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高壓/超高壓水噴射工藝講解

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌瀏覽次數:27 次 更新時間:2020-06-11

上千年來世界各地的人們都將水用于清潔,但將水作為媒介廣泛用于基材表面的高壓清潔,只有不過四十余年的時間。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌在探討用水進行表面清潔時,必須牢記下列定義:

水清洗,不同于水噴射,是在很低的壓力下進行的,而我們將水清洗分為兩級(根據SSPC-VIS 4(I) / NACE7 標準):

?低壓水清洗是在低于34 MPa(5000psi)的壓力下進行的清洗。

?高壓水清洗是在34到70MPa(5000到10000psi)的壓力下進行的清洗。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌水噴射(根據SSPC-VIS 4(I) / NACE7 標準)包括兩級:

?高壓水噴射是在70到170MPa(10000到25000psi)的壓力下進行的水噴射。

?超高壓水噴射是在170MPa(25000psi)以上的壓力下進行的水噴射。

以上定義(可能)將在即將推出的標準中用到:

ISO 8501-4 用高壓水噴射法完全去除已涂裝及未經涂裝的鋼質基材表面的鐵銹           和原涂層的處理等級

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌高壓水噴射是一種用高速水流沖刷所要清潔的基材表面的清潔技術。而這種高速是將水流通過一個專門設計,孔徑很小的噴嘴而產生的。

在作者完成本文時,市場上出現了一種能夠產生高達345MPa(50000psi)的水壓的設備。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌注:1 MPa = 10巴= 14.5 psi。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌自1934年以來,壓力高達5.5 MPa(800psi)的水清洗方法在美國的造紙紙漿業投入了使用,而在歐洲其應用始于1938年(相同的用途)。在20世紀50年代末和六十年代初,人們開發出了能夠產生40-70MPa(6-10000psi)水壓的設備(主要在美國),但這種早期設備難以操作,操作人員一次只能維持5-10分鐘的靜態肌肉張力。

此類靜態張力問題目前在一定程度上已經得到了解決(或者已經達到了可以接受的水平),而且人們設計出了相當多的設備用于大面積的平坦區域(有水平的,也有垂直的),它們或是采用遙控,或是只需要操作人員消耗很少的肌肉能量。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌高壓水噴射的使用場所——優點與缺點

上述的高壓水噴射方法將迅速去除各種基材表面,如鋼材和其他金屬、混凝土、木材和塑料表面上的沉積物。這些沉積物可能包括灰塵、油脂、銹垢、粉筆或者涂料。

此外,一些不可見的水溶性化學物質或者鹽污染物也會出現在表面上,不論是否生銹和出現凹痕,這些污染物也將通過高壓水噴射得到清除。這可能是這種清潔方法最重要的一個方面,因為在涂料施工之前,表面上水溶性物質的存在必將通過滲透性起泡,導致一定程度上涂裝的失敗,多年來的經驗已經證實了這一點。高壓水噴射(采用無污染性的水)將有效去除待涂裝表面上的此類有害物質。

高壓水噴射可能是在不破壞下層涂料的完整性的同時,能去除油漆(環氧)表面粉筆記號的最有效方法。

對于較重而且緊實的銹垢以及較重而且附著力良好的涂層來說,高壓水噴射的去除速度可能要比噴砂法略慢一些。但考慮到整個工藝,也就是新砂和廢砂的運輸、除塵、噴砂前可能要進行的水清洗,在處理相同面積的待涂裝區域所需的總生產時間方面,這兩種方法有一定的可比性。

如果在水流中加入少量的磨料(加壓水噴砂),或者將水壓提高到210MPa(30000psi)以上,那么就能加快水噴射過程。如果使用旋轉噴嘴的話,也能提高生產效率(通常用于較大的區域)。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌即使采用超高水壓,水噴射也不能去除緊緊附著的氧化皮,或者形成某種表面結構(粗糙度輪廓+特征密度)。如果要去除氧化皮或者構造某種表面結構,就要在水流中加入磨料。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌因此,我們可以看出高壓水噴射最適合于二級表面處理,也就是(主要)用于進行維護,因為通過前面的表面處理方法已經形成了表面構造,或者是處理已經施工了一層預制底漆(車間底漆)的表面。

因為高壓水噴射不同于噴砂或動力工具清理方法,不會產生火花,完全不存在爆炸危險,因此可以用于處理裝載汽油和其他具有強揮發性和高度爆炸危險物質的艙室。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌高壓水噴射不會產生灰塵,而灰塵如果被附近的人員吸入或者沉積在鄰近區域和物體上,可能存在有毒有害的空氣污染。

如果不向水流中添加磨料,那么高壓水噴射就將大幅度減少必須從現場去除的殘渣數量。用過的水可以收集起來,經過機械和化學凈化后,排入污水系統。水清理后的殘留固體必須以安全的方式清除,并作為化學廢物進行處理。不過,高壓水射工藝所產生的固體數量,與噴砂所產生的殘渣數量相比,(幾乎)是可以忽略不計的。

高壓水噴射系統的組成

水噴射設備的中心是高壓泵82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌,(一般)為活塞型。該水泵能將水壓提高到要求的水平。在一些系統中,在進入高壓泵之前,水一般都會在提升泵中進行預加壓。

加壓水通過分流器和軟管進入噴嘴。驅動水泵的動力源是一臺具備足夠功率,用于維持要求壓力的發動機——電動或柴油機驅動。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌水泵以及系統的管線和配件的設計必須能處理和容納很高的液壓。突發速率水平應至少是系統工作壓力的2.5-3倍,以提供安全系數。系統的所有元件都應該互相兼容,并經過單獨檢測和整體檢測。

高壓水噴射槍中噴嘴的孔口(或者多重孔口)很小,可以產生必需的水流速度、流量、壓力、形態和分布。針對高生產量或者高負荷的工作,一般采用旋轉噴嘴。像管道內部清潔這樣的專門清潔工作可以采用特殊的噴嘴。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌高壓水噴射設備的用水量一般在5到175升/分鐘,它取決于噴嘴的孔口大小和壓力。一般來說,壓力較低的設備的每分鐘用水量要大于高壓或者超高壓設備。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌噴槍的旁通閥系統可以幫助操作人員啟動或者關閉通過噴嘴的水射流。一般來說,這種旁路都是一個傾倒系統,由操作人員用噴槍上的一個手持彈簧式閥門開關來進行控制的。操作人員必須用力關閉旁通閥,從而強迫水流通過噴嘴。當操作人員釋放壓力時,旁通閥會重新打開,整個系統通過水泵產生的分流實現降壓,水流從旁路出口流出。出于安全的原因,大多數國家都通過法律強制使用這樣的旁路系統。

操作與安全

在高壓水噴射設備的操作過程中,必須遵守良好的基本慣例。在為系統加壓之前,操作人員必須握住噴嘴或者噴槍,將其對準工作區域或者工作對象。壓力應逐步增大,這樣操作人員才能感受并逐步調節其后座力,直至達到所要求的工作壓力為止。后座力不應超過操作人員體重的三分之一。在設備出現故障的情況下,如出現軟管漏水等,應立即為系統減壓,而且在損壞修復之前不得再次加壓。

用水噴射設備清理表面的技術有點類似于噴砂技術,但高壓水噴射的噴嘴離表面要近得多(約為1-5cm)。這是因為當水噴出軟管和噴嘴時,其液壓將迅速降低。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌高壓水噴射槍的操作人員只要通過改變噴嘴與表面之間的距離,就能對清潔程度進行調節。舉例來說,一名經驗豐富的操作人員可以使涂層系統(在一定程度上)實現逐層脫落。用高壓水噴射槍進行的毛邊處理可以產生極好的效果,工作區域的邊緣周圍不會發生噴砂常見的邊緣卷曲現象。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌噴嘴與表面成85 - 90o 時能夠最有效地去除銹的氧化皮或脆弱的舊漆。不過當角度(約)為45 - 60o 時,將有效去除較厚而且附著力較強的涂層。其中后者不適合使用旋轉噴嘴,因為旋轉噴嘴與基材表面應當始終保持85 - 90o角。

必須牢記的是雖然高壓水噴射能夠產生金屬清潔度等同于Sa 3水平(ISO8501-1)的表面,但它無法在金屬基材表面上形成表面構造。盡管如此,它可以用于清潔和恢復已有的表面構造,而且由于水分子較小,因此這種清潔可以直接深入現有表面構造中最微細的小孔。因此,當這種設備用于二級表面處理時,如去除現有的涂層系統,及對在鋼廠或車間噴涂了預制底漆的表面進行清潔等,高壓水噴射的卓越性能可達到最佳狀態。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌用高壓水噴射清理鋼材時,只要表面潮濕,基材表面的金屬清潔度就將保持不變。當表面干燥后,腐蝕就會(根據情況迅速)重新形成,也就是我們常說的閃銹(或飛銹)。如果使用防銹劑的話,就能避免(在一段時間內)這種閃銹的形成。常用的防銹劑是基于[正]磷酸或者某種胺的。此類防銹劑都是特殊的化學產品,我們可以在表面干燥前,以霧狀形式將其噴涂在經過清潔的表面上,也可以將其加入加壓水中,以防止鋼制基材表面發生閃銹。有些規規格書可能要求使用特定的抑制劑,或者某種特定的商業產品。在任何情況下,咨詢涂料生產商,確認準備使用的抑制劑與將在清潔表面上使用的涂料是否相容,都是非常重要的。采用正確的抑制劑比例是關鍵所在。抑制劑過少就無法控制閃銹,而抑制劑過多則會引起涂料起泡或者附著力等問題。有些抑制劑,可能由于其成分或者使用過量,會在表面留下水溶性殘留物,導致所噴涂的涂料系統在使用過程中出現滲透性起泡,尤其是在浸沒的環境中。

必須牢記,幾乎所有的油漆生產商都不允許在施工他們的涂料系統前使用此類防銹劑。

82455com彩霸王-4685com本港台直播-399322com香港挂牌由于涉及到極高的壓力,因此高壓水噴射可能具有很高的危險性。當人員近距離被加壓水擊中時,可能造成斷臂、身體被擊穿等嚴重的人身傷害。在極端情況下,此類傷害可能導致受害者的死亡。因此,對操作人員進行設備使用的全面培訓,使其對操作高壓水噴射設備時可能存在的危險性有充分的認識,是非常重要的。操作人員以及進入設備操作范圍的其他人員(如檢查員)必須使用個人防護設備。和噴砂一樣,至關重要的是只能將噴嘴對準需要清理的表面。

個人防護設備應保護操作人員免遭水射的危險,包括頭、眼、身體、手腳等。現有的和推薦使用(在一些國家是通過法律強制使用的)的防護設備包括:頭盔和全遮面面罩(或者臉罩和護目鏡的組合)、防水服、防護手套、配有鋼制護趾護腕的防水靴,再加上跖骨和聽力保護裝置。

在密閉空間中操作高壓水射設備必須采取特殊措施,確保密閉空間內的空氣不被水蒸氣所飽和,因為這種情況下,操作人員可能會被淹死。如果空氣中的水蒸氣含量過高,無法控制在安全水平以下,那么可能需要對操作人員進行單獨供氧。

操作高壓水噴射設備時,必須遵守關于必要防護措施的國家、地方和設備生產商的安全健康法規。


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