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    (3)往復(fù)泵的工作性能 往復(fù)泵的最大排出壓力僅取決于泵本身的動(dòng)力、強(qiáng)度和密封性能。機(jī)動(dòng)往復(fù)泵的流量幾乎與排出壓力無(wú)關(guān)，圖3.6所示為機(jī)動(dòng)往復(fù)泵在恒轉(zhuǎn)速下的特性。只是在壓力較高時(shí)，由于液體中所含氣體溶于液體中、閥及填料漏損等原因，使泵流量稍有變化。因此，往復(fù)泵不能用關(guān)閉出口閥調(diào)節(jié)流量。關(guān)閉排出閥時(shí)，會(huì)因排出壓力急增而造成電機(jī)過(guò)載或泵的損壞。

    圖3.6 機(jī)動(dòng)往復(fù)泵特性
    (4)高壓住復(fù)泵的類(lèi)型 高壓柱塞泵品種繁多，性能范圍為壓力0.4～2500MPa、流量5～1668L/min的高壓泵上千種，適用性強(qiáng)。
    ①3W、3P型電動(dòng)往復(fù)泵。臥式三聯(lián)高壓電動(dòng)往復(fù)泵。在常溫下輸送清水或無(wú)腐蝕件乳化液，可作為液水乳化液壓機(jī)的動(dòng)力源。在清洗行業(yè)中用于水力清砂、水力除銹、水力采煤及洗滌劑料漿輸送方面。用作移動(dòng)式設(shè)備的高壓水動(dòng)力裝置，適合于做斷續(xù)作業(yè)的高壓水射流裝置的動(dòng)力機(jī)械以及清洗機(jī)和切割機(jī)配套用動(dòng)力機(jī)械。
    性能范圍：流量0.3～78m3/h，壓力4.5～70MPa。
    ②Ds、DY、DT型電動(dòng)往復(fù)泵。3Ds型是臥式三缸高壓電動(dòng)往復(fù)泵。適用于各種壓力加工的水力傳動(dòng)設(shè)備，如水壓機(jī)等。也可供化工、石油精練、采礦、造紙、食品等工業(yè)作為高壓設(shè)備給水之用。輸送介質(zhì)可為乳化液、油及清水等。3DT型泵除有上述功能外，還可輸送特殊介質(zhì)，如有腐蝕性的介質(zhì)。3D5C型是差動(dòng)式三缸高壓電動(dòng)往復(fù)泵。
    性能范圍：流量0.2～160 m3/h，壓力0.3～40MPa。
    ③3D、5D、6D、DK 3D型是臥式三聯(lián)高壓電動(dòng)往復(fù)泵，用于輸送腐蝕性液體及高溫液體。5D型臥式五聯(lián)高壓電動(dòng)往復(fù)泵，用于輸送高壓水、注水等工藝。6D型是臥式六型高壓電動(dòng)往復(fù)泵，主要輸送乳化液及清水。
    性能范圍：流量0.5～96 m3/h，壓力0.2～70MPa。
    ④3S3、3H、5ZB、3DL型電動(dòng)往復(fù)泵，3 S3型泵主要用于石油廠礦的注水工程，能滿(mǎn)足多種工藝要求。3H、3DI型是高壓柱塞泵。5ZB是臥式五柱塞泵。3DL、5DL是立式柱塞泵，主要用于油田柱水，也可作為水力活塞泵、地面泵和熱采鍋爐給水泵。
    性能范圍：流量1.34～89 m3/h，壓力7～44MPa。
    ⑤WCB超高壓泵。臥式柱塞超高泵，主要用作高壓容器及超高壓容器的液壓試驗(yàn)和爆破試驗(yàn)，以及管路、閥門(mén)的液壓試驗(yàn)，還可以提供水壓機(jī)作動(dòng)水源。
    性能范圍：流量0.015～0.12 m3/h，壓力200～1000MPa。
    ⑥HDP系列高壓、超高泵。有1000多種組合序列的產(chǎn)品以滿(mǎn)足各種不同的需求，用于所有的工業(yè)行業(yè)。標(biāo)準(zhǔn)系列的整裝泵單元包括固定式、移動(dòng)式以及拖車(chē)牽引式的單元。
    性能范圍：流量5～1668L/min，壓力1.5～250MPa。
    ⑦SY、SSY、3DY、DSY型試壓泵。5Y系列為手動(dòng)試壓泵，DSY系列為電動(dòng)試壓泵，3DY型是高壓試壓泵。該泵系供各類(lèi)壓力容器、管道、閥門(mén)和蒸汽鍋爐等作水壓試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室中獲得高壓、超高壓液體的設(shè)備。還用于各類(lèi)高壓軟管、氣瓶等作爆破試驗(yàn)。
    性能范圍：流量15～1050L/h，壓力1.6～200MFa。
    ⑧J系列標(biāo)準(zhǔn)型計(jì)量泵。分微、小、中、大、特大五種機(jī)座。液力端結(jié)構(gòu)分柱塞、隔膜兩種型式。該系列適用于計(jì)量輸送溫度為-30～100℃，黏度為0.3～800mm2/s，不含固體顆粒的腐蝕成非腐蝕性液體。在運(yùn)行狀態(tài)下可以任意調(diào)節(jié)流量；還可以按要求配備電控或氣控流量調(diào)節(jié)裝置用于自動(dòng)化生產(chǎn)線及遠(yuǎn)距離操作。
    性能范圍：流量0～30000L/h，壓力0～50MPa。
    3.4高壓管路
    高壓水射流系統(tǒng)中使用的管路有硬管與軟管。硬管使用耐高壓的鋼管；軟管為液力系統(tǒng)專(zhuān)用的高壓軟管。
    （1）高壓鋼管
    ①無(wú)縫鋼管。其耐高壓、變形小、耐油、抗腐蝕能力強(qiáng)，裝配時(shí)不易彎曲，多用作高壓水射流系統(tǒng)中的固定管路。無(wú)縫鋼管有冷拔和熱軋兩種。冷拔無(wú)縫鋼管的幾何尺寸準(zhǔn)確，質(zhì)地均勻、強(qiáng)度高。壓力小于8MPa的高壓水系統(tǒng)推薦使用10號(hào)冷拔無(wú)縫鋼管；壓力太子8MPa的系統(tǒng)推薦使用15號(hào)冷拔無(wú)縫鋼管。在中高壓系統(tǒng)中，可根據(jù)管路通過(guò)的流量和壓力大小，從有關(guān)手冊(cè)中選用。
    ②不銹鋼管。在高壓水射流系統(tǒng)中，噴嘴直徑很小，一般都在0.5mm左右。任何銹蝕污物泥人流動(dòng)介質(zhì)中都會(huì)引起噴嘴堵塞。因此，要求管道必須具備很強(qiáng)的抗銹蝕能力。國(guó)產(chǎn)33CrNi3MoV不銹鋼管輸送油介質(zhì)效果尚好，但用于水介質(zhì)不能滿(mǎn)足要求。新研制的17-4PH沉淀硬化不銹鋼管具有很高的強(qiáng)度和硬度，耐腐性能根強(qiáng)，焊接性能較好，高溫下強(qiáng)度不會(huì)陡降，適宜于作為超高壓水射流系統(tǒng)的管材。
    ③管件。高壓水射流系統(tǒng)管路中的高壓接頭應(yīng)采用同一型號(hào)的高壓錐狀接頭，壓緊螺套應(yīng)使用螺紋連接在管子上。彎頭、三通、四通、變徑接頭等在整個(gè)系統(tǒng)中，宜使用同一廠家助產(chǎn)品。
    （2）高壓軟管
    用于連接高壓水系統(tǒng)中有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組件，使用方便，并能吸收系統(tǒng)中的沖擊和振動(dòng)。高壓軟管由夾有鋼絲的耐油橡膠制成，纏繞鋼絲一般有1～3層。由于制造工藝復(fù)雜、成本高，在固定組件之間一般不采用。
    高壓軟管又稱(chēng)超高壓鋼絲纏繞塑料軟管。國(guó)產(chǎn)高壓軟管分A型與B型兩種規(guī)格。通徑從5～12.5mm共五個(gè)系列，全部采用扣壓式接頭。可在-40～+110℃溫度范圍內(nèi)工作，工作壓力可達(dá)196MPa，并正在開(kāi)發(fā)350～380MPa的高壓軟管。在冶金礦山、石油化工、航空航天、船舶車(chē)輛、起重設(shè)備、工程機(jī)械以及高壓噴涂、高壓清洗等方面有著廣泛的用途，并能用來(lái)輸送非極性溶劑，如烴、脂類(lèi)，低級(jí)醉等流體。
    高壓軟管的軟管芯為合成纖維管。軟管包覆材料韌性收縮率大，用合金鋼絲纏繞軟管，包覆緊固，在軟管切斷時(shí)纏繞的鋼絲也不能彈開(kāi)。高壓管出廠前要在1.25倍的工作壓力下進(jìn)行靜壓試驗(yàn)。
    高壓軟管與兩端的管接頭稱(chēng)為軟管總成?？偝砷L(zhǎng)度除有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格之外，可按用戶(hù)要求確定。軟管總成還可使用快速扣壓式管接頭。高壓軟管只有如下特點(diǎn)：管接頭輕便，色彩鮮艷，內(nèi)壁光滑，氣密性好，連接牢固，抗滑脫力強(qiáng)，無(wú)泄漏現(xiàn)象，耐酸、耐堿、耐油、耐腐蝕、質(zhì)量可靠。

    圖3.7 高壓軟管使用壓力與壽命的關(guān)系
    近年來(lái)，新材料的使用，提高l 軟管的工作壓力，而磨料射流可采用較低的工作壓力，從而拓展了高壓軟管的使用范圍。高壓系統(tǒng)中軟管的使用在很大程度上取決于使用場(chǎng)合。實(shí)際使用的工作壓力以及軟管布置的曲率半徑都會(huì)影響高壓軟管的使用壽命(見(jiàn)圖3.7和圖3.8)。

    圖3.8 高壓軟管曲率半徑與壓力的關(guān)系
    高壓水射流清洗技術(shù)的發(fā)展與高壓水設(shè)備配件的進(jìn)步密切相關(guān)。高壓水射流清洗技術(shù)自上世紀(jì)80年代中期由藍(lán)星清洗從德國(guó)引入我國(guó)，在30多年的時(shí)間內(nèi)主要經(jīng)歷了三個(gè)階段。下面看小編一一為您道來(lái)~
    第一階段
    高壓水設(shè)備的發(fā)展，隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，高壓水裝朝著大型化，智能化，專(zhuān)用化方向迅速發(fā)展，高壓水設(shè)備功率從最初的幾十千瓦發(fā)展到700多瓦，壓力也從最初的幾十兆帕發(fā)展到400兆帕。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)高壓水射流技術(shù)在設(shè)備制造方面也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，研發(fā)出了高壓力、大流量、長(zhǎng)時(shí)間工作的柴油驅(qū)動(dòng)清洗設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)高壓清洗設(shè)備形成了以美國(guó)NLB、Jetstream、Flow、kAMAT、Jetech、Gardner Denver;德國(guó)Hammelmann、Uraca 、Woma、Karaher以及果茶通潔、精誠(chéng)、聚能、水能等三分天下的局面。但目前規(guī)模較大的清洗公司仍以德國(guó)和美國(guó)的高壓水設(shè)備為主。
    第二階段
    高壓水清洗配件的發(fā)展；以三維槽罐清洗槍頭的出現(xiàn)為標(biāo)志，主流高壓水設(shè)備廠家也逐漸研發(fā)出各種功能型號(hào)的槍頭配件，使清洗速度更快，清洗效果更好，勞動(dòng)強(qiáng)度更低。這階段的典型代表是StoneAge，以換熱器公園管程為例，StoneAge針對(duì)列管堵塞情況和不同垢類(lèi)型的高效小直徑管束自旋轉(zhuǎn)清洗槍頭，應(yīng)用于各類(lèi)換熱器清洗。目前，國(guó)內(nèi)高壓水設(shè)備廠家也能夠生產(chǎn)出140Mpa左右的自旋轉(zhuǎn)清洗槍頭，但280Mpa的自旋轉(zhuǎn)清洗槍頭仍需進(jìn)口，并且國(guó)產(chǎn)自旋轉(zhuǎn)清洗槍頭的壽命也相對(duì)較短。
    第三階段
    自動(dòng)執(zhí)行化結(jié)構(gòu)的發(fā)展：國(guó)內(nèi)清洗行業(yè)對(duì)于冷換設(shè)備管程和殼程的清洗仍未擺脫傳統(tǒng)的人工抱槍方式，這種清洗方式具有人員設(shè)備投入量大、勞動(dòng)強(qiáng)度大。危險(xiǎn)性高等特點(diǎn)。雖然，國(guó)內(nèi)清洗公司及安全管理規(guī)范的業(yè)主單位已經(jīng)逐步認(rèn)識(shí)到高壓水射流所帶來(lái)的操作危險(xiǎn)，但是必要的技術(shù)革新由于市場(chǎng)的承受力以及接受度等原因一直發(fā)展和傳播得非常緩慢。而歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在冷換設(shè)備清洗方面已經(jīng)開(kāi)始普及使用自動(dòng)化執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)克服傳統(tǒng)的人工抱槍效率低、危險(xiǎn)系數(shù)高的缺點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)只有極少數(shù)規(guī)模較大的清洗公司引進(jìn)了部分StoneAge高壓水清洗自動(dòng)化執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中藍(lán)星清洗有限公司從荷蘭Peinemann公司和美國(guó)StoneAge公司全面引進(jìn)了各個(gè)類(lèi)型的自動(dòng)化執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于冷換設(shè)備管程和殼程高壓水清洗，降低了人工作業(yè)的不穩(wěn)定性，保證了清洗效果的穩(wěn)定，同時(shí)提高了作業(yè)安全性和清洗效率。并進(jìn)行全面成功的應(yīng)用。
    專(zhuān)業(yè)承接高壓水射流清洗公司
    (2-3)
    式中：Pk為壓力峰值；
    為液體中氣體含量（1/6—1/12）。
    （4）旋轉(zhuǎn)射流
    旋轉(zhuǎn)射流是指在射流噴嘴不旋轉(zhuǎn)的情況下產(chǎn)生的具有三維速度的射流質(zhì)點(diǎn)，沿著螺旋線軌跡運(yùn)動(dòng)而形成的擴(kuò)散狀射流，它不同于噴嘴繞一固定軸旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的射流旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)射流是靠在噴嘴腔內(nèi)的導(dǎo)向原件，將一維純軸向來(lái)流導(dǎo)引成具有軸向、切向、徑向三維速度的流動(dòng)而形成。旋轉(zhuǎn)射流的高速區(qū)不適處在射流中心部位，而是集中在離開(kāi)射流中心一定距離的一個(gè)圓環(huán)區(qū)域內(nèi)。用于射流質(zhì)點(diǎn)上切向速度的存在，使射流旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，導(dǎo)致中心部位的低速低壓區(qū)形成。
    旋轉(zhuǎn)射流的結(jié)構(gòu)特性通常是指射流的速度和壓力分布特性。理論分析已表明旋轉(zhuǎn)射流由于流體質(zhì)點(diǎn)具有三維速度。因此，當(dāng)射流脫離噴嘴后，必然在前進(jìn)過(guò)程中形成一定的擴(kuò)散，射流質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡基本上為一空間螺旋線，形成了其獨(dú)特的喇叭狀外形和特殊的速度和壓力分布。
    結(jié)果表明，在近噴嘴范圍的截面上，軸向速度明顯存在著中心低速區(qū)，隨著射流的向前噴射，中心低速區(qū)在一定范圍內(nèi)變得更低，而射流的高速區(qū)則向外發(fā)展。由于旋轉(zhuǎn)射流的強(qiáng)烈卷吸作用帶動(dòng)了周?chē)黧w的流動(dòng)，同時(shí)在其邊界上進(jìn)行能量交換，將自身的能量傳遞給周?chē)牧黧w，使射流本身的速度逐漸降低，直到較遠(yuǎn)的截面處，發(fā)展成與普通圓射流分布相類(lèi)似的較平緩的速度分布，即射流軸心處速度較大。由圖可知，這個(gè)射流主體段的軸向速度分布呈現(xiàn)“M”形分布的特點(diǎn)，即射流中心某一區(qū)域內(nèi)氣速度值較小，離開(kāi)中心一定半徑處存在著最大速度，而后隨著徑向距離的增大，來(lái)流速度逐漸降低。
    （5）磨料射流
    磨料射流是純水射流的發(fā)展，是近十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)具有遠(yuǎn)大前景的技術(shù)。其基本原理是在高速運(yùn)動(dòng)的水射流束中加入一些磨料粒子，利用其與物件的碰撞、沖蝕和刮削作用，隊(duì)伍建進(jìn)行噴擊及切割。由于磨料粒子質(zhì)量集中而且具有鋒利的棱角，在水射流中使不連續(xù)的，由磨料粒子組成的高速粒子流對(duì)物件還產(chǎn)生高頻沖擊而且具有很好的工藝特性。其工作方式與等離子切割，火焰切割相似，但不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)變，且加工精度高，操作簡(jiǎn)單、方便、其工藝原理與傳統(tǒng)的噴丸相似，但其能量高度集中，且采用濕式系統(tǒng)，不會(huì)造成環(huán)境污染。
    2、按射流壓力分類(lèi)
    射流壓力值是應(yīng)用中涉及的最重要的參數(shù)，它涉及工藝技術(shù)、設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性和合理性。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)如表2.2所示。
    表2.2 射流壓力分類(lèi)等級(jí)
    壓力等級(jí)
    壓力范圍（MPa）
    壓力泵類(lèi)型
    低壓
    0.5-10
    離心泵、柱塞泵
    高壓
    10-100
    柱塞泵、增壓器
    超高壓
    ≥100
    增壓器
    3、按射流環(huán)境分類(lèi)
    （1）淹沒(méi)射流
    射流的工作介質(zhì)與環(huán)境介質(zhì)相同時(shí)，這種射流稱(chēng)為淹沒(méi)射流。
    （2）非淹沒(méi)射流
    射流的工作介質(zhì)與環(huán)境介質(zhì)不同時(shí)，這種射稱(chēng)為非淹沒(méi)射流。
    （3）自由射流
    射流的作業(yè)環(huán)境沒(méi)有固壁約束下的射流稱(chēng)為自由射流。
    （4）非自由射流
    射流的作業(yè)環(huán)境具有固壁約束下的射流稱(chēng)為非自由射流。
    其中高壓水射流油管清洗技術(shù)屬于非淹沒(méi)非自由射流。由于本次只取了油管清洗的一小段，在清洗中假設(shè)該段基本充滿(mǎn)水，故本次研究將其假設(shè)為淹沒(méi)非自由射流。
    2.3高壓水射流在油管清洗中的應(yīng)用
    2.3.1污垢形成及力學(xué)特性研究
    一般情況下，造成油井油管堵塞的原因很多，如地層出砂、機(jī)械落物、油套管變形、地層產(chǎn)出的瀝青質(zhì),或者開(kāi)采期間入井的各種化學(xué)藥劑及餾分、鉆井液、壓裂過(guò)程中入井的聚合物及氣井生產(chǎn)過(guò)程中形成的水合物都能夠造成井筒堵塞。
    按照相應(yīng)的石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)油井堵塞物可通過(guò)無(wú)機(jī)物X射線衍射分析和有機(jī)物氣相色譜分析得出污垢的成分。由前人總結(jié)，堵塞物中無(wú)機(jī)物主要以腐蝕產(chǎn)物FeS、亞鐵鹽及無(wú)機(jī)雜質(zhì)為主,其中FeS占所占比例較大；堵塞物中的有機(jī)物中有大量的C7C14的有機(jī)化合物，各碳數(shù)含量基本呈平均分步，成分較為復(fù)雜，主要為壬烷基同分異構(gòu)體、多乙烯多胺衍生物、吡啶衍生物、芳香烴衍生物等低分子碳水化合物，這些結(jié)構(gòu)都是目前各類(lèi)緩蝕劑中的主要活性成分，由此可以推斷堵塞物中的有機(jī)物含有大量緩蝕劑的活性成分。
    由此可以得出，除水合物堵塞外，油管堵塞主要是腐蝕產(chǎn)物、地層產(chǎn)出物及入井化學(xué)藥劑餾分堵塞。由于這類(lèi)物質(zhì)均為有機(jī)物或者混合物其黏性大，相互之間基本無(wú)縫隙，容易堵死通道，影響油井的正常生產(chǎn)。
    根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采樣，所帶回的油管管壁污垢，經(jīng)過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析，其主要成分包括：硬厚的碳酸鈣垢和硫酸鹽垢，含有少量致密堅(jiān)硬的Fe2O3、BaSO4、SrSO4，經(jīng)常導(dǎo)致全井油管報(bào)廢。



    2.3.2油管清洗工藝及原則
    油管清洗工藝有很多種，主要分為化學(xué)清洗、物理清洗和化學(xué)物理混合清洗。由于化學(xué)清洗受到設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率及環(huán)境保護(hù)的限制，現(xiàn)在逐漸被物理清洗所替代。在科技進(jìn)步的推動(dòng)下，近年來(lái)世界清洗技術(shù)發(fā)展迅速，新的清洗方法、清洗技術(shù)不斷出現(xiàn)，特別是各種物理清洗方法和技術(shù)得到了快速的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。從目前清洗技術(shù)專(zhuān)利統(tǒng)計(jì)看，大部分清洗技術(shù)屬物理清洗，化學(xué)清洗僅占約1/4。物理清洗技術(shù)已成為世界清洗技術(shù)發(fā)展的主要方向，其中高壓水射流清洗技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用最為迅猛和廣泛，已經(jīng)成為清洗行業(yè)中一種主要的清洗技術(shù)。
    1、清洗過(guò)程的基本原理
    清洗的基本目的就是從物體表面清除附著污染物。清洗的過(guò)程涉及三種物質(zhì)：被清洗的基體、基體表面的污染物以及清洗介質(zhì)。要達(dá)到清洗的目的，就必須施加特定的影響，才能使污染物與基體表面分離，這種影響可以稱(chēng)之為清洗作用力。因此，清洗過(guò)程涉及四個(gè)要素：基體、污染物、介質(zhì)及清洗作用力。高壓水射流清洗就是通過(guò)水介質(zhì)傳遞清洗作用力到清洗表面，使表面上的污染物脫離。
    2、高壓水射流清洗基本工藝流程
    如圖2.1所示為油管清洗工藝流程：
    啟動(dòng)高壓射流設(shè)備上油管電機(jī)正轉(zhuǎn)小車(chē)帶動(dòng)油管右行經(jīng)內(nèi)外高壓噴嘴射流清洗油管左行機(jī)械臂下油管下根油管循環(huán)。


    圖2.1 油管清洗工藝流程
    3、水射流清洗的壓力選擇
    清洗過(guò)程中必須合理選擇高壓水壓力的大小。表2.3可以看出清洗油管污垢選用壓力為70MPa、水流量為70L/min。由現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)可知，高壓泵額定排出壓力為70MPa，但實(shí)際排出壓力僅達(dá)40MPa~50MPa，排出壓力低，出水動(dòng)能小，直接導(dǎo)致清洗質(zhì)量不穩(wěn)定、清洗一次合格率低（僅為62%）、清洗范圍?。▋H能清?????
    洗一般結(jié)垢油管），因此結(jié)垢、銹皮嚴(yán)重的油管，被結(jié)垢物和化學(xué)物堵實(shí)的油管無(wú)法實(shí)現(xiàn)高壓水清洗。


    表2.3 高壓水射流應(yīng)用壓力實(shí)例
    名稱(chēng)
    壓力/MPa
    水流量/(L/min)
    工藝(設(shè)備)特征
    下水道
    22
    125
    旋轉(zhuǎn)噴頭
    化工容器
    10~70
    80~160
    三維旋轉(zhuǎn)噴頭
    鋼材除銹
    50
    30
    后磨料水射流
    2.4高壓水射流清洗技術(shù)理論研究
    2.4.1高壓水射流作用機(jī)理
    高壓水射流對(duì)物體表面垢層的影響主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：
    ①水射流對(duì)垢層材料的軟化；
    ②水射流的穿透和滲人，引起垢層材料裂紋的擴(kuò)展，加劇了垢層的破碎；
    ③高壓水射流的沖擊，造成垢層的局部產(chǎn)生流變和破裂帶；
    ④高壓水射流的剪切作用使得垢層易于破碎；
    ⑤高壓水射流的切力和拉力作用對(duì)垢層產(chǎn)生的脆性破壞作用；
    ⑥高壓水射流沖擊將對(duì)污垢產(chǎn)生的剝離作用。
    高壓水射流或高速水滴沖擊到物體表面后，在表而徑向流動(dòng)過(guò)程中將產(chǎn)生較大的剪切力，使表面垢層受到破壞。對(duì)于具有空隙的垢層，射流水在壓力的作用下，在空隙中也將產(chǎn)生很高的壓力，從面使得結(jié)構(gòu)連接削弱，可促進(jìn)垢層的進(jìn)一步破壞。
    1、以滲透為主的破碎過(guò)程
    對(duì)于水可滲透，即水能滲人垢層之間的孔隙，并對(duì)垢層顆粒施加壓力的各類(lèi)垢層，當(dāng)此壓力大于顆粒之間的引力時(shí)，產(chǎn)生裂紋且裂紋一步一步地?cái)U(kuò)散，后面的射流又直接起壓縮、剪切和水楔作用，從而使污垢產(chǎn)生裂縫、凹坑到全部剎落。在這個(gè)過(guò)程中起決定作用的是水的滲透引起的作用于垢層顆粒上的水壓力，當(dāng)該水壓力足夠克服垢層顆粒之間的黏著力時(shí)，垢層顆粒之間產(chǎn)生裂紋，在后續(xù)射流作用下，裂紋擴(kuò)散、擴(kuò)張，并逐步成裂縫，使其剝落。裂紋的擴(kuò)散方向與污垢的滲透方向、污垢結(jié)構(gòu)有關(guān)，擴(kuò)散速度與滲透速度有關(guān)。水射流的壓縮、剪切和水楔作用也或多或少地促進(jìn)了污垢破碎，加速污垢剝落，面且污垢破碎、剝落的方向與射流的工作方向有關(guān)。
    從滲透到剝落的過(guò)程可推知：當(dāng)用水射流沖擊一塊可滲透性垢層時(shí)，產(chǎn)生凹坑的速度權(quán)限應(yīng)等于水滲入污垢孔隙的速度。如果射流壓力很低，使作用在垢層顆粒上的水壓力小于其黏著力，水滲人垢層后，并在其內(nèi)擴(kuò)展，形成滲水區(qū)；當(dāng)壓力增大，使壓力大于黏著力，垢層顆粒便從基體上剝離開(kāi)來(lái)，此時(shí)射流產(chǎn)生的壓力型面始終作用在不同的污垢上。由此可知滲入?yún)^(qū)的部位就是凹坑的極限位置，也可說(shuō)明滲水區(qū)或多或少地比凹坑超前一定距離。
    當(dāng)壓力大小已知，射流又不產(chǎn)生沖蝕作用，即壓力不超過(guò)臨界壓力時(shí)就能計(jì)算出水對(duì)垢層顆粒的作用力，進(jìn)而確定污垢破碎的臨界壓力。
    當(dāng)射流速度達(dá)到某一臨界值時(shí)，將在物料中形成應(yīng)力波，加速物料破碎，對(duì)于垢層這種特殊的物料來(lái)說(shuō)，這個(gè)臨界速度很難得到，這主要是由于成垢的條件對(duì)垢層的成分、結(jié)構(gòu)影響所致。尋找這一臨界速度對(duì)于小射流清洗也不經(jīng)濟(jì)。在實(shí)際清洗過(guò)程中，在滿(mǎn)足壓力的條件下，垢層的破碎已經(jīng)十分迅速，基本上不受射流速度的影響。
    在清洗中，為提高清洗效率，存在一個(gè)最佳橫移速度問(wèn)題，即射流橫掃污垢的速度，如圖2.2所示。橫移速度大，清洗速度快，效率就高，但有可能造成局部清洗不徹底和漏洗現(xiàn)象。要充分發(fā)揮射流的水楔作用，使垢層剝離，一般應(yīng)采用較低的橫移速度。對(duì)實(shí)際操作的橫掃速度而言，確定具體的參考值意義不大。這主要應(yīng)是根據(jù)污垢層厚度、污垢性質(zhì)及清洗質(zhì)量要求，由操作者依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定和控制。

    圖2.2 射流橫移清洗操作及軟垢層受力情況
    2、直接壓縮和剪切為主的過(guò)程
    對(duì)于軟黏滲透性的物料垢，主要是通過(guò)水壓力直接壓縮和剪切引起破碎應(yīng)力。當(dāng)該應(yīng)力按照一定的規(guī)律超過(guò)垢層的強(qiáng)度極限時(shí)，垢層將產(chǎn)生裂紋、裂縫，在后續(xù)水射流的水楔等作用下擴(kuò)張成坑，最后達(dá)到垢層的全部破裂并被沖洗干凈。
    按照彈性力學(xué)理論，水射流對(duì)污垢壓縮和剪切引起的應(yīng)力狀態(tài)為三維空間應(yīng)力狀態(tài)。
    對(duì)此受力情況下的應(yīng)力可按三向應(yīng)力狀態(tài)分析，可根據(jù)強(qiáng)度理論求解水射流的壓力，求解時(shí)，極限應(yīng)力可取垢層的強(qiáng)度極限。由于垢層成分、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，沒(méi)有詳細(xì)的性能應(yīng)力—應(yīng)變等參數(shù)，目前只作為一種定性分析的方法，由試驗(yàn)確定水射流對(duì)垢層沖蝕的壓力情況。此外，垢層成分、結(jié)構(gòu)各異，從實(shí)用的角度來(lái)說(shuō)，建立應(yīng)力—應(yīng)變等參數(shù)值，沒(méi)有多大價(jià)值，由試驗(yàn)確定射流壓力值已完全可以達(dá)到工程清洗的要求。
    對(duì)于非滲透軟垢層，在15MPa左右的高壓水射流的作用下，垢層通?？裳杆俦怀ィ湫Ч话銉?yōu)于化學(xué)清洗。在實(shí)際清洗操作中，對(duì)于瀝青、潤(rùn)滑油等垢層的清洗，主要是利用射流的剪切力作用，故應(yīng)采用大沖擊角的清洗操作方式，以充分發(fā)揮剪切作用除去垢層。
    通常在高壓水射流沖擊垢層的初期，即射流與垢層接觸最初的幾微秒內(nèi)，水射流的沖蝕效果最好。提高水射流沖蝕效果的有效方法是適當(dāng)增加射流工作壓力，而在保證壓力的條件下加大射流水量有助于垢層的剝離效果。
    2.4.2水射流基本結(jié)構(gòu)與特性
    1、射流基本結(jié)構(gòu)參數(shù)
    射流結(jié)構(gòu)的各參數(shù)中，最主要的是射流壓力、射流起始段的雷諾數(shù)及噴嘴加工精度和內(nèi)表面粗糙度。前蘇聯(lián)學(xué)者根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出下列計(jì)算射流起始段長(zhǎng)度的經(jīng)驗(yàn)公式：
    (2-4)

    式中： ——射流起始段長(zhǎng)度，mm；
    d——噴嘴出口直徑，mm；
    A——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取決于噴嘴的加工精度和內(nèi)表面加上質(zhì)量；
    B——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，主要取決于雷諾數(shù)，與經(jīng)驗(yàn)系數(shù)A同；
    Re——射流起始段雷諾數(shù)；
    V——射流速度，m／s；
    ——運(yùn)動(dòng)粘度，，對(duì)于水為。
    對(duì)射流擴(kuò)展直徑（或射流邊界寬度），根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可歸納出下列經(jīng)驗(yàn)公式：
    專(zhuān)業(yè)承接高壓水射流清洗公司
    -/gjeffe/-

       成都海申科技有限公司--企業(yè)位于中國(guó)四川自由貿(mào)易發(fā)展區(qū)——成都市青白江區(qū)大成工業(yè)園，公司成立于1999年專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)高壓泵及零部件的研發(fā)以及高端制造，嶄新的國(guó)家新型民營(yíng)制企業(yè)，進(jìn)入2017年企業(yè)創(chuàng)新改制，企業(yè)注冊(cè)資本為1036萬(wàn)元，是國(guó)家外經(jīng)貿(mào)局、海關(guān)總署批準(zhǔn)的有進(jìn)出口權(quán)的公司。

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