新型船舶清洗方案-空化射流船舶清洗技術(shù)

船舶清洗市場主要由船舶營運企業(yè)、港口營運企業(yè)、造修船企業(yè)、海軍艦隊等與船舶有直接關(guān)系的企業(yè)組成，船舶營運企業(yè)的數(shù)量、運能、船舶保有量、港口數(shù)量、吞吐裝卸能力、進出港船舶量，造修船廠數(shù)量、規(guī)模、造修船能力、造修船數(shù)量，海軍艦隊規(guī)模、艦艇艘數(shù)都直接影響船舶清洗市場的發(fā)展與運作。
 
大型船舶在經(jīng)過長年的航行后，在其吃水線以下的船體外殼上會形成一層厚厚的垢層。這些垢層由藻類、貝類附著物構(gòu)成，緊密而且堅硬。另一方面，船舶在運行多年后，不可避免地會產(chǎn)生大面積銹蝕的情況。因此，在大型船舶進行大修時，一般都要求將船體上的涂層、結(jié)垢和舊的油漆以及鐵銹去除，然后再涂上新的油漆，這樣才能保證船舶的正常航行和延長其使用壽命。目前，船體外殼上涂層、垢層的清除，大多數(shù)還在采用工人手持錘子鏟子進行敲打和刮鏟，因垢層堅硬致密且面積大，導致維修工期長，工人勞動強度大。國外于20世紀80年代末開始探索利用高壓水射流技術(shù)對船舶進行清洗和除銹除油漆工作，并取得了成功，該項技術(shù)已在國外船舶維修行業(yè)廣泛推廣和應(yīng)用。近幾年來，隨著我國高壓水射流技術(shù)的發(fā)展，該項技術(shù)已廣泛應(yīng)用于船舶行業(yè)，但高壓水射流清洗時所需要的壓力很高，操作時不易控制，存在一定的危險性。

隨著空化射流技術(shù)的問世，國外專家將空化作用引入水射流技術(shù)中而形成的新型水下設(shè)施清洗技術(shù)。通過控制壓力、流速等參數(shù)使水流束經(jīng)過空化噴嘴時產(chǎn)生大量的空化泡，利用空化泡在材料表面狹小區(qū)域內(nèi)潰滅產(chǎn)生高達140～170MPa的微射流沖擊，達到清理設(shè)施表面附著物和污垢層的目的。該技術(shù)不但具有高效、節(jié)能、環(huán)保、安全等優(yōu)點，而且不傷害設(shè)施母材，極少或者完全不傷害完整的防腐層，可對船舶螺旋槳等設(shè)備薄片區(qū)域進行合理有效的清洗。

在解釋何為空化射流前，我們先簡單了解一下什么是空化？所謂空化，就是一種非常復(fù)雜的流體動力現(xiàn)象。我們這里所說的空化射流，通常是指在人為的作用下，有意地將高壓水射流流束產(chǎn)生的許多空泡，加以利用起來——空泡的破裂所產(chǎn)生的能量通常是巨大的，從而以此來增強高壓水射流的強大作用力。
 
通常情況下，水在高速運轉(zhuǎn)的過程中，沿物體某處所產(chǎn)生的局部壓力小于此處飽和蒸汽所產(chǎn)生的壓力，此時，溶在水中的空氣不但會浮出，而且水本身也會被汽化，產(chǎn)生大量的空泡。當高壓水射流作用于物體表面時，所產(chǎn)生的空泡到達高壓區(qū)時就會破碎，與此同時產(chǎn)生許多微射流或者壓縮波。這個時候就會在物體表面及附近區(qū)域產(chǎn)生巨大的集中應(yīng)力。這種作用力對物體的傷害是非常大的。因此，對高速運轉(zhuǎn)的水力機械，要盡量避免這種空化現(xiàn)象的產(chǎn)生。但是，我們所利用的空化射流技術(shù)，是人為地產(chǎn)生并發(fā)展這種充滿蒸汽空泡，進而有效地控制目標物體上所產(chǎn)生的局部壓力，用來把控清洗和破碎的能力，從而提高其工作性能。所以，利用空化現(xiàn)象來進行清洗，非常有利于表面物體的破碎程度，從而有效地提高了清洗的效果和能力。

正因為如此，在當下所研發(fā)的各種高壓水射流當中，空化射流是非常典型而且有效地射流，它在清洗、切割方面所具有的獨特優(yōu)勢，深受人們的熱愛和推崇。