船厂高压水除锈的工作原理主要是利用高压水射流的冲击作用来去除船体表面的锈层和污垢。高压水流的动能被转化为冲击力,能够有效剥离附着在金属表面的锈蚀层、旧涂层以及污垢,而不会对金属基材造成损伤,实现了高效、环保的除锈目的。
具体如下:
一、高压水的产生
高压水除锈设备通常由高压泵、动力装置、水箱、管路系统和喷枪等组成。动力装置(如电机或柴油机)驱动高压泵工作,将水箱中的水加压到很高的压力,一般可达到几十甚至几百兆帕。高压泵通常采用柱塞泵或离心泵等类型,通过不断地吸入和排出水,将低压水转化为高压水,并通过管路系统输送到喷枪。
二、水射流的形成与冲击
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水射流的形成
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从喷枪中喷出的高压水形成高速的水射流。喷枪通常设计有特定的喷嘴结构,能够将高压水集中成一束细小而高速的水流。喷嘴的形状和尺寸会影响水射流的速度、压力分布和喷射角度等特性。例如,不同形状的喷嘴可以产生扇形、圆形或直线形的水射流,以适应不同的除锈需求。
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水射流的速度非常高,通常可以达到几百米每秒甚至更高。这种高速的水射流具有巨大的动能,能够对船体表面的锈层和污垢产生强烈的冲击作用。
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冲击作用除锈
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当高速水射流冲击到船体表面的锈层时,会产生以下几种作用:
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机械冲击 :水射流的强大冲击力能够直接将锈层和污垢从船体表面剥离。锈层通常是由金属氧化物组成,其结合力相对较弱。在水射流的冲击下,锈层会发生破碎、脱落,并随着水流被带走。例如,对于较厚的锈层,可能需要多次冲击才能完全去除。
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微切割作用 :高速水射流在冲击锈层的过程中,还会产生微切割作用。由于水射流的速度极高,其在与锈层接触的瞬间,会形成局部的高压区域,使锈层表面产生微小的裂缝和切口。随着水射流的持续冲击,这些裂缝和切口会不断扩大,最终导致锈层的破碎和脱落。
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水楔作用 :如果锈层与船体表面之间存在缝隙或孔隙,高速水射流会进入这些缝隙中,产生水楔作用。水楔作用会使锈层与船体表面之间的压力增大,从而加速锈层的剥离。例如,在一些腐蚀较为严重的部位,锈层与船体表面之间可能存在较多的缝隙,水楔作用在除锈过程中起到重要作用。
三、锈垢的去除与排放
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锈垢的去除
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在水射流的冲击作用下,船体表面的锈层和污垢被逐渐去除。同时,水射流还会将一些松动的油漆层、油污等杂质一并清除。这些被去除的锈垢和杂质会与水混合形成污水。
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为了提高除锈效果,有时还会在水中加入适量的磨料,如石英砂、石榴石等。磨料颗粒在水射流的带动下,会对锈层产生更强的磨削作用,进一步加速锈层的去除。
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污水的排放
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除锈过程中产生的污水需要及时排放,以免对船体表面和周围环境造成二次污染。通常,船厂会设置专门的污水处理系统,将污水收集起来进行处理。污水处理系统一般包括沉淀、过滤、中和等环节,能够去除污水中的锈垢、磨料和其他杂质,使处理后的水达到一定的排放标准后再排放或循环利用。例如,经过沉淀处理后,污水中的大部分固体颗粒会沉淀到水底,然后通过过滤和中和等步骤,去除剩余的杂质和有害物质,使水可以再次用于高压水除锈或其他清洗作业。