，桩体直径大，强度高，节约水泥。在城建她铁、交通等基础工程中，防渗护坡基坑封底采用大直径双高压旋喷桩，可减少桩数 量;或在相同桩径、强度要求下，减少水泥用量，提高施工速度。在一些需要特大旋喷桩径 的特殊工程中，如障碍物下的旋喷桩、超大直径的单个高强度旋喷桩等，可充分发挥其作用。 由于施工效率高，桩径容易保证，可代替普通三重管旋喷桩。双高压旋喷工法大流量高压注浆泵的泵压达38MPa、流量在100 150 L /m irk双高压旋喷工 法旋喷桩施工效率比目前提高3010左
