超高壓旋轉(zhuǎn)水射流技術(shù)

1、超高壓旋轉(zhuǎn)水射流技術(shù)及其表面處理工程應(yīng)用一、技術(shù)背景、存在問題及技術(shù)解決方案1 水射流的概述眾所周知的“水滴石穿”是一個漫長的過程。但賦予水足夠的能量便可以使這一過程瞬間完成，這就是大家熟知的水切割。保持水切割的壓力等級，加大射流流量即可實現(xiàn)除銹、清洗及破碎等表面處理工程的應(yīng)用。水射流做功的能力（即有效功率）與壓力和流量成正比。壓力和流量兩個參數(shù)的作用是互補，不能相互替代與偏廢。一、技術(shù)背景、存在問題及技術(shù)解決方案2 工程依托市場導(dǎo)向超高壓旋轉(zhuǎn)水射流爬壁除銹成套設(shè)備鐵路貨車除銹生產(chǎn)線機場道面工程車飛機表面蒙皮除漆、炮彈倒藥等來源：國際與國內(nèi)招標，與歐美專業(yè)公司同臺競爭，成為國內(nèi)唯一供貨商。一、

2、技術(shù)背景、存在問題及技術(shù)解決方案3 存在問題超高壓大流量（250kW機組）泵機組旋轉(zhuǎn)水射流的形成及其可靠性智能化控制創(chuàng)新應(yīng)用，引領(lǐng)市場，用水作業(yè)，清潔生產(chǎn)一、技術(shù)背景、存在問題及技術(shù)解決方案4 解決方案技術(shù)路線經(jīng)驗?zāi)Ｐ汀⒊商自O(shè)計、核心試驗、工程應(yīng)用二、國內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點1 水平分析1.1 超高壓、大流量本項目范圍（超高壓大功率旋轉(zhuǎn)水射流及其表面過程應(yīng)用）國內(nèi)現(xiàn)狀（超高壓水切割機）國內(nèi)現(xiàn)狀（高壓清洗機）1.2 用水除銹不返銹國內(nèi)外水除銹一覽表本項目特點：磁隙式爬壁機器人，真空抽吸不返銹公司名稱設(shè)備基本參數(shù)成套設(shè)備配置及其特點年代美國NLB公司最大壓力280MPa，流量37.8LP

3、M，工作寬幅，重量70kg主機為柴油機驅(qū)動的高壓泵，爬壁機器人真空吸附，氣馬達驅(qū)動四輪行走，遠程手柄遙控操縱方式19992007美國Jet Edge公司最大壓力280MPa，流量23 LPM，工作寬度，重量120kg主機為超高壓增壓器，爬壁機器人電磁吸附，履帶行走機構(gòu)，遠程手柄遙控操縱方式2001德國Hammelmann公司最大壓力300MPa，流量40LPM，工作寬幅，重量105kg主機為超高壓增壓器，爬壁機器人真空吸附，氣馬達驅(qū)動兩輪行走機構(gòu) 20012007德國WOMA公司最大壓力250MPa，流量30LPM，工作寬幅，重量55kg主機為柴油機驅(qū)動的高壓泵，爬壁機器人真空吸附，四輪行走機

4、構(gòu) 2003本項目合肥通用機械研究院最大壓力250MPa，流量50LPM，工作寬幅，重量75kg主機為柴油機驅(qū)動的高壓泵，爬壁機器人磁隙吸附，氣馬達驅(qū)動兩套履帶行走機構(gòu)，遠程手柄遙控操縱方式2008二、國內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點1.3 國際獨創(chuàng)的除銹生產(chǎn)線兩條生產(chǎn)線共配備10套超高壓水系統(tǒng)，8套三維小車，完成鐵路貨車側(cè)墻、端墻、底架及內(nèi)壁的除銹。單條生產(chǎn)線技術(shù)參數(shù)為：壓力：200230MPa流 量：50L/min5除銹寬度：100500mm除銹速度：45分鐘/車除銹質(zhì)量：Sa 2級本項目特點：磁隙式爬壁機器人，真空抽吸不返銹除銹生產(chǎn)線布置示意圖1-車輛牽引機構(gòu) 2-車體翻轉(zhuǎn)設(shè)備 3-內(nèi)

5、壁與底架除銹臺位 4-三維小車5-預(yù)備臺位 6-側(cè)墻除銹臺位 7-高壓泵機組 8-真空泵機組 9-水處理系統(tǒng) 10-循環(huán)水池二、國內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點1.4 機場道面工程車車載設(shè)備，2米寬幅，真空回收，集成控制特點：微孔霧化射流（針對瀝青道面）；變速高壓泵實現(xiàn)一臺機組兩種工況，完成除膠、除標志線、除油污三種作業(yè)。飛機表面蒙皮除漆已完成試驗，為國際首創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用。二、國內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點2 技術(shù)創(chuàng)新點2.1 原創(chuàng)建立經(jīng)驗?zāi)Ｐ褪街蠳m-被破壞材料的特性參數(shù)，普通碳鋼Nm=17.3；h-切割深度（銹層厚度），mm ； D-噴嘴直徑，mm；p-水射流壓力，MPa； U-橫移速

6、度，mm/s；m-水射流流量，L/min。 C-常數(shù)量綱，取C=8800。該模型揭示了除銹能力與水射流動參數(shù)之間的關(guān)系，并在實際工程應(yīng)用中得以驗證。二、國內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點2.2 成套技術(shù)與工程實踐除銹（除漆）作業(yè)：壓力250MPa，流量50L/min，噴頭直徑350mm，橫移速度46 m/min。膠層清除作業(yè)：壓力100MPa，流量130L/min，作業(yè)寬幅2mx1m，行進速度812m/min。標志線清除作業(yè)：壓力170MPa，流量60L/min，噴頭直徑300mm，行進速度4m/min。二、國內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點2.3 超高壓旋轉(zhuǎn)與往復(fù)密封設(shè)計特點：旋轉(zhuǎn)密封連續(xù)運

7、行不小于500h；往復(fù)密封連續(xù)運行不小于1000h；二、國內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)圖1-旋轉(zhuǎn)軸 2-軸承座 3-軸承 4-彈簧 5-高壓密封 6-擋圈 7-進水接頭泵柱塞的往復(fù)密封結(jié)構(gòu)1-柱塞筒體 2-銅墊 3-壓緊彈簧 4-填料函 5-填料前擋圈 6-V型壓模填料 7-填料后擋圈 8-支撐環(huán) 9-壓蓋 10-低壓組合密封圈 11-柱塞2.4 磁隙式爬壁機器人特點：磁塊與鋼質(zhì)表面不接觸吸附，僅以橡膠履帶接觸行進，合適的吸附力既保證機器人爬壁的穩(wěn)定性，又實現(xiàn)其行走的靈活性。二、國內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點磁隙吸附行走輪系機構(gòu)1-磁塊 2-磁隙調(diào)節(jié)裝置 3-行走機構(gòu)骨架

8、4-履帶 5-行走驅(qū)動馬達 6-履帶張緊裝置1 應(yīng)用情況1.1爬壁除銹成套設(shè)備成套設(shè)備主要由超高壓泵機組、磁隙式爬壁機器人、真空回收系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成，用于船舶、儲罐等大型鋼質(zhì)表面除銹。除銹同時真空回收，即除即干，可達到“白金”除銹效果。成套設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)為：高壓泵壓力：200250MPa流 量：3050L/min真空度：-0.030.06 Mpa除銹寬度：300mm除銹速度：3080m/h除銹質(zhì)量：Sa 22.5級三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟社會效益1.1爬壁除銹成套設(shè)備三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟社會效益1.2 鐵路貨車除銹生產(chǎn)線三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟社會效益生產(chǎn)線（1） 生產(chǎn)線（2）1.2 鐵路貨車除銹生產(chǎn)

9、線三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟社會效益底架型鋼除銹效果外壁除銹效果內(nèi)壁除銹效果1.3 機場道面工程車三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟社會效益除膠作業(yè)應(yīng)用飛機蒙皮除漆應(yīng)用2 經(jīng)濟社會效益本項目技術(shù)已廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、船舶、鐵路及航空等諸多行業(yè)與領(lǐng)域，截止2009年底已實現(xiàn)產(chǎn)值3000萬元，利潤1280萬元。該技術(shù)應(yīng)用正處在蓬勃發(fā)展初期，僅2010年上半年，新增產(chǎn)值1300萬元。通過市場調(diào)研，本項目技術(shù)在船舶除銹、鐵路貨車與動車表面除銹（除漆）、機場道面工程作業(yè)等領(lǐng)域都蘊含著巨大的經(jīng)濟效益。三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟社會效益應(yīng)用領(lǐng)域工作量所需設(shè)備數(shù)量單套設(shè)備價格合計價格利潤統(tǒng)計年限船舶除銹1223.1萬45套150萬元

10、6750萬元1688萬元2009年鐵路貨車除銹2430萬18條生產(chǎn)線550萬元9900萬元1980萬元2009年機場道面作業(yè)30個4E機場25套290萬元7250萬元1813萬元2009年合計23900萬元5481萬元通過本項目的研究，趕上了國際先進水平產(chǎn)品，實現(xiàn)了原創(chuàng)工程應(yīng)用。掌握核心技術(shù)，以國產(chǎn)產(chǎn)品取代進口，在節(jié)約外匯，提升企業(yè)的核心競爭力。本項目以常溫清水為作業(yè)介質(zhì)的清潔型物理工藝，用以取代化學及噴砂、拋丸等高污染工藝，且作業(yè)用水可循環(huán)利用，符合目前全世界所倡導(dǎo)的節(jié)能、減排主題。掌握核心技術(shù)，堵住進口，取代傳統(tǒng)工藝，保護環(huán)境，清潔生產(chǎn)三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟社會效益實現(xiàn)了我國超高壓大功率旋轉(zhuǎn)水射流工程應(yīng)用，為國內(nèi)行業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展做出了示范。以技術(shù)創(chuàng)新點為主導(dǎo)的超高壓水射流成套技術(shù)提升了我國產(chǎn)品國際競爭力。在本項目基礎(chǔ)上完成了高壓清洗機、超高壓水切割機和高壓水射流清洗作業(yè)安全規(guī)范系列國家標準制定。四、推動行業(yè)科技進步的作用五、應(yīng)用演示合肥通用機械研究院地址：合肥長江西路888號電話真：05