物理清洗是指主要用物理手段清除污垢的清洗技術(shù)。物理手段主要指高壓水射流、爆炸與爆破、超聲波、Pig清洗、干冰清洗、激光清洗、電場(chǎng)除垢等。目前，用得較多的是高壓水射流、超聲波和Pig清洗技術(shù)。

與化學(xué)清洗相比，物理清洗除垢種類更為廣泛，并且在成本、環(huán)保方面具有一定優(yōu)勢(shì)。本章將主要介紹常用的超聲波清洗技術(shù)、Pig清洗技術(shù)、高壓水射流清洗技術(shù)和電場(chǎng)除垢技術(shù)的簡要原理和部分實(shí)例。

（一）超聲波清洗技術(shù)

超聲波清洗始于20世紀(jì)50年代初，隨著技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)用日益擴(kuò)大。目前已廣泛地用于電子電器工業(yè)，清洗半導(dǎo)體器件、電子管零件、印刷電路、繼電器、開關(guān)和濾波器等；機(jī)械工業(yè)中用于清洗齒輪、軸承、油泵油嘴偶件、燃油過濾器、閥門及其他機(jī)械零件，大的如發(fā)動(dòng)機(jī)及導(dǎo)彈部件，小的如手表零件；在光學(xué)和醫(yī)療器械方面用于清洗各種透鏡、眼鏡及框、醫(yī)用玻璃器皿、針管和手術(shù)器具等；輕紡工業(yè)中用來清洗噴絲頭、食品瓶、蓋、模具及雕刻工藝品等。

1.超聲波清洗原理和特點(diǎn)

超聲波是頻率高于20kHz的聲波，人們可以利用它的能量來改變材料狀態(tài)或性能。超聲波清洗屬物理清洗，把清洗液放入槽內(nèi)，在槽內(nèi)作用超聲波。由于超聲波與聲波一樣是一種疏密的振動(dòng)波，在傳播過程中，介質(zhì)的壓力作交替變化。在負(fù)壓區(qū)域，液體中產(chǎn)生撕裂的力，并形成真空的氣泡。當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡迅速增長，在正壓區(qū)域氣泡由于受到壓力擠破、閉合。此時(shí)，液體間相互碰撞產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波，雖然位移、速度都非常小，但加速度卻非常大，局部壓力可達(dá)幾千個(gè)大氣壓，這就是所謂的空化效應(yīng)。波的機(jī)械振蕩能起粉碎固體、霧化、乳化、勻化、提取和凝聚的作用。在清洗液中氣泡沖擊波能破壞不溶性的污物，使其分散脫落于溶液中。超聲波振蕩加速攪拌、擴(kuò)散作用，加速可溶性污物的溶解，強(qiáng)化清洗機(jī)的清洗作用。清洗速度快，質(zhì)量高。特別適用于形狀復(fù)雜表面如空穴、狹縫等的細(xì)致清洗，易于實(shí)現(xiàn)清洗自動(dòng)化。在某些場(chǎng)合下可以用水劑代替有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗或降低酸堿濃度。對(duì)聲反射強(qiáng)的材料如金屬、陶瓷和玻璃等清洗效果好，而對(duì)聲吸收大的材料如布料、橡膠以及黏度大的污物清洗效果差。

超聲波在電子工業(yè)中清洗半導(dǎo)體器件、電子管零件、印刷電路、繼電器、開關(guān)和濾波器等；在機(jī)械工業(yè)中清洗齒輪、軸承、油泵、油嘴、燃油過濾器、閥門、發(fā)動(dòng)機(jī)及導(dǎo)彈部件、鐘表零件；在光學(xué)和醫(yī)學(xué)界清洗透鏡.眼鏡及框、醫(yī)用玻璃器皿、針管和手術(shù)器具等；在輕紡工業(yè)中清洗噴絲噴頭、食品瓶、蓋、模具及雕刻工藝等。

超聲波清洗的特點(diǎn)：

（1）超聲波清洗可大大提高被清洗表面的潔凈度；

（2）清洗速度快、效果高；

（3）可連續(xù)自動(dòng)化操作；

（4）可清洗外形復(fù)雜的清洗件；

（5）可進(jìn)行大批量小型制件清洗（如不銹鋼填料環(huán)）□

超聲波清洗可清除油污、銹蝕產(chǎn)物及制作表面的各種污物，對(duì)鋼鐵制件一般可用22~23kHz的超聲波振蕩作用，使制作表面的腐蝕產(chǎn)物疏松、脫落、剝離。

2.影響清洗效果的幾個(gè)因素

（1）與頻率的關(guān)系:一般頻率越低，空化效果越明顯，但噪聲相對(duì)較髙，適用于物體面相對(duì)平整的物體。頻率越高，空化效果越差，但噪聲相對(duì)較低，一般適用于微孔、盲孔效多的物體及電子晶體等。

（2）與溫度有關(guān):一般30-50%：的介質(zhì)溫度清洗效果最好。

（3）與聲強(qiáng)有關(guān):根據(jù)頻率不同，聲強(qiáng)一般選在1~2W/cm2。

（4）與清洗液有關(guān)；一般來說，清洗液的黏度越低含氣量越高，清洗效果越好。

（5）與清洗液的深度及被清洗物的位置有關(guān)。

3.超聲波清洗在各種領(lǐng)域的應(yīng)用

由于超聲波清洗本身具有其他物理清洗或化學(xué)清洗無可比擬的優(yōu)越性，因此其廣泛應(yīng)用于服務(wù)業(yè)、電子業(yè)、醫(yī)藥業(yè)、實(shí)驗(yàn)室、機(jī)械業(yè)、硬質(zhì)合金業(yè)、化學(xué)工業(yè)等諸多領(lǐng)域，下面就個(gè)別行業(yè)作簡單介紹。

（1）超聲波在服務(wù)業(yè)中的應(yīng)用。日常生產(chǎn)中，眼鏡、首飾都可以用超聲波進(jìn)行清洗，速度快、無損傷，大型的賓館、飯店用它清洗餐具，不僅清洗效果好，還具有殺滅病毒的作用。

（2）超聲波在制藥工業(yè)的應(yīng)用。超聲波清洗技術(shù)經(jīng)過眾多制藥企業(yè)的應(yīng)用而得到廣泛使用，特別是對(duì)西林瓶、口服液瓶、安瓶、大輸液瓶的清洗以及對(duì)丁基膠塞、天然膠塞的清洗方面，已經(jīng)得到首肯。對(duì)于瓶類的清洗，是用超聲波清洗技術(shù)代替原有的毛刷機(jī)，它經(jīng)過翻轉(zhuǎn)注水、超聲清洗、內(nèi)外沖洗、空氣吹干、翻轉(zhuǎn)等流程而實(shí)現(xiàn)的。

（3）超聲波對(duì)金屬的清洗。眾所周知，金屬棒經(jīng)擠壓成絲后，金屬絲的外部往往有一層炭化膜和油，用酸清洗或其他清洗方法，很難讓污物去除（尤其整盤絲），超聲波洗絲機(jī)是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要而設(shè)計(jì)的一種連續(xù)走絲，高效清洗設(shè)備，粗洗部分由清洗液儲(chǔ)槽、換能器、循環(huán)泵、過濾器及配套管道系統(tǒng)組成，金屬絲經(jīng)超聲波粗洗精洗后，再經(jīng)過吹干，從而完成整個(gè)清洗過程。整套設(shè)備集成控制，簡潔、方便、效果好，廣泛用于袒絲、鑄絲、鋁絲、錠絲、銅絲（絕緣漆涂覆前）等其他金屬絲。

（4）超聲波清洗技術(shù)在磷化處理中的應(yīng)用。產(chǎn)品噴涂前處理工藝非常重要，一般的傳統(tǒng)工藝使用酸液對(duì)工件進(jìn)行處理，對(duì)環(huán)境污染較重，工作環(huán)境較差，同時(shí)，最大的弊端是結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件酸洗除銹后的殘酸很難沖洗干凈。工件噴涂后，時(shí)間不長，沿著夾縫出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，破壞涂層表面，嚴(yán)重影響產(chǎn)品外觀和內(nèi)在質(zhì)量。超聲波清洗技術(shù)應(yīng)用到涂裝前處理后，不僅能使物體表面和縫隙中的污垢迅速剝落，而且涂裝件噴涂層牢固不會(huì)返銹。

4.超聲清洗設(shè)備

超聲清洗設(shè)備有兩大類:一類是以水溶液作為清洗劑的設(shè)備，這類設(shè)備包括超聲頻電功率源，超聲換能器及相應(yīng)的超聲容器和電加熱器。一種是單槽式的，另一種是多槽（多工位）連續(xù)清洗設(shè)備，時(shí)常帶有定時(shí)及自動(dòng)輸送裝置。另一類是以揮發(fā)性有機(jī)溶液，如三氯乙烯、三氯乙烷和氟利昂等作為清洗劑，這類設(shè)備除了上述各組成部分外，還需要有冷凝循環(huán)、油水分離及過濾回收有機(jī)溶液的附加設(shè)備。目前國內(nèi)外主要生產(chǎn)和開發(fā)各種專用清洗設(shè)備、在線生產(chǎn)的成套設(shè)備，也生產(chǎn)臺(tái)式、小巧的清洗設(shè)備，如醫(yī)用清洗器及小型的首飾眼鏡家用清洗器。

超聲頻率一般在20~50kHz，小型設(shè)備的電功率只有幾千瓦，大型成套設(shè)備達(dá)幾十千瓦到上百千瓦。超聲換能器在20世紀(jì)50~60年代大多采用磁致伸縮換能器，目前大多采用高效率的壓電換能器；超聲頻電功率源過去用電子管器件，目前已被淘汰而采用固態(tài)器件，用這種器件制作的設(shè)備效率高而體積小，利用組合結(jié)構(gòu)，功率可以做得很大，為大功率超聲的擴(kuò)大應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。

（二）Pig清管技術(shù)

管道在工業(yè)生產(chǎn)和民用部門都有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)于水、石油、燃?xì)獾攘黧w采用管道方式運(yùn)送具有方便、快捷、成本低等多種優(yōu)點(diǎn)，特別是在遠(yuǎn)距離輸送過程中更能顯出其優(yōu)勢(shì)。但在長期使用過程中在管道的內(nèi)壁上會(huì)沉積或形成污垢。如在輸水管道中會(huì)形成水垢或泥垢，在輸油管道的內(nèi)壁會(huì)形成油垢或積蠟，在工業(yè)的輸氣管道中也會(huì)形成結(jié)焦積碳等污垢。這些污垢沉積在管道中大大增加了流體在輸送過程中的阻力，不僅使傳輸效率降低而且使輸送流體所需的動(dòng)力能耗也大大增加。污垢還會(huì)對(duì)管道材料造成腐蝕和損害。嚴(yán)重時(shí)會(huì)使管道破裂，輸送流體外泄造成損失，甚至造成停產(chǎn)。管道被污染腐蝕往往是造成管道運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)上、安全上重大危害的主要原因。隨著管路的增多、管齡的增加和壓力的提高，跑、冒、滴漏、結(jié)垢、腐蝕、堵塞和爆炸事故不斷出現(xiàn)。管道出現(xiàn)的這些故障不但會(huì)給正常的生產(chǎn)和生活帶來不良影響，還會(huì)給人們的生命財(cái)產(chǎn)造成無法彌補(bǔ)的損失，因此需要對(duì)管道進(jìn)行定期清理。清理管道根據(jù)結(jié)垢的具體情況不同可采用不同方法，如可以使用酸、堿或表面活性劑等化學(xué)藥劑的水溶液進(jìn)行管線的閉路循環(huán)清洗，也可以用超聲波、水射流或其他物理方法將污垢從管壁上剝離而去除；但在管道結(jié)垢較輕的初期采用清管器進(jìn)行清洗可能是一種簡單易行、成本低而又效果好的方法。

1.Pig的定義

Pig是清管器的英文名稱。它是用聚氨醋發(fā)泡體做成的。最早是在1962年由美國的Knapp公司和Girid公司研制開發(fā)并用于管道清洗的。1965年開始在日本應(yīng)用，目前已在世界上許多國家得到廣泛應(yīng)用。起初Pig僅用在對(duì)未投入使用之前的新管道進(jìn)行清洗，現(xiàn)在它的應(yīng)用范圍已經(jīng)大大擴(kuò)展了，如應(yīng)用在石化企業(yè)的輸氣、輸油管道、工業(yè)及民用輸水管線、工業(yè)用漿料及熱水管線、鍋爐的輸氣管線等的清理除垢。而且它的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，不僅用于清洗方面也應(yīng)用于對(duì)管線的監(jiān)測(cè)及干燥處理等方面。由于它是由聚氨醋發(fā)泡體組成，所以有很好的彈性，在管道線路中的彎頭、丁形三通管接頭和彎曲管道部分都能很容易通過并且有很好的耐磨性，所以可在管道中長距離行走。在清洗長達(dá)數(shù)公里而且形狀復(fù)雜的管道時(shí)采用機(jī)械清洗或噴射清洗都有困難時(shí)采用Pig清洗往往能較好地完成清洗任務(wù)。其工作原理是把Pig放進(jìn)發(fā)射器后，發(fā)射介質(zhì)在Pig前進(jìn)方向產(chǎn)生壓力差，形成前進(jìn)推力，使Pig沿管線前進(jìn)，在運(yùn)行過程中，Pig稍有變形。Pig本身或其附件在管內(nèi)不斷與管壁的積垢接觸，對(duì)積垢進(jìn)行擠壓、刮削、沖刷、振動(dòng)、破碎，清除管道內(nèi)的結(jié)垢、沉積物和異物。與此同時(shí)，介質(zhì)在通過Pig柱面與管內(nèi)壁所形成的間隙時(shí)會(huì)形成高速環(huán)隙射流，在它的作用下，前面會(huì)形成類似真空的區(qū)域，有利于Pig的運(yùn)行，并對(duì)所刮削下來的垢渣進(jìn)行沖擊、攪拌，并及時(shí)排出管外，有效地防止了垢渣在管內(nèi)的堆積，避免了堵塞現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2.Pig清洗的特點(diǎn)

（1）適應(yīng)性廣。一般情況下各種管道都可用Pig清洗。因?yàn)楦呙芏鹊木郯贝装l(fā)泡體有很高的彈性，因此在管道的不同位置特別是在彎頭、三通接頭和彎頭處都可通過。

（2）適合于對(duì)不同管徑的超長管道的清洗。對(duì)于管徑在50~300mm的幾十公里以至幾百公里的長管道，用機(jī)械清洗或噴射清洗都不容易洗干凈，但用Pig清洗能在較短時(shí)間內(nèi)完成清洗。由于Pig的耐磨性很好因此在長距離清洗時(shí)也不會(huì)損壞。

（3）可采用多層清洗方式。所謂多層清洗是指在每兩個(gè)Pig之間使用一種特定的清洗劑，在管道清洗時(shí)可同時(shí)使用幾種不同的洗液。由于閉路循環(huán)清洗往往需要使用大量的化學(xué)藥劑。漂洗需要用大量的水，還需要配備大型的廢水處理設(shè)備。而使用Pig清洗可在管道清洗過程中分別在兩個(gè)Pig之間充入清洗用化學(xué)藥劑、漂洗水或空氣，分別完成清洗、漂洗或干燥過程。使清洗工藝大大簡化，可節(jié)約大量的藥品和設(shè)備，經(jīng)濟(jì)上更合算，特別是在清洗大口徑管道時(shí)，該經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)得更明顯。

（4）具有設(shè)備簡單、需用人員少、經(jīng)濟(jì)效益高的優(yōu)點(diǎn)。清洗費(fèi)用相比較低，而且管徑越大管線越長，清洗費(fèi)用越低。Pig清洗所需用的設(shè)備主要有Pig的發(fā)射器、接收器、輸送Pig時(shí)提供動(dòng)力的液壓泵或空氣壓縮機(jī)及一些相關(guān)的器材，而無論被清洗的管道有多長也不必再增加新的人力、物力投入。因此，與其他清洗方法相比，顯得更經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

（5）無污染腐蝕。用清管器進(jìn)行清洗對(duì)管線金屬本體無腐蝕，對(duì)環(huán)境不造成化學(xué)污染。

（6）清垢均勻，徹底可實(shí)現(xiàn)不停車清洗對(duì)生產(chǎn)影響小。

3.采用Pig清洗技術(shù)清洗的管線應(yīng)滿足的條件

（1）能承壓的金屬或非金屬壓力管道。

（2）管徑大于50mm的管線。

（3）管徑彎頭曲率半徑不小于管徑的1.5倍。

（4）管徑的最大變形量不大于管徑的20%。

（5）管線上的截?cái)嚅y應(yīng)為球閥或平板閘閥。

（6）管線上的管路附件的內(nèi)徑應(yīng)與管線內(nèi)徑相同。

（7）管輸介質(zhì)溫度不大于70%。

4.Pig清洗技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

Pig清洗技術(shù)主要應(yīng)用于石油、化工、熱力、燃?xì)獾阮I(lǐng)域中各種介質(zhì)管線物理清洗，是管線清管作業(yè)的必不可少的設(shè)備。主要應(yīng)用領(lǐng)域如下：

（1）管道投產(chǎn)前，用清管器清管掃線，清除管道的殘留物使管線暢通無阻。

（2）輸油管線作定期的刮蠟處理，以保證管道的輸送能力。

（3）輸氣管線作定期的排水處理，以減少管道內(nèi)腐蝕，延長管線的使用壽命。

（4）同一管道內(nèi)輸送不同流體介質(zhì)時(shí)的隔離置換。

（5）管道修復(fù)、打壓前的清洗。

5.Pig清洗技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢(shì)

Pig清洗技術(shù)目前在國內(nèi)發(fā)展較快，整體趨勢(shì)向智能化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。在長輸管道的清洗中，需要使用智能清管器對(duì)管道內(nèi)部情況進(jìn)行檢測(cè)和修復(fù)，在高壓力、高危險(xiǎn)性的工作環(huán)境下，也對(duì)Pig清洗技術(shù)提出了更高的要求，連續(xù)清洗的距離越來越長，對(duì)Pig清洗的安全性有更高的要求，同時(shí)對(duì)整個(gè)清洗工藝如技術(shù)準(zhǔn)備、工藝準(zhǔn)備、設(shè)備準(zhǔn)備、人員培訓(xùn)、應(yīng)急措施等都朝標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)清洗技術(shù)的研究，以確保清洗的有效性和安全性。

（三）高壓水射流清洗技術(shù)

高壓水射流清洗技術(shù)是水射流清洗技術(shù)的最新發(fā)展。水射流清洗以其通用性和對(duì)環(huán)境無害性備受清洗行業(yè)的青睞，應(yīng)用日益廣泛。由于水射流清洗不影響環(huán)境、效率高，且能最大限度地滿足各類用戶的特殊需要。因此，應(yīng)用水射流清洗在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們?nèi)粘Ｉ钪袔缀鯚o處不見。

1.發(fā)展概況

水射流清洗是一項(xiàng)不斷發(fā)展的清洗技術(shù)。傳統(tǒng)的水射流清洗是沿用至今的低壓大流量水射流沖洗。六十多年前開始發(fā)展起來的水射流清洗作業(yè)又稱為“水力剝層”。通常使用的工作參數(shù)為壓力7~14MPa，水流量20iymino高壓水射流技術(shù)是從20世紀(jì)70年代迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。1972年英國召開了第一屆國際水射流會(huì)議。以后每兩年一屆，去年在意大利舉行了第十六屆會(huì)議。會(huì)上，發(fā)表研究成果，交流實(shí)用技術(shù)，其中高壓水射流在清洗方面的研討占有相當(dāng)大的比重。影響較大的國際水射流會(huì)議還有美國水射流會(huì)議、日本水射流會(huì)議、環(huán)太平洋國際水射流會(huì)議等。

當(dāng)初，大部分工作尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。從那時(shí)起，高壓水射流技術(shù)狀況發(fā)生了顯著變化，高壓水射流清洗技術(shù)也如火如荼地發(fā)展起來。20世紀(jì)70年代，我國成功研制了高壓水射流清洗機(jī)。

到20世紀(jì)80年代中期又從國外成系列引進(jìn)高壓水射流清洗技術(shù)。近年來各種機(jī)型、各種應(yīng)用附件已逐步制造成功。廣泛應(yīng)用于各部門清洗各種化工容器、熱交換器、冷凝器、管道、管束、清焦、除垢、除銹、水力清洗等清洗作業(yè)。

小型高壓水射流清洗機(jī)比較適合我國需要。目前，國內(nèi)市場(chǎng)上國產(chǎn)小型高壓水射流清洗機(jī)其壓力多為4~6MPa，設(shè)備品種比較單一，亟待開發(fā)10~20MPa多檔次小型清洗機(jī)。此外，市場(chǎng)對(duì)熱水清洗機(jī)的需要也日趨強(qiáng)烈。市場(chǎng)銷售資料表明，20世紀(jì)80年代，我國小型清洗機(jī)市場(chǎng)是一個(gè)緩慢發(fā)展時(shí)期。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，處于線性增長階段。近年來，高壓水射流清洗技術(shù)發(fā)展很快，在石油、化工、電力、冶金等工業(yè)部門中得到廣泛的應(yīng)用。它可用于清洗容器，如高壓釜、反應(yīng)器、冷卻塔、儲(chǔ)罐、槽車等；也可用于清洗各種設(shè)備、管道、煤氣管線及換熱器；還可用于清洗船舶上積附的海洋生物和鐵銹、鋼鐵鑄件上的清砂等。高壓水射流清洗可除去下列污垢層:水垢、鐵垢、油類炷類殘?jiān)Y(jié)焦、各種涂層、混凝土、樹脂層、顏料、橡膠、石膏、塑料等，其清洗效果頗佳。高壓水射流不影響環(huán)境，效率高，容易滿足清洗要求。

目前，高壓水射流清洗技術(shù)向著超高壓發(fā)展。德國研制的超高壓水射流系統(tǒng)，由95kW柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，壓力為250MPa或200MPa，流量為5I/min或20L/mino在清洗行業(yè)中已廣泛應(yīng)用于清除金屬或混凝土表面的漆層，全部或部分清除厚涂層、涂鍍前的表面預(yù)處理以及從設(shè)備或裝置上清除難清理的附著物。

在美國，高壓水射流清洗常用的壓力多在lOOMPa以內(nèi)，其主機(jī)多為往復(fù)泵。隨著設(shè)備的成熟、可靠，已采用提高壓力的方法來代替磨料水射流除銹等作業(yè)。壓力范圍為200~300MPa。

2.高壓水射流優(yōu)點(diǎn)

高壓水射流清洗原理是用高壓泵打出高壓水，并使其經(jīng)管子到達(dá)噴嘴再把高壓低流速的水轉(zhuǎn)換為低壓高流速的射流；然后射流以其很高的沖擊動(dòng)能，連續(xù)不斷地作用在被清洗表面，從而使垢物脫落，達(dá)到清洗的目的。

高壓水射流清洗與傳統(tǒng)的水射流沖洗、機(jī)械方式清洗、化學(xué)清洗相比，具備以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）若選擇適當(dāng)?shù)膲毫Φ燃?jí)，高壓水射流清洗不會(huì)損傷被清洗設(shè)備的基體。

（2）高壓水射流清洗是用普通自來水在高速度下的沖刷清洗，所以它不污染環(huán)境，不腐蝕設(shè)備，不會(huì)造成任何機(jī)械損傷，清洗效率高，節(jié)省能源，還可除去用化學(xué)清洗難溶或不能溶的特殊垢。

（3）洗后的設(shè)備和零件，不用進(jìn)行潔凈處理。

（4）能在環(huán)境惡劣的場(chǎng)合進(jìn)行清洗。

（5）易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，便于數(shù)字程控。

（6）節(jié)省能源，清洗效率高，成本低。

3.主要特點(diǎn)

高壓水射流清洗與傳統(tǒng)的水射流沖洗、機(jī)械方式清洗、化學(xué)方式清洗相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）選擇合適的壓力等級(jí)，高壓水射流清洗不會(huì)損傷被清洗的基體。

（2）清洗過后的零部件，不需要進(jìn)行潔凈處理。

（3）能清洗形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件；能在空間狹窄、復(fù)雜或環(huán)境惡劣有害的場(chǎng)合進(jìn)行清洗。

（4）易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，便于使用數(shù)字程控。

（5）節(jié)水、節(jié)能，清洗效率高，成本低，同時(shí)不污染環(huán)境。

同高壓水射流切割破碎物料相比，水射流清洗所需的壓力不高，技術(shù)難度不大，需要清洗的領(lǐng)域又很多。這些都是推廣應(yīng)用高壓水射流清洗的有利條件。

4.高壓水射流清洗裝置的結(jié)構(gòu)

高壓水射流清洗裝置主要由高壓柱塞泵、動(dòng)力部分、噴嘴、高壓軟管及工作附件等組成。

（1）高壓柱塞泵。高壓柱塞泵是高壓水射流清洗裝置中最主要的部件。在柱塞泵中，柱塞是在防漏的填料函內(nèi)移動(dòng)，不與泵筒內(nèi)壁接觸。柱塞泵只有一個(gè)固定的密封（填料函）而便于維護(hù)，其傳動(dòng)系統(tǒng)和輸液系統(tǒng)是分離的，能保證良好的密封，適用于高壓下工作。這正是高壓水射流清洗中廣泛采用柱塞泵的主要原因。

（2）動(dòng)力部分。動(dòng)力源通常為柴油機(jī)或電動(dòng)機(jī)。為方便現(xiàn)場(chǎng)施工，一般車載的高壓水射流清洗裝置的動(dòng)力源是柴油機(jī)，這尤其適合于不具備大功率電源的工廠或車間。一些小型的髙壓水射流清冼裝置動(dòng)力源常為電動(dòng)機(jī)。

（3）高壓軟管。高壓水泵和噴嘴之間需通過高壓管路來連接。高壓管路分高壓鋼管和高壓軟管兩種。一般高壓水射流清洗中常用的是高壓軟管。高壓軟管由內(nèi)管、增強(qiáng)層和外皮三部分組成。內(nèi)管輸送水，增強(qiáng)層提髙內(nèi)管的強(qiáng)度以耐受高壓，而外皮則起保護(hù)作用，以防止腐蝕和機(jī)械損傷。高壓軟管和增強(qiáng)層用鋼絲編織，一般有2~3層。

（4）噴嘴及工作附件。高壓水經(jīng)過軟管，最后到達(dá)噴嘴及工作附件。噴嘴將高壓低流速的水轉(zhuǎn)化為低壓高流速的射流。在其他條件一定的情況下，清洗效果的好壞，主要取決于高壓清洗裝置的附件及噴嘴。一般噴嘴都是由多種特種金屬制成的。為產(chǎn)生清洗用的水射流，大都采用圓柱形和扁平形兩種形狀的噴嘴。由于這兩種噴嘴的結(jié)構(gòu)不同，作用也不一樣，圓柱形噴嘴射流的射程遠(yuǎn)，但作用面積?。欢馄叫螄娮焐淞鞯纳涑梯^短，但作用面積大。

5.增效技術(shù)

作為水射流清洗工作介質(zhì)的水，在經(jīng)過泵輸出之后加熱至85P以上時(shí)，對(duì)清除碳?xì)浠衔锛邦愃乒笇佑忻黠@效果。

在清洗射流束中加入化學(xué)劑，即所謂水基清洗。化學(xué)劑有助于減少表面張力，有利去除表面垢層。因?yàn)樗淞鳑_擊物件表面的時(shí)間與化學(xué)反應(yīng)所需的時(shí)間相比，過于短暫。因此，化學(xué)劑應(yīng)該在水射流清洗之前使用。如果利用長鏈聚合物類化學(xué)劑形成密集射流，可減少水流在管線中的摩擦損失，并使水“凝聚”，增加射流直線段的長度。因此，密集射流又稱減阻液射流。

水射流泛指噴氣、噴水、噴霧、噴砂及噴漿形成的射流。根據(jù)清洗對(duì)象的不同，使用空化射流、磨料射流等將會(huì)大大提高其清洗能力。這樣的水射流稱為新型高效射流。在不增加機(jī)組動(dòng)力的情況下，可增加水射流的打擊力，或擴(kuò)大清洗時(shí)的覆蓋面積。

磨料射流是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的新型水射流。在磨料射流中，以水為載體，磨料微粒被高壓水射流加速。由于磨料微218

粒的質(zhì)量比水大，且有棱角，高頻沖擊物料表面，其沖擊力和磨削力要比同樣條件下的高壓水射流大得多。在清洗行業(yè)中，它廣泛應(yīng)用于清洗、除銹、去毛刺以及切削混凝土。

空化射流是用空化噴嘴在射流束內(nèi)產(chǎn)生空泡。當(dāng)射流沖擊物件表面時(shí)發(fā)生潰滅，造成空蝕破壞，以達(dá)到增強(qiáng)清洗、切割或破碎物料的效果。通過初步估算，用空化噴嘴取代普通噴嘴，泵壓力可降低1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。在淹沒條件下，空化射流的優(yōu)越性更加顯著?？栈淞饕褢?yīng)用于船體除銹與清除退役彈體內(nèi)的炸藥等清洗作業(yè)。我國研制的適用于陸上和水下操作的空化射流清洗除銹設(shè)備系統(tǒng)，工作壓力可在4~50MPa范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，除銹質(zhì)量能達(dá)到局部出白。