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簡(jiǎn)介
在確定好所需壓力、流量和泵的規(guī)格後,下一步要考慮的就是如何(hé)將加壓水輸送到最(zuì)終用戶處。
有以下兩種方式可供選擇:
*使用彈性軟管:這對於(yú)機動清洗係統很關鍵;
*使(shǐ)用剛性管:主(zhǔ)要用於固定的清洗係統,但在固定清洗係統的某些地方也會(huì)用(yòng)到(dào)彈性水龍管。
彈性軟管及其接頭
現在市麵上有許多各(gè)種規格的軟管。從(cóng)安全與(yǔ)實用操作的角(jiǎo)度出發,選擇(zé)合適的軟管十分重要(yào),因(yīn)為操作者直接操(cāo)作軟管,並有可能會(huì)造成(chéng)軟管過度(dù)磨損。方便起見,本章將主要講解應用於低壓、中壓和高壓清洗係統中(zhōng)的軟管所提供信息僅供參考之用。在實際選擇針對每種用途的合(hé)適的軟管及其接頭時,用戶應與供應商商議後再購買,因為需要(yào)考慮當地的有關安全因素方麵的規章和條件。相關的英國和國際標準請參照表5-20。
表5-20彈性橡膠和塑料的(de)水力軟管:國內和國(guó)際標準
表格(gé)P328頁
在選擇軟管及其接頭時(shí),應當考慮以下幾點(diǎn)因素:
*液(yè)體兼容性所有材質應與所使用的液體兼容
*液體(tǐ)的最大工作壓強這(zhè)一般由某增壓液體清洗技術特定的操作條件決定,除非軟管製造商詳細(xì)說明了產品的清洗任務,並在(zài)數據(jù)表中列出了(le)軟管的最大工作壓強。表5-21列出了DunlopWaterblast2軟管的參數,一(yī)般用最小破裂(liè)壓強(qiáng)乘以0.4得到正確的最(zuì)大工(gōng)作壓強,除非當前國家安全規(guī)章中規定使用不同的因子(zǐ)。溫度範圍一包括內部和外部的溫度
*軟管的直徑這一參數取決於(yú)流速,軟管直(zhí)徑的選取要折中(zhōng)幾個因素,即保持合理的壓降(jiàng)(Δp),達到一定的流速,以及大直徑軟管的成本/重量(liàng)比值。(參見圖5-41和圖3-42)
表5-21Waterblast2高(gāo)壓注水軟管
圖5-41軟管的壓降(jiàng)
圖片P329頁
圖中粗線與(yǔ)軟管的管口直徑有關。
以下是軟管裝配的四(sì)個主要部分:
①與所(suǒ)使用液體相(xiàng)兼(jiān)容的內部襯(chèn)套。通常由合成(chéng)防油橡膠(jiāo)生產,專門用(yòng)於增壓水。
②纖維織物或鋼質的增強層。該編織層可(kě)以增強軟管承受能力。
③一層外(wài)皮。通常由強負荷的、防油、抗侵蝕和磨損的人工(gōng)合成橡膠材料製成,有時還會用到聚亞安酯。
④相關接頭。要符(fú)合國家標準。
以下所列不同規格的軟管(guǎn)是應用於低壓、中壓和高壓水清洗的典型例子。
1.低壓清洗係統
典型規格:SAE100R3BS4749型(xíng)號1ISO4079型號3
構造:內部管道由抗油、抗清潔(jié)劑的合成(chéng)橡膠製成,並由兩層織物加固,而外皮由防油、抗侵蝕、磨損的人工合成橡膠製成。
最大(dà)工(gōng)作壓強:
12.5mm(1/2")名義(yì)內徑—6.9×10⁶Pa(1000psi)
19.0mm(3/4")名義內徑一5.2×10⁶Pa(750psi)
25.0mm(1")名義內3.9×10⁶Pa(565psi)
31.5mm(11/4")名義內(nèi)2.6×10⁶Pa(375psi)
2.下水道清(qīng)洗噴頭
這是一個特殊的裝(zhuāng)置,考慮到操作時需要的(de)長度(長度可達150m),必須用一條直徑大的、重量輕(qīng)的軟(ruǎn)管。雖然某些(xiē)需要更(gèng)高的壓強,但大多此類(lèi)裝(zhuāng)置的工作壓強都在120〜200L/min(氣象學所用的壓強單位)之間(jiān)。水流速率的範圍在100-360L/min之間。
一種典型的排水注射式軟管的規格(gé)應包含:
核心:聚合物
加(jiā)固(gù):人工合成編織物(wù)覆蓋層
外皮:聚(jù)氨酯化(huà)合物
工作溫度:-18〜+75°C,並且短期內可承受110°C
最大(dà)工作壓強(中等壓強裝置)
13.0mm(1/2")名(míng)義內徑一2×10⁷Pa(2900psi)
19.0mm(3/4")名義內徑一(yī)1.7×10⁷Pa(2465psi)
25.0mm(1")名義內徑一2×10⁷Pa(2900psi)
31.5mm(11/4")名義內徑一(yī)2×10⁷Pa(2900psi)
3.中等壓強清(qīng)洗係統
除下水道清洗係統之外,其他大多中等壓強清洗係統中,在小型壓力清洗(xǐ)裝置中使用9.5mm內徑的軟管,在較大的(de)壓力(lì)清洗裝置上(shàng)使用13.0mm內徑(jìng)的軟管。但如果水流速率較高,而且軟管特別長的話,也可以考慮用19.0mm直徑的軟管來減少壓力差。
例如:
規格DIN200222SN
構造:
內管:防重油合成橡膠
外(wài)皮:防重油合成橡膠
加固:2層金(jīn)屬絲編織層
6.5mm(1/4")名義內4×10⁷Pa(6000psi)
13.0mm(1/2")名義內2.75×10⁷Pa(3990psi)
19.0mm(3/4")名義(yì)內2.15×10⁷Pa(3120psi)
25.0mm(1")名義內1.65×10⁷Pa(2395psi)
4.高壓清(qīng)洗係統(tǒng)
壓強在7.5×10⁷Pa以上,內徑大(dà)於13mm的高壓軟管的選擇是有限的。英(yīng)國(guó)DunlopHiflex公司生產了一係列稱作“Waterblast2”的軟管,專門用於高壓清洗係統,被水噴頭建造者廣(guǎng)泛(fàn)使用。詳情見表5-21。
“Waterblast2”的(de)規格與(yǔ)操作建議
規格要求:
平滑無縫的聚合體襯套和外皮,四條高(gāo)彈性的鋼絲螺旋盤繞和一條附加的高彈性鋼絲編織層。除此之外,還有以下特征(zhēng):
*經2.5:1安全因子測試(此項測試被美國RMA、英國RFPA和德國DIN接受為一(yī)項國際標準);
*絕緣(yuán)防火外皮;
*工作壓強高(gāo)於1.8×10⁸Pa(26OOOpsi);
*NPT,BSP和DKO規格的接頭。
操(cāo)作建議:
①使用(yòng)時,如果工作壓強超過軟管最大工作壓(yā)強,就(jiù)會導致軟管加固物超負荷,並會導致軟管過早地出現故障。脈動壓(yā)強將對軟管產生相同的效果,會(huì)減短軟管壽命,在這種情況下,可以(yǐ)用減震裝置來減少這種危害。
②在壓力下,軟管長(zhǎng)度(dù)會發生變化,變化(huà)範圍在+2%~-4%之間。如果沒有考慮到這個實際情況,軟管可(kě)能會破裂(liè)或脫離其固定裝置,並可能會傷害操作者身體。所(suǒ)以在使用安全鏈(liàn)來(lái)確保軟管長度時(shí),必須考慮到(dào)這些變化。
③軟(ruǎn)管(guǎn)接頭(tóu)的維持力顯著受溫度影響。如“Waterblast2”軟管(guǎn)的2.5:1安全因子是基於不(bú)超過50°C這個前(qián)提的。
④接頭被錨在軟管上以抵抗來自管內的壓力,沒有(yǒu)其他用途。雖然在注水操作中,用它連(lián)接幾(jǐ)段長軟管是很正常的,但我們不提倡這種懸掛連接方(fāng)式。因為(wéi)處於最高位置的接頭會(huì)承受較大的壓強,而且限製了軟管在正常壓強(qiáng)下自(zì)然縮短的能力。通常要避免拉力負荷,但實際(jì)中(zhōng)任何在軟管末端增加負荷的設計安排都應(yīng)該與製造商進行商議。
⑤由(yóu)撞擊或變形引起的物(wù)理(lǐ)損(sǔn)害會扭曲金屬絲(sī)加固物並最終導致軟管(guǎn)出現故障。外皮損害引起的加固物暴露會使水滲入並腐蝕金屬絲。被損害(hài)的軟管具有潛在(zài)的危險,應及時更換。
備注:歐盟內現行水(shuǐ)壓測試認證是強製(zhì)性的。
5.水力軟(ruǎn)管接頭(tóu)
接頭生產標準與軟管的標準一樣,並作為軟管組裝(zhuāng)的一部分經(jīng)過“爆(bào)裂壓強”水壓測試。所(suǒ)用的原材料包括不鏽鋼和鍍有高速切削鋼鑽(zuàn)鋅。用於高壓軟管的接頭通常用鎖(suǒ)鍛工具(jù)塑造,並(bìng)且通常被設計為旋轉接頭。這些都需要特殊的設備和做鍛設施,並有生產(chǎn)商提供的說明書(shū)。必(bì)須對整套裝置進行測試,以(yǐ)確(què)保接頭與軟(ruǎn)管的兼容性。表5-22所列為最常用接頭類型。
表5-22軟管接頭(tóu)的類(lèi)型
(英國液體動力學會提供)
表格P332頁
此(cǐ)類裝配有兩個主要組成(chéng)部(bù)分:
*套圈——是接頭的外部,被(bèi)套在軟管和嵌件上;
*嵌件——依靠其外部陽或陰螺紋安裝到軟管的內(nèi)部,並可以固定或旋轉用來(lái)與另一條軟管或剛性接頭相連。
根據工作壓(yā)強的不同,用來密封結合(hé)點的方(fāng)法有錐形螺紋或(huò)平行螺紋,對低壓和中壓係統,還可能(néng)與PTFE膠帶和圓錐或DIN(德(dé)國)標準接(jiē)頭(tóu)聯用(yòng),對高壓係統,用圓錐表麵和“O”型環密(mì)封(fēng)條。
6.微型高壓軟管
以上所討論的軟管(guǎn)大(dà)都用於普通高壓注水和排(pái)水清洗,除此之外,還有一種(zhǒng)特殊的微型軟管,其口徑在4.6〜10mm之間,專門用來清洗用於熱交換器、冷凝器或類似的車間設備中的小口徑管道。這些小口徑管道內經常覆有不易清洗的沉積物(wù)。微型軟管中有二或四股(gǔ)高彈力(lì)電鍍(dù)鋼絲,內核為聚酰胺或聚酯一人造橡膠,外層為聚亞胺酯;微型軟管(guǎn)有時被稱為“彈性噴槍”,與特殊的噴嘴共同工作。其工作壓強範圍為4.5×10⁷〜1.4×10⁸Pa,並有一個在4×10⁸Pa壓強下用於噴射切割的特殊設計。
7.半彈性清洗噴槍
有時候(hòu),清洗堵塞或半堵塞的熱交換(huàn)器中的管(guǎn)子,或(huò)是清洗“U”形管時,完全彈性軟管並不合適,這種情況(kuàng)下,使用半彈性不鏽鋼噴(pēn)槍會(huì)比較好。這些待清洗管子外(wài)徑通常(cháng)是9.5mm或7.9mm,能承受7×10⁷Pa的工作壓強,而且都是螺旋狀的。首先要把(bǎ)管(guǎn)子的一端車上螺紋,以使之能夠(gòu)與微型清洗噴嘴相(xiàng)連(類似於彈性軟管上麵所使用的),另一端與一個適(shì)配器相連(lián)以連接高壓供水,然後再把管(guǎn)子推進熱交換器中。這樣,高壓水(shuǐ)與體力勞動結合可以很好地清洗本來難以(yǐ)清洗(xǐ)的管子。
清洗管子的工作壓強等級與每個設備的操作條件以及所要求的安全因素有關。這點隻能由使用者來決定(dìng),以管子測試壓強(qiáng)或(huò)名義破(pò)裂壓強(qiáng)的比例表示。這些數值使壓力增加到材料的理論點(diǎn)或(huò)最終彈力,該值通常為316不鏽鋼(退火後)。
典型規(guī)格:
O.D.Wall最大測試壓強爆破壓強
軟管規格和標準的總結見表5-23。
表(biǎo)5-23高壓軟管標(biāo)準和工作壓強總結表
表格P333頁
提示:由於不斷更(gèng)新,應該(gāi)參考采用最新的(de)標準。表5-24列出了一(yī)些國內和國際提供標準組織。
表5-24—些(xiē)國家和國際標準組織
剛性管裝(zhuāng)置
大多數永久性高壓水清洗係統都是利用剛性管來使(shǐ)高壓水分散到有關設(shè)備的周圍。製(zhì)造這(zhè)些鋼管材料最常用的是316型(xíng)不鏽鋼,這樣能使腐(fǔ)蝕(shí)降低到(dào)最低限度。這對一些把衛生和清潔看得極為重要(yào)的地區顯得特別重要,例如製藥、精(jīng)良化學藥品、食物和飲料的加工場所。不過,還是有很多含碳鋼管設備。
1.管(guǎn)子的規格和設計標準
任(rèn)何(hé)型號的管子(zǐ)體係的規格都是由(yóu)工作壓力,水流(liú)速度,要處理的液體的溫度和管子要伸長的(de)長度決定(dìng)的。一般最終設計都是一(yī)個可(kě)以接受的設備(bèi)成本、壓力下降(圖5-42)和裝置成本折中的結果。
圖5-42管道(dào)和(hé)軟管的尺寸列線圖
圖片P334頁
注:設(shè)計高壓水硬管清洗係統需要進行(háng)複雜的計算機計算,並要涉及到一些當(dāng)地的因素和標準。這些計算必(bì)須由那些認(rèn)證設(shè)計工程師來完(wán)成,以確保能得到一個安全的設備。彎管、閥門及其他配件都會將(jiāng)增大壓降和(hé)流速。
英國高壓(yā)管道係統設計規範通常(cháng)基於BS806標準(zhǔn),或者是同等的ASME或DIN標準。不過,歐盟(méng)於1999年11月29日實施了一(yī)個新(xīn)的有關壓力設備(bèi)的歐盟指導(dǎo),即壓力設備指導(PED),該指導協調了歐盟各成(chéng)員國的現有標準。新的指導涵蓋下列項目:壓力容器,管子,閥(fá)門和其他附件(設計壓力大於5×10⁴Pa)。按計劃,該指導在2002年5月29日全(quán)部生效(xiào),並具有法(fǎ)律效應,必須服從。
由於(yú)成本(běn)原因(yīn),用硬管是不切實際的,倘若(ruò)總長度不是太長的話,可以考慮利用高壓軟管,大約(yuē)50〜80m長。高壓軟管(guǎn)比硬管便(biàn)宜,對於壓(yā)力較高的更是如此,而且軟管更容易安(ān)裝(zhuāng)。軟管可以放在設備托盤(pán)上,並要考慮到軟管的“可撓性”和長度變化。當工作壓力大於(yú)4×10⁷Pa時,軟管的壁厚和材料成本就會顯著上升。
例子:水流速19.11L/min,轉速3.6m/s。那麽恰當的管(guǎn)口直徑為10.54mm。範(fàn)圍A涉及到抽吸和返回線路中水流的推薦速度;範圍B輸送線路中的水流速度。
2.管道天氣(qì)保護(hù)
在那些管(guǎn)道(dào)和軟管會暴露在比較冷的(de)天氣(qì)條件下的地方,需要提供一些排水點和蒸氣或電力跟蹤裝置來保護設備不受霜凍的危害。
3.快速液壓接頭
在許多高壓水清洗設備中,在不同的地方使(shǐ)用各式各樣的配件,這時就需要比較短的軟管。此時,使用快速(sù)液(yè)壓接(jiē)頭有顯(xiǎn)著(zhe)好處,快速(sù)液壓接頭(tóu)可以自密封,而且當管線受壓時,接頭不會被(bèi)連上或者斷開。接頭安裝在管線的關鍵位置上,並有隔離球閥(fá)門,以進行維修。
清洗的配件
基於安全、性能和工作效率考慮,近年來最有趣的一些發展就是清洗係統配件的設計。所有的配件中最本(běn)質的東西就是噴頭,它的作用不可低估。
1.噴頭
清洗用途噴頭(tóu)設計的基本原理可以從水力學和流體流動定律中找到,牛頓(1643年)和伯努利(1700年)曾對此(cǐ)做過闡述。但是(shì)他們因為實驗條(tiáo)件的限製,沒有辦法做以音速甚至超過(guò)音速流動的高壓水的試驗。例如在2.5×10⁸Pa的壓力下(xià),噴頭水速可達2415km/h。噴頭把水泵裏的高壓水的壓力能量轉變成動能,然後高速撞擊被清洗表麵從而洗(xǐ)掉沉積物。
(1)射流的(de)反作用力
計算從噴頭(tóu)出來的水的射流(liú)反作用力的基(jī)本公式是從牛頓第二運動定(dìng)律(lǜ)導出的。牛頓第(dì)二運動定律指出物體的動量的變化率跟它所受的力成正比(bǐ),這裏動量的定義是質量乘以速度。
這個公(gōng)式可以寫成:F=MV
式中:F—反作用力,N;
M—質量流量,kg/s;
V—速度(dù),m/s。
用下述方式來表(biǎo)達質量和速(sù)度:
d—噴頭直徑,mm;
P—噴頭的(de)壓力,Pa;
Q—水流速度,mm/s;
Cd——噴頭的(de)流出係數(噴頭流水的真實(shí)值(zhí)跟(gēn)理論值的(de)比)。
噴頭的性能是非常(cháng)重要的(de)。因為有能量損失,給定管徑和水壓,噴(pēn)頭實際流量要(yào)小於噴頭理論流(liú)量。
優質圓形噴(pēn)頭:Cd=約0.9—相當於81%的(de)效率
扇形噴嘴和多個噴嘴的噴頭:Cd=約0.7—相當於49%的效率
公式就變為:F=Cd×6174×Q×P(N)
牛(niú)頓第二運動定律(lǜ)也適用於計(jì)算向一個平麵噴水產(chǎn)生的效果,此時向前的動量完全(quán)消失了(le)。因此當噴頭跟被清洗表麵的距離足夠近時(shí),噴出的水的衝擊力跟它的反作用力幾乎是一樣的(de)。
從噴頭出來的瞬時衝(chōng)擊壓可以根據上麵的方法計算出來。如,衝擊壓=衝擊力/水(shuǐ)柱(zhù)的麵積。為了擴展這個理論,我們需要做一些假設。
假設1
水柱的橫截麵積隨著離噴頭的距離的增加(jiā)而上升,但我們認為水柱保持穩定的話,水柱的衝擊(jī)力沒有損失。這個假設可以用以下方式來量(liàng)化(huà):
水柱噴出(chū)0.5m,水柱的橫截麵積會變為其剛離開噴頭時初始麵積的(de)1.5倍(bèi)。相同的衝擊力,橫截麵積(jī)變大,據此可以求出0.5m處的衝擊壓。
假設2
一(yī)旦水柱開始散(sàn)開,水柱的橫截麵積(jī)就會增加,並且總的衝擊力也會下降。這兩(liǎng)個效果的關係可(kě)以用(yòng)一個負平方關係式表示。
(P₁/P₂)=(R₁R₂)²
式中:P₁一(yī)在距離(lí)R₁處的衝擊壓(yā);
P₂—在距離R₂處的衝擊壓。
一個噴頭的水流的性能可以(yǐ)用下式來計算:
Q=Cd×1.75×10⁴×d²Pmm/min
式(shì)中:Q一水流速度(mm/min);
P—壓強(Pa);
d—噴嘴口的直(zhí)徑;
Cd—流出係數。
製造噴頭所用的材料的選擇十分重要。腐蝕最終會使噴嘴的有效直徑變大且(qiě)破壞其表麵塗層(céng)。這兩個因素都會使得(dé)流出係數(Cd)減小。由於清洗效果跟(gēn)流出係數的平方(fāng)成正比,所以上述因(yīn)素可(kě)能會浪費到大約50%的有效能量。主要的能量損失發生在噴頭和工作表麵之間。隨著水離開噴頭,水柱開始分裂(liè),從而(ér)導致動能和衝擊力損(sǔn)失。不同的材料可以使得噴頭的磨損和水柱性(xìng)能有著明顯的不同,故(gù)而現(xiàn)在噴頭的(de)設計多種多樣,包括表麵硬化鋼、陶瓷硬質合金和剛玉嵌件。盡管硬化不鏽鋼依然是目前最為常(cháng)見的(de)材(cái)料,但(dàn)是利用其他更(gèng)貴的(de)材料如硬質合金可能會比硬化不鏽鋼有更好的性價比(bǐ),這(zhè)一點(diǎn)在超高壓水條件下尤其(qí)明顯。
(2)提高噴頭和清洗性能
通過實驗(yàn)室試驗,人(rén)們已經(jīng)證明有高達30%的能量被浪費在了噴頭和(hé)工作表(biǎo)麵之間,所以在這方麵的任何改進都是非常有益的。除了噴頭的實際(jì)設(shè)計和構造外,影響能量損失的另一個主要的因素就是液體自身的實際(jì)流動(dòng)。液(yè)體的湍流是造成(chéng)能量損失的一個主要原因(yīn),一(yī)個(gè)簡單的補救辦法就(jiù)是(shì)在噴頭內安裝一個流體調直器。在滿足操作限(xiàn)製的前提下,應當盡量減小噴頭到工作表(biǎo)麵的距離,因為距離越長噴出的水流越容易分裂。現(xiàn)在,有人試驗(yàn)了(le)另外一種方法(fǎ),非常成功,就是向流體中加入少量的(de)“長鏈聚合物(wù)”。該方法使得清洗性能得到顯著提高,調查表明主要是因為以下原因:
①噴嘴和軟管內表麵(miàn)與流體的摩擦力減(jiǎn)小了。
②液體流連貫性的提高,這使得流體“離岸距離”變得更大,同(tóng)時衝擊力也變大了。在弗吉尼亞的一(yī)個石油精煉廠進行的(de)試驗表明,加入(rù)長鏈聚合物助劑後,管(guǎn)道清洗時(shí)間可(kě)以減少30%〜35%。液態聚(jù)合物價格是0.024$/L,整個清洗消(xiāo)耗聚(jù)合物總成本(běn)為300$,這個成本可以從減少清洗和工廠停產時(shí)間中得到更多的補償。
(3)空泡能(néng)量(liàng)
在(zài)第二節(jiē)中,已經對“空泡”產生能量的現象進行了討論,並闡(chǎn)述了其對高壓水泵的損害,而(ér)且該現象是1972年英國考(kǎo)文垂“國際噴頭切割會議”的主要議題。最近,美國密蘇裏州大學Rolla分校高壓噴水實驗室的(de)實驗證明這種能量可以被控製,並且可以用來(lái)提高水力的清洗性能。當這些(xiē)小氣泡破裂,氣泡周圍(wéi)的水進入氣泡時,會在小麵(miàn)積上產生非常高的壓力(這(zhè)實際就是(shì)“空泡(pào)”效果)。利(lì)用一種(zhǒng)特殊(shū)設計的噴頭可以實現這種現象,需(xū)要在噴頭的中(zhōng)間安裝一個小(xiǎo)探針。隨著水流速(sù)度的不斷(duàn)升高,水流造成(chéng)的局部真空就把空氣引入水流中(zhōng),從(cóng)而導致了空泡效應。雖然目前將該技術(shù)用於高壓水清(qīng)洗有很多優點,尤其是用於清除(chú)船體海(hǎi)麵增生物和汙垢。但是,最成功的應用還(hái)是用它來切割很堅硬的物體如岩石。
(4)脈動和間斷(duàn)流
劍橋大學的(de)研究者們對利用脈動和間斷流來提高噴頭的切割和清洗性能做了深入的研究,並在“液體和固(gù)體衝擊腐蝕”會議及"雨水腐蝕(shí)會議(yì)”上發表了幾篇論文。簡而言之,管子或軟管中液體的間斷流會產生速度(dù)很高的“子彈”,要比連(lián)續穩定的流體(tǐ)流速快3倍。這(zhè)個效果類似於(yú)一把“水錘”,可以對工作表麵產生強(qiáng)大的衝擊力。這些理論(lùn)優點已經在實際應用中體現(xiàn)出來了,尤其是在管子、管道和下水道的清洗中得到廣(guǎng)泛應用。
可以用以下幾(jǐ)種方式(shì)來獲得間斷流:
①利用一個活塞式水泵的不規則運動(dòng),包括讓水從一個汽缸在循環的過程。在(zài)利用(yòng)這個方法以前建議先去跟供應商(shāng)或製造商谘詢一下。
②利用一個活塞式水泵,小型受液器和(hé)安全閥。從水泵出來的穩定水(shuǐ)流(liú)在軟管的末端會被一個與小型受液器相連的自(zì)動開關阻斷,當水壓高到安全閥的設定值時安全閥就會打開。安全閥(fá)的(de)開(kāi)關跟積蓄池的水壓(yā)曲線的變化相協調。通過(guò)調整安全閥可以改變脈動的循環從而為各種(zhǒng)特殊的應用創造最適宜的循環壓(yā)力(lì)。
③一個圓筒(tǒng),慢運動、往複式水泵,比(bǐ)如第三節中描述的那種(zhǒng)“快速噴流”水泵。
2.噴頭的選擇(zé)
為每種特定的應用選擇最合適的噴頭:
①根據以往的經驗或實驗來決定清洗特殊的沉積物需要的壓力和液體。
②根據表5-25不同尺寸噴頭的反作(zuò)用力表為特定的壓力和流(liú)速確定合適(shì)口徑(jìng)的噴頭。選擇的時候,還要考慮安(ān)裝噴頭的個數,例如噴槍(qiāng)可能隻(zhī)有一個噴頭,而一個油罐清洗頭則有2或4個噴頭,並且噴頭數隨著總(zǒng)液(yè)體流量增加而增(zēng)多。
表5-25被分為1和2兩個區(qū),另外第3區也常常被用來定義最大反作(zuò)用力,德國(guó)安全局用該表(biǎo)來管理手持高壓水清洗配件。
1級區域:包括噴頭反(fǎn)作用力在150N以下的所有的操作情況。這時所有的手持(chí)噴射設備都可以使(shǐ)用。
2級區域(yù):包括噴頭反(fǎn)作用力在150〜250N之間的所有的操(cāo)作情況。在這個區(qū)域內所有的手(shǒu)持噴射設備必須有一(yī)個肩部支撐,並有可選擇的雙重保險控製。
3級區(qū)域:包括噴頭(tóu)反作用力在250N以(yǐ)上的所有的操作情(qíng)況,這時所有的噴射設備都必須有某種形式的機械(xiè)協助操作(zuò)。
在噴槍上可以加上500、1000和1500mm長的擴展噴槍。
a.為了噴(pēn)頭(tóu)計算(suàn),必須考慮壓降,以便從(cóng)配件上讀數(shù)據時得到真實的壓強。
b.當利用一(yī)個懸浮的油罐清洗(xǐ)頭時,選擇匹配的噴頭至關重(chóng)要,這樣才能使各個(gè)噴頭造成(chéng)的反作用力達(dá)到平衡。另外,噴頭需要裝配流體調直器以確保層流。
c.可以為噴(pēn)槍能安裝針孔噴頭,該噴頭能在小麵積(jī)上以較低的工作速率提供最(zuì)大的衝擊壓(yā),或者(zhě)安裝扇形噴頭,該(gāi)噴頭能夠在(zài)低壓下(xià)以最大的(de)工(gōng)作速率為較大的麵積提供較低的壓力。
表5-25不同噴頭(tóu)尺寸,壓力和流速反作用力(lì)
表格P338頁
噴(pēn)槍噴頭:用實(shí)心(solid)和扇形噴頭,用(yòng)於通常的表麵清洗(xǐ)任務。最新的技術中包括一種高速旋轉(zhuǎn)噴頭(圖5-43),該噴頭安(ān)裝在噴槍(qiāng)的末端。這種設備跟傳統噴頭相比,其工作速度明顯提高(gāo)了。
圖5-43高速旋(xuán)轉噴頭
圖(tú)片P338頁
管(guǎn)道和管子的清洗噴頭:有8~25mm多種直徑的噴頭,用於微型軟管、半剛性噴槍以及標準(zhǔn)的12mm和25mm口徑軟(ruǎn)管。目前有很多種噴頭設計,要選擇何種噴頭,需要根據沉(chén)積物類型和管(guǎn)子或管道的情況來選擇。圖5-44是一個特殊的清洗(xǐ)噴頭設計,需要穿過(guò)口徑僅為25mm而且半徑為60mm的彎管。
噴頭大致有四類:
a.排水管(guǎn)和下水道清洗噴頭(tóu)。這種應用需要(yào)用到一係列尺寸(cùn)的噴頭,因為要清洗對象包括直徑100mm排水管到直徑1000mm的下水道。噴頭的選擇見圖5-45。那兩(liǎng)個扁平狀的噴頭被稱為(wéi)“犁”。因為它們自身的重量,它們可以在下水道的底部移動,利用高壓水流使較鬆的沉積(jī)物移動,然後利用常(cháng)規的抽吸裝置清洗掉。
圖5-44微型(xíng)軟管和噴頭
圖5-45高壓水洗噴頭的選擇
圖片P339頁
b.下水道清(qīng)洗和切割(gē)噴頭。許(xǔ)多排水管和(hé)下水道都(dōu)有厚(hòu)厚的石灰覆蓋物和類似的堅硬沉積物,這些東西(xī)需要高達8×10⁷Pa的高壓水才能清洗掉。很多噴頭像Harben"聯合噴頭”一樣有一個朝(cháo)後的聯(lián)合噴頭,可以利用水泵大約80%的有(yǒu)效動力來(lái)推進噴頭向前運動並清(qīng)除掉比較(jiào)柔軟的沉積物,洗掉鬆動的(de)殘餘物。向前的那個有右(yòu)側角度的噴頭是在水泵的滿功率下運轉,壓強高達(dá)4×10⁷Pa,負責切割掉堅硬的沉積(jī)物和其他牢固的侵入物,這些都是多數下水道清洗麵臨的主要問題。噴頭清洗性(xìng)能的切(qiē)換是利(lì)用一個壓力敏感閥(fá)自動完成的。對那些更加(jiā)堅硬和更難清洗(xǐ)的沉積物利用URACADFK800旋轉噴頭在8×10⁷Pa的(de)高(gāo)壓下清洗,這個噴頭帶有一套組合噴嘴和一個(gè)有中(zhōng)心控製閘的右側角度噴頭。
清洗的應用及(jí)其附屬工具
如表5-26所示,清洗的應用主要可以分(fèn)為三大類:
①表麵清洗。
②地下管道(dào)、輸送管及下水道的清洗。
③水箱(xiāng)及容器內表麵的清洗。
表5-26內部清洗係統應用及技術
表格P340頁
1.外表麵的清洗
(1)噴槍
噴槍是(shì)目前世界(jiè)上應用最廣泛的清洗(xǐ)工具。它由一個操作者控製,噴槍後麵連有一根軟管來提供高壓(yā)水。噴槍有多種設計,根據實際應用中的壓(yā)力、成本及需要的安全設施來選擇所(suǒ)需的類型。不同噴槍的特點不同,從隻有一個(gè)自動防故障(zhàng)扳機的基本模型到有自(zì)動卸載設備的複雜設計,變(biàn)化(huà)範圍很大。其(qí)實在每一種(zhǒng)設計裏麵,有一點(diǎn)本(běn)質是不會變的,那就是操作者一(yī)直掌握對(duì)高壓水供給的絕對控製權。
下麵從更多的細節方麵來考慮對不同設計的選擇:
a.帶(dài)有一頭封死的卸載(zǎi)閥的基本自動防故障扳機
在這種情況下,噴槍上的那個扳機可以(yǐ)通(tōng)過調節(jiē)閥門來關閉和打開高(gāo)壓水的供給。一旦關閉了,軟管中水的壓力會逐漸上升,當達到一個(gè)臨界值時,泵上的一個(gè)由彈簧控製的安全閥就會打開並將水引入到抽吸線路上。
雖(suī)然這個(gè)裝置簡單並且實用,但也有一些(xiē)缺點:
①每次在安全閥工作前都要耽誤幾秒鍾。發生緊(jǐn)急情況時,這幾秒鍾(zhōng)時間也會異常重要。
②抽(chōu)絲現象導致了卸載閥機座的過度(dù)磨損和破裂(liè)。
b.帶有傾瀉閥的基本自動防故(gù)障扳機
這是(shì)一種相對比較簡單和安全(quán)的設計。在這種設計中,扳機可(kě)以切斷高壓水的供給並將噴槍中的水以低壓的形式排(pái)在地(dì)麵上。不過,這樣將浪費大量的水。
一般說來,對於如低於3×10⁷Pa以(yǐ)及不常使用(yòng)的清洗係統,以上兩種選(xuǎn)擇就夠了。但是,對於更高壓力情況,如3.58×10⁷〜1.2×10⁸Pa,已經開發出了更加(jiā)可靠、安全的組裝和(hé)卸除噴槍的方法(fǎ)。
噴槍:圖5-46就是一個典(diǎn)型噴槍的例子。
圖5-46裝有(yǒu)遠距控製配件的噴(pēn)槍(qiāng)
(URACAPumpenfabrik提(tí)供)
圖片P341頁(yè)
C.噴槍安裝的(de)遙控(kòng)裝置
這個裝置包括一個由觸發器控製的“本質上安全”的感應開(kāi)關。當觸發器打開時,一個低壓微流的電信號就通過導線傳到泵上的電液卸載(zǎi)閥,此時閥門就馬上打開讓高壓水以低壓水的形式排到水泵的抽吸線或水箱中。跟這個類似的設計經常使用。另外,現在一(yī)些(xiē)最新的(de)噴(pēn)槍設計都有(yǒu)一個電液穩定中斷閥和一個更(gèng)長(zhǎng)的觸發器。這樣能使操作者更加容易(yì)控製並減少了開關(guān)閥門造成的反(fǎn)衝。
(2)大麵(miàn)積地麵的清洗
很多清洗要涉及到大麵積(jī)地麵清洗(xǐ)。例如,機場(chǎng)跑(pǎo)道,尤其是飛機的(de)輪胎開始接觸地(dì)麵刹車的地方。這個作用(yòng)將導致一層(céng)橡膠陷入跑道的表麵,加(jiā)上平時的風吹雨打,這對飛機(jī)構成的重大威脅。同(tóng)樣地(dì),停(tíng)機坪上溢落(luò)的飛機(jī)燃料會造成飛機打滑。圖5-47所示設備中包括旋轉的成角狀的高壓水噴嘴和一個容量罩,在這個例子中,所示裝置是(shì)手動的。在機場跑道的清洗中,所用裝置與此設計思(sī)想相同,隻不過裏麵有兩個旋轉設備,作用麵積更大,可覆(fù)蓋大約(yuē)2m²的麵積。通常將這種清洗(xǐ)設備(bèi)安裝在大型清洗排水溝和下水道(dào)的組合噴頭的前部,並且在7×10⁷Pa的壓力下工(gōng)作。供給水儲存在(zài)一個8000L的水箱中,該水(shuǐ)箱(xiāng)帶有一個真空裝置用來(lái)推動水的移動並且把水引入(rù)一(yī)個體積一樣的另一個(gè)水箱中備用。目前,這種(zhǒng)清洗工具正成為世界的大部分主要機場的標配,從中國的首都機場到倫(lún)敦的Gatwick機場,都有(yǒu)這(zhè)種設備。不單單是機場,該技術還適用於石油精煉廠,石化工廠和石油出產(chǎn)國,在這(zhè)些石油生產國家(jiā),石油沉積物堆積(jī)一段時間就會造(zào)成危險。在委內瑞(ruì)拉,有一條臭名昭著的路,在過去(qù)的十年內就因為車(chē)禍造成了很多死亡,原因就是路(lù)麵有石油沉(chén)積物。委(wěi)內瑞拉國家石油公司近(jìn)期引進了四部高壓水清洗裝備以保證路麵保持安全狀態(tài)。
圖5-47裝有高(gāo)壓旋轉噴頭的地板清洗機(jī)
2.管子、導管、排水溝和下水道的清洗各種技術雖然(rán)類似,但是它們(men)要求不同的設備和方法。
(1)管子(pipe)和導管(tube)
雖然人們把管子和導管分(fèn)開來看(kàn),但是並沒有將兩者的不同(tóng),明確定義出來。在本章中,為了方便,我們(men)把直(zhí)徑小於25mm的叫做導管(guǎn),直徑大於25mm的叫(jiào)做管子。
根據不同應用的(de)特殊性,我們得(dé)出以(yǐ)下結論:
①壓力和水流速度。這個我們可以通過反複試驗或者特殊實驗得到。多數管子、排水溝(gōu)和下水道的(de)清洗裝置都是裝載在車輛上或有拖車拉動(dòng)的,與電動固定速度相比,這種裝置通過改變汽車引擎速度和(hé)水流速度可獲得更(gèng)大(dà)的(de)靈活性(xìng)。
②一般來說,要根據所清洗的管子或導管的尺寸來選擇使用微型彈(dàn)性噴頭或標準軟管(guǎn),同時還要考(kǎo)慮到工作壓強。注:選擇合適的工作壓力時,要考慮壓力差和水流速度,故(gù)而軟管的長度要保持一個最小值。
③依照清洗的類型,沉澱的狀況和軟管的直徑來選擇相(xiàng)應的噴頭。這些噴頭的構(gòu)造設計以及孔的直徑大小如(rú)圖5-48所示,這是(shì)根(gēn)據作用力表計算得出的結果,參見表5-25。
④如果管子被完全(quán)堵死了,就必須用手噴槍清洗管(guǎn)子的前300mm,以便軟管能夠進入到管子或者導管中(zhōng)。一般(bān)都需要使用多種噴頭才能達到清洗目的。
⑤當(dāng)使用小口徑軟管清洗大口徑管道時,要注意避免噴頭發生180°的旋轉以至傷害(hài)操作者。在噴嘴和彈(dàn)性軟管之間(jiān)加一段短的剛性管可(kě)以避免(miǎn)上述(shù)事故的發生。
⑥為了避免操作者在壓力(lì)下將軟管從管子或導管中拉出,要在噴嘴後約(yuē)500mm處做一個不可(kě)去除的標誌,或者安裝專門端殼包住噴頭(tóu),從(cóng)而讓軟管正(zhèng)常(cháng)工作。
標(biāo)準式
這種噴嘴的尖端可以穿入管子
圖(tú)片P343頁(yè)
自推進式
這種噴頭是自動被拉(lā)入管子的
圖片P343頁
非排(pái)斥噴頭對清洗沉澱物有效果最好
同時還適於清洗濾筒
圖(tú)片P343頁
圖5-48不同樣式的噴頭
⑦為了安全和健康起見,清洗員(yuán)必須有效地控製高壓水的供給(gěi)的(de)方法。目前有如下幾種方法比較(jiào)有效:
a.利用一個站在安(ān)全(quán)距離以外的另一操(cāo)作者控製的(de)安全閥。第二個操作者的職責就是根據清洗員的需要或(huò)發生緊急情況時打開和關閉安全(quán)閥。
b.利用腳控製閥,如圖5-49所示。這(zhè)個(gè)作(zuò)用機理跟自動防障閥,如噴槍的安全閥的機理是相同的,並且這(zhè)個設計的目的就是把水以低壓的形式引入到排水溝中。事實(shí)上,這個由操作者自(zì)己控製的腳控製閥跟由第二(èr)個(gè)操作者控製的安全閥(fá)比起來具(jù)有一定(dìng)的優越性。
圖5-49腳控的(de)水泵閥(fá)
圖片P344頁
c.為了能完全控製高壓水的供給,操作者可以使用安(ān)裝在軟管的末尾的電動腳控製閥。這(zhè)個作用機理(lǐ)跟噴(pēn)槍的(de)設計很相似,噴槍中就(jiù)有一個腳踩閥(fá)來操作感應開關,腳(jiǎo)踩閥會對泵上的卸載閥發出一個指令(lìng),從而讓水立刻以(yǐ)低壓的形式排泄到抽吸線路(lù)上。
(2)排水溝和下(xià)水道的清洗
基本的操作程序與管子(zǐ)清洗很類似。但是,因為排水溝和下水(shuǐ)道一般在地下,長度比較長,並且比管子更加難以接(jiē)近。在絕大(dà)多數情況下(xià),下(xià)水道清洗使用中壓清洗,清洗裝置可移動,裝有柴油驅動泵。不過,也確實有些下水道清洗,需要使(shǐ)用更高的壓(yā)力和流(liú)速,如去除堅(jiān)硬的石灰(huī)垢(gòu)和其他覆蓋物。圖5-50所示為一套高壓下水道噴洗設備,該設備配有“DFK”特殊旋轉噴頭,其工作壓力最(zuì)高可以達到(dào)8×10⁷Pa。
(3)閉(bì)路電視檢查
大(dà)多數發達國(guó)家都利用(yòng)閉路電視來檢查下水道的清(qīng)洗過(guò)程(chéng)和清洗結果。這樣有利於掌握清洗的進度,而且有(yǒu)利於下水道(dào)清洗的承包人為客戶提供證據證明下水道已經被清洗到所要求的標準了。
圖5-50高壓下水道清洗設備。最大的工作(zuò)壓力8×10⁷Pa
(URACAPumpemfabrik提供)
圖片P345頁
3.船舶清(qīng)洗(xǐ)
在(zài)20世紀60年代初,高壓(yā)水洗剛剛興起的時候,清洗船舶外殼就是其最引人注(zhù)目的應用之一,當時該技術最著名的使用者是德國的Hammelmann公司。生物的(de)生長例如海藻等會產(chǎn)生摩擦阻力或拖曳,這將大大降低船舶行駛(shǐ)速度,從而增加能耗。生(shēng)物(wù)生長50.8mm厚是(shì)很常見的,尤其是當(dāng)船舶(bó)在溫暖水域(yù)作業時(shí)。除了清洗掉生物生長層外,清洗技術還必須除掉(diào)燃料耗(hào)盡後留F的汙垢和其他的塗(tú)料,以及肉眼看不到的氯化物、硫酸鹽等可溶於水的物質。在引入高壓水洗之前,船舶(bó)的外殼都(dōu)是用物理方(fāng)法(fǎ)來清洗的,例如用手擦,強(qiáng)力的鋼絲刷,強力圓盤和幹燥的沙子摩擦,盡管(guǎn)現在有更加安全的研磨介質可用(見替代技術相關章(zhāng)節),但這種技術對身體有害,因為操作過程中會產生可在(zài)空氣中傳播的矽(guī)化物顆粒和細沙,會對肺(fèi)造成影響。
可(kě)以在船舶航行(háng)時(shí)進行高壓水洗,不(bú)過,目前多數船舶外殼是在幹燥的碼頭(tóu)用3×10⁷〜8×10⁷Pa的高壓水清洗的。
很多年以來(lái),帶有一個30°~60°的扇(shàn)形噴頭的(de)手(shǒu)持噴槍是主要的清洗工具。並且,還(hái)可以用於清洗較小的容(róng)器;一般一個噴槍1h能清洗70~100m²,不過,這還要由操作(zuò)者(zhě)的(de)效率、船(chuán)殼的可接近性以及汙垢的性質決定。雖然噴槍非常實用(yòng),可是它的強烈振動非常容易(yì)使(shǐ)人疲憊。在20世紀60年代的末期,德國Hammelmann公司發明了名(míng)為“Dockmaster”的機械清洗係統,這種係統在過去的30年中又有了(le)顯著的改進。
這(zhè)種(zhǒng)技術的(de)優點(diǎn)如下:
①消除操作者過度疲勞。
②能夠使用更高的壓力並且充分的提(tí)高了清洗速度。(超過3000m²/h)
③保證持續穩定的清洗效果(guǒ)。
一(yī)般(bān)說來都用清水來清洗,除非清水(shuǐ)比較短缺,例如中東地區,這裏先用海水衝洗,然後再用清水衝洗。清水(shuǐ)裏含有腐蝕抑製劑,從而避免形成(chéng)“瞬間生鏽”。目前最新的Dockmaster"清洗(xǐ)裝置(zhì)稱為"Aquablast",該(gāi)裝置包括一個過(guò)濾係統能夠收(shōu)集到90%的廢棄碎片(piàn)以供處置。清洗係(xì)統包括一個或(huò)多個旋轉的組合在一起的(de)清洗噴頭,每一個的直徑為500mm,裝配在一個水壓平台上,而遠(yuǎn)距(jù)控製麵板位於一個工作籃裏。對於輪船(chuán)螺旋推進器,減壓裝置,船體的龍骨以及其他的一些難以清洗(xǐ)的地方,可以利用裝有(yǒu)旋轉噴頭的噴槍進行清洗。
如果要塗油漆,那麽就需要磨光表麵,這時還需要去掉鏽蝕,例如根據瑞典標準SAE2½〜3,就要用一個濕研磨清洗係統,該係(xì)統的清洗速度(dù)一般是一個噴槍30m²/h,或者與"Dockmaster"係統配合使用。
4.海上石油(yóu)平台的清洗
在很多方麵,這個應用與船舶(bó)清(qīng)洗類似,但是也有特定的異同(tóng)之處:海上平台被列為危險(xiǎn)區域,因(yīn)此泵的設計和安全認證必須在2級區域內。大多數平台都有小型的水泵設置來做(zuò)日常的清洗任務,這些水(shuǐ)泵通(tōng)常都是由柴油發動機帶動,而且都是防爆設計(見第二節)。許多高壓水清洗的工作還包括去除雜草,藤壺及其(qí)他貼在建築和(hé)管道上的海洋生物。為了進行定期檢查、維修、重新油漆和防腐工作,需要訓練潛水員讓他們(men)學會利用特製的噴(pēn)槍,這種噴槍(qiāng)帶有兩個排水口,一個包含清洗噴頭,另一個朝後,其(qí)作用是抵(dǐ)消噴頭的反作用力,使潛水員行(háng)動自由。這種方法的優點(diǎn)就是潛水(shuǐ)員不(bú)會受任何反作用力的影響,並且不(bú)容易疲(pí)勞。但是這樣就需要以(yǐ)平時流(liú)速的兩倍來供給高壓水,這就需要兩倍的動力。工作壓力在4×10⁷~8×10⁷Pa之間是很常見的。水泵裝置和(hé)相關設備經常被裝在一個容器裏麵,而該容(róng)器被放在一個固定在鑽塔(tǎ)上的“支撐(chēng)”容器中(zhōng)。
5.自動管束切割機
清洗各種管束(shù)的技術。熱交換機、冷凝機、循環煮沸機和蒸發機等是煉油廠、石油化工企業、電廠及(jí)其他重處(chù)理工(gōng)業中循環(huán)係統的主要組成部分。管道經常會被完全堵塞或者部分地方被非常堅硬的沉積物(wù)堵塞。在某些地方,甚至連管道周圍的空(kōng)間都被限製了(le),多數工藝問題都是由此引發的,從而導致企業產量降低。
在引入高壓水(shuǐ)射流以前,管道束(shù)經(jīng)常被堵塞以至需要分開各個管(guǎn)道,在管(guǎn)道上鑽孔或者(zhě)敲打管道來去除沉積物,但是這樣就不(bú)可避免地對管道造成了損害。管道(dào)束要麽在原位置上(shàng)直接清洗,要麽拆卸下來帶到清洗的地方。這兩種情況無論是哪種情況,手工清(qīng)洗管道束都是一個耗時(shí)、費力又存在潛在危險的工作。為了避免這些問題,人們設計了一些自動(dòng)和(hé)半自(zì)動的管(guǎn)道束高壓(yā)水洗設備,這些設備的工作(zuò)原理基(jī)本上是類似的。
因為管道束的尺(chǐ)寸和(hé)形狀各不相同,這就(jiù)要(yào)求清(qīng)洗(xǐ)機器(qì)必須是多用途的。清洗噴頭的定位和移動一(yī)般是(shì)以氣壓或水壓作動力的。噴頭可以是固(gù)定的,也可以是旋轉的。如果要清洗長6800mm、直徑20mm的管子的話,一般一個(gè)噴頭每分鍾(zhōng)能清洗4根這種管子(zǐ)。這個係統由一個操(cāo)作(zuò)者(zhě)通過清洗區域附近(jìn)的一個控製台進行操(cāo)作。
水箱和容(róng)器的內表麵的清洗
專門(mén)清洗水箱和容器(qì)內表麵的清洗設備(bèi)的開發是過去15年以來幾種最為重要的安(ān)全且性(xìng)價比很高的技術之一。讓人進入容器,用手刮或用手持噴槍清洗容器一直以來(lái)都是有很大潛在危險的。不僅是(shì)噴頭高壓束的反作用力非常容易使操作者過度疲勞,而且操(cāo)作者的工作空間(jiān)非常(cháng)狹小,水(shuǐ)霧還經常迷住操作者的視線,容器的內表麵一般也含有大量的油脂,非(fēi)常的滑。這已曾經導致高(gāo)壓水射流接觸並嚴重傷害(hài)操作者身體。
高壓水洗的另外一種比較奇特的潛在危險就是供水軟管容易像鞭子一(yī)樣抽到身體,當一個供水軟管在(zài)一個狹窄的(de)空間內像蛇一樣猛烈扭(niǔ)動的時候,操作者就可能受到非常嚴重的(de),甚(shèn)至致命的傷害。這自然(rán)而然地就導致了1998年英國提出了“如何在狹窄空間內安全工作”操作規範、管理和指導。關於水箱或容器內表麵的清洗,其(qí)中有一段最為重要的(de)一段:
“當不用進入內部就(jiù)完全可以把(bǎ)工作(zuò)完成時,雇主有義務阻止雇員和其他在一(yī)定程度上受雇主控製的人,如承(chéng)包人(rén),進(jìn)入狹窄空間或在裏麵工作。”
由此我們可以推出,如果有一(yī)種“不用進入”就(jiù)能夠清洗(xǐ)的設備,跟“人工進入(rù)”的清洗方法比起來,人們必須優先選擇“不用進入”的方法。章(zhāng)程同時(shí)還規定水箱和容器的設計者必須在設計(jì)中(zhōng)考慮到(dào)新的清洗裝置的特點(diǎn)和安裝(zhuāng)清(qīng)洗設備,以排除或減少人工進入的必要。
近年來人們逐漸地(dì)意識到某些化學物質對人體有潛在的危害(hài)。例如氯(lǜ)化乙烯被(bèi)認為(wéi)具有(yǒu)致癌的特性。這促進了(le)對無人進入清洗係統的需求,也促進了對能夠進行水箱或(huò)容器內表麵清洗的設備的需求。
這個體(tǐ)係主要由下(xià)列主要部分(fèn)組成:
1.高壓水泵
水泵大多(duō)數是活塞式或輻射狀活塞式(shì)設(shè)計,第三節對此有(yǒu)詳細介(jiè)紹(shào)。電力規格(gé)可能是標準的或者隔爆型。
在選擇水的流速的時候要注意,雖然噴槍可以跟被清洗表麵靠得很近(jìn),但是清洗頭(tóu)可能被安裝在1000mm遠的(de)地方,並且總水流(liú)可能被2〜4個噴頭平分。正如先前所說,噴頭和(hé)被清洗(xǐ)表麵之(zhī)間的距離對清(qīng)洗(xǐ)掉一個特殊的沉積物應該需要多大的水(shuǐ)利能量有很大的影響。為了彌補水(shuǐ)流速度損失,有必要增加水的流速和水的使用量。
2.清洗(xǐ)頭
當前內部清洗技術有(yǒu)效性的提高應該歸功於特別有效的高壓清(qīng)洗頭的開發,圖5-58所示是一個(gè)清洗頭。雖(suī)然清洗頭設計多樣,但是大多數清洗頭都是依據兩個軸承的原理進行工作的。比如,一個360°環形清(qīng)洗模型,它的旋轉運動是由水射頭的作用力(lì)和回轉臂偏移(yí)產生的(de)。這兩種力量大小幾乎相等(děng),方向相反,所以一個懸浮的清洗頭在工作的時候就差不多保持一個固定位置。可以用一個可調節的製動閥(fá)、油壓(yā)和磁(cí)力來控製旋(xuán)轉速度(dù),沒有這些(xiē)調節的話,回轉臂旋轉就會失去控製。該係統工作壓力一般在(zài)1.25×10⁷〜1.2×10⁸Pa之間。由(yóu)此可見,我們必須計算出適(shì)宜的壓(yā)力,水流速度,回旋臂抵消(xiāo)量,噴頭尺(chǐ)寸(cùn)和旋轉速度,否則的話,製動裝置和齒輪就會遭受(shòu)過度磨損,而且清洗效率也會(huì)受到影響。清洗頭是由磷青銅或不鏽鋼製(zhì)造的,並且根(gēn)據不同的壓力和水流速(sù)度要求有不同的尺寸規格。
3.定位裝置(zhì)
這個裝置的功能就是把(bǎ)清洗頭固定在容器內部以便於(yú):
(1)能夠夠到煽動杆、擋板和其他內部裝置後麵的“陰影(yǐng)區”,使噴頭在理想狀(zhuàng)態下達到100%的覆(fù)蓋率。
(2)縮短噴(pēn)頭和被清洗表麵的距離使能量(liàng)損失達到最小。
要根據應用的不同來選擇不同的定位裝置。
高壓係統
通常的應用中,基本上有兩類高壓係統。
1.專用係統(tǒng)
這種係統一般被永久地(dì)安裝在一個容器或者一係列的(de)容(róng)器裏(lǐ)麵。通常用該係統在(zài)生產空檔期間對這(zhè)些容(róng)器進行清洗,或者容器內部的物質必須嚴(yán)格控製泄漏一如揮發(fā)性有機物或(huò)者其他的相似例(lì)子。以下是一些專用係統的範例:
圖5-51自動化懸掛管清洗係統
(1)自動化懸掛管係(xì)統
具體可以參見圖5-51,該圖顯示了一套聚氯乙烯加工裝置的清洗係統,該裝置有五個(gè)容器。每個容器都有一個獨立的清洗係統。在這個清洗係統裏(lǐ),清洗噴頭被放在一個氣密部件裏,而(ér)這個部件放在容器的上方。當需要清洗的時候,一個連鎖開關被打開,清洗噴頭進入容器內部(bù),按預定的程序開始清洗。程序控製噴頭進行定位和(hé)循環清洗,最後控製噴頭(tóu)回到原先的存放部(bù)件裏。因為在這套裝置內部沒有隔板和攪拌器,所以隻要讓噴頭沿著容(róng)器的中心線移動就可以得到全方位的清洗效(xiào)果(guǒ)。該係統是自(zì)動化的,人們可以在控製室(shì)對這個清洗係統進行控製(zhì)操作。
(2)空氣噴槍係統
該(gāi)係統的(de)主要特點是有固定的噴槍,用(yòng)空氣作為(wéi)清洗動力。當容器底部有一(yī)個動(dòng)力攪拌器,或者(zhě)容器內部沒有配件產生陰影區的時候,我(wǒ)們(men)可以用一個單獨的空氣噴槍進(jìn)行清洗任務。如果動力攪拌器放在了容器頂部(bù),則我們需要(yào)在(zài)相反的兩端布置(zhì)兩個空氣噴槍。在上述的兩個例子裏,我們還可以考慮配備(bèi)空氣密封的設計。考慮到空氣噴頭的有效射程,該係統隻能在小(xiǎo)型容器裏使用。因為空氣噴槍是固(gù)定的,噴頭的清洗區域範圍可以精確地事(shì)先規定好,而且布置在軸兩端的噴頭可(kě)以設計成S形的轉(zhuǎn)臂形狀,因此該係統的一個顯著優點就是特別適用於(yú)玻璃和塗(tú)裝容器的清洗。該係統同樣是(shì)完全自動化(huà)的,可以預先編程以設定清洗(xǐ)步驟。(圖5-52所示為一個空氣噴槍係統的範例)。
圖片P349頁
2.便攜式係統
便攜式係統的定位裝置、噴頭和軟管可以從一個容器轉移到(dào)另一個容器裏(lǐ)麵。這種設(shè)計(jì)適用於容器清洗間隔不規則的情況。根據容器尺寸和容器內(nèi)部沉積物的性質,定位裝(zhuāng)置有多(duō)種不同類型。
簡單便攜式係統的範例包括:
(1)固定噴槍(qiāng)係統(RPE)
盡管有一些差異,它的(de)主要特點有以下幾方(fāng)麵:
*固定的能承受(shòu)高壓水流的不鏽鋼噴槍。該(gāi)裝置一端(duān)連接著軟管,另一端則安裝噴頭。
*雙軸(zhóu)噴頭。
*—個球形接頭。上麵(miàn)附有可調節的(de)夾子(zǐ)便於噴頭的旋轉、安裝和卸載以便重新定位噴頭(tóu)。
*一個入孔(manwayplate,大型設備(bèi)供人進(jìn)入清洗用進口)蓋板。蓋板的設計必須配合(hé)球形關節(jiē)以及被清洗容器的(de)尺寸和形狀。盡管入孔(kǒng)本身的尺寸和形狀(zhuàng)可能有(yǒu)很大變化,但通常都會有(yǒu)一個標準的中心部件。裏麵包括球形關節和夾子(zǐ),以及可更換的入(rù)孔蓋板以適應不(bú)同的入孔尺寸。
固定噴杆係統的好處有以下幾點:
*簡單而(ér)相對便宜的設計。
*因為噴頭被固定在支架(jià)上,因此不必擔心噴(pēn)頭搖擺的(de)問(wèn)題。這種問題在(zài)噴頭懸掛在軟管的時候經常發生。
*因為噴杆是(shì)固定的,因此相對而言噴頭可以精確地定位在更靠近容(róng)器表麵的地方,這樣就提高了清潔能力。
固定噴杆係統有以下缺點:
*考慮到總體(tǐ)長度和重(chóng)量,該係統(tǒng)在容器(qì)內部操作會比(bǐ)較不方便(biàn)。
*同樣(yàng)地,容(róng)器上(shàng)方的容納空間對於清洗係統而言可能有時候會不夠。
*噴頭轉動的角(jiǎo)度範圍是有限(xiàn)的(每邊大約能擺動50°),因此噴頭不能太靠近容器的(de)正下方表(biǎo)麵(通常這裏是最髒的(de))。
這套裝置最適合應(yīng)用於(yú)最大直角半徑為3m、最大容量為20m³左右的容器。圖5-53所示就是這種(zhǒng)係統。公(gōng)路罐裝車清洗係統裏就設計有固定噴槍,主要(yào)用於清洗集裝箱的(de)凹麵。之所以使用固定噴槍,是因為集裝箱通常隻有一(yī)個入孔,而且需要(yào)清洗的距離比普通的罐裝箱車大。
(2)懸掛管定(dìng)位係統(tǒng)(SPE)
該係統最簡單的設計就是一個安裝在(zài)軟管上的雙(shuāng)軸噴頭,該(gāi)噴頭懸掛在容(róng)器的中心(xīn)線上。應用(yòng)對象的具體例子如罐裝箱車,容量為1000~3000L左右的(de)小型加工容(róng)器等等。值(zhí)得注意的是,當噴頭距離清潔表麵有1m左右(yòu)時,能量損失(shī)很大。該係統主要用於(yú)清洗相對較軟(ruǎn)的沉積物,而且可能是最常(cháng)采用的內部清洗方法。
圖5-54的設計最適合大型垂直容器的清洗,特別是當需要兩個獨立的噴頭以覆(fù)蓋(gài)容器(qì)內陰影區(qū)域時。該係統可以完全自動安排雙軸噴頭定位(wèi)和循環清洗的次數。軟管(guǎn)的(de)線盤掛在容器上方的一個橫(héng)梁上。該係統也可以隻使用一個噴頭工作,而且通常一個裝置可以用來清洗多個(gè)容器,隻要這些容器都在橫梁的可達範圍(wéi)以內。有些係統的設計可能在噴頭周圍安放(fàng)一圈起保護(hù)作用的格(gé)網,以及使用較小的轉子和轉臂防止係統轉動的部分在清洗的時候碰到容器。必要(yào)的時候,清洗係統還必須符合電氣規範中適宜在(zài)2級區域環境操作的規定。考慮到配合大型容器的內部結構,其清洗係統的設計更為複雜。通(tōng)常大型容器會在入(rù)孔的邊緣裝一(yī)扇特別設計的蓋板,以及(jí)有(yǒu)一個聯通的空(kōng)間。這樣噴頭就可以從容器(qì)的(de)一端移動到另一端,避免了由於(yú)容器內部(bù)隔板或者扇(shàn)葉(yè)的存(cún)在使得有些陰影區域無法清洗(xǐ)的情況發生,具體例子參見圖5-55。
圖5-54多缸懸掛管清洗係統
圖5-55手動操作的懸掛管(guǎn)清洗係統
圖片P351-352頁
在大(dà)型容器清(qīng)洗方麵,懸(xuán)掛管定位係統優於固定噴槍係統的(de)方(fāng)麵在於:由於使用了可變型(xíng)的軟管,噴頭可以升起、降低以及(jí)定位在(zài)不同的位置上,這樣容器的總(zǒng)體高度就不成問題了。
懸(xuán)掛管定位係(xì)統的(de)優點在於:
*具備清洗大型容器的能力,最大的箱體長度可以到10m,直徑最大到4m。
*相對固定噴槍係(xì)統而言,懸掛管定位係統比較輕(qīng),而且可以分批運輸到目的地再組裝。
*噴頭可以抬高,對於容器底部和頂部的清洗(xǐ)更有效。
懸掛管定位係統的缺點:
*一旦管嘴被堵塞或者失去平衡,會導致懸(xuán)掛的清洗噴頭擺動,可能會因此碰撞和損壞容器。
*相對固定噴槍係統而(ér)言,懸掛管的定位沒肴那麽精確。
(3)手動可伸(shēn)縮定位裝置
範例見圖5-56。手動可伸縮(suō)定位裝置通(tōng)常安放(fàng)在容器入孔上,和固定噴槍係統(tǒng)差不多。不同在於:這套(tào)裝置是通過(guò)搖盤和齒(chǐ)輪,由人手進行操作(zuò)調節。
這種(zhǒng)方法通過人手控製滿足了清洗噴頭精確定位(wèi)的(de)要求,同時避免了清洗裝置和容器發生(shēng)機械碰撞的危險。
手動(dòng)可(kě)伸縮定(dìng)位裝置的優點:
*精確而且可重複的(de)定位。
*可以用機械輔助手(shǒu)工操作(可以預先編(biān)程)。
不足之處在於:
*人力成本較高。
*當有多個容器需要清(qīng)洗的時候,移動裝置非常(cháng)費勁。通常這種可伸縮裝(zhuāng)置會用起重(chóng)機吊在容器的上方或者使(shǐ)用手推車(chē)進行運輸。
圖5-56。手動可伸縮定位裝置(zhì)
(4)自動可伸縮定位裝置
與手動可伸縮定位裝置類似,但是自動裝置通(tōng)常用於特定的容器清洗工作。該裝(zhuāng)置的噴頭定位(wèi)是通過一個可以到(dào)達容器各個部分的自動伸縮裝置(zhì)來實現(xiàn)的。
(5)Truncojet®清(qīng)洗係統(tǒng)
如圖5-57所示,該產(chǎn)品的設計是專門針對體形較長(最長可達13m)的鐵路罐裝箱的,這些罐裝箱通常隻在中間部分(fèn)有一(yī)個入孔。問題(tí)在於,位於這些罐裝箱內部末端的沉積物一般隻能靠(kào)人爬進去進行清除。位於索爾茲伯裏(Salisbury,英格蘭南部一城市)的英吉利(lì)陶瓷粘土公司就遇到了這個問(wèn)題。英格蘭鐵路庫房負責處理大量的鐵路罐裝箱,這(zhè)些罐裝箱曾經承擔全英國碳化鈣(電石)的運輸(shū)工作。Truncojet清洗(xǐ)係統首先通過液壓裝置固定在罐裝箱入孔的邊緣,然後通過一個固定的曲管——裏麵(miàn)包著耐高壓可(kě)變形的軟管——將清洗噴頭放入內部定位。係統的清洗壓力為2×10⁷Pa,流量為200L/min。當罐裝箱的一段清洗完畢以後,定位裝置旋轉180。,然後在另一端重複清洗工作。最後,噴頭回到中(zhōng)心位置對罐裝箱的中部進行清洗。整個清洗過程是自動化的,隻需要一個(gè)工作人員在控製(zhì)台進(jìn)行控製。衝洗下來的(de)水將會被收集起來,以便(biàn)作進(jìn)一步的利用。
在Truncojet清(qīng)洗係統出現以前(qián),鐵路罐裝箱的清洗工作需要耗(hào)費大量的人力,以(yǐ)至於成為鐵路效率的一個瓶頸。新的清洗係統把鐵路罐裝箱的吞吐能力提高了50%。圖5-58給出了(le)噴頭在鐵(tiě)路罐裝箱內部工作的(de)圖(tú)示。
圖5-57“Truncojet”鐵路罐(guàn)箱車內部清洗係統
圖5-58“Truncojet”鐵路罐(guàn)箱車筒的,能看到清洗噴頭(tóu)和定位裝置
圖片P354頁
3.環境廢物罐裝箱
近年來關於環境廢物處理的法律條規開(kāi)始提高了標準,對(duì)收集和處理垃(lā)圾的控(kòng)製得到加(jiā)強。為(wéi)了運輸(shū)垃圾而特製的公路罐裝箱會在後部(bù)開一個口,以便於把垃圾傾倒在指(zhǐ)定的垃圾處理場。為了防止有毒物質的煙塵泄漏,一般很少使(shǐ)用頂端開口的罐裝(zhuāng)箱(xiāng)進行垃圾輸送。垃圾輸送主要會導致(zhì)以下兩個問題:
*因為(wéi)垃圾是從不同(tóng)的(de)居民中收集的,裏麵包含了許多種類。這些垃圾混(hún)合物可能含有多種多樣(yàng)的特性,如(rú)有毒物質、有害物質、可溶性物(wù)質等等,這些都會引起一係列的健康和安全問題。
*通(tōng)常在罐裝箱的前(qián)麵末端的垃圾(jī)會被壓緊壓實,這使得罐裝箱在裝卸垃圾的時候比較麻煩,而(ér)且增加了垃圾混合的機會。
為了減少這些問題,人們設計了一種特殊的清洗係統,如圖5-59。這套係(xì)統有一個高壓泵單元,壓(yā)強可達2×10⁷~3×10⁷Pa。還包括一條擴展的滑道以及定位裝置,再(zài)加(jiā)上一個雙軸噴(pēn)頭。有時候罐裝箱裏麵的隔板會限製清洗裝置通行,這時候可(kě)以在一個水平平麵上(shàng)使用一個微型的雙軸噴頭進行清洗。整套清洗過程可以(yǐ)在一個安全的距離以外由工作人員進行遙控。
圖(tú)5-59帶有一個擴展(zhǎn)清洗噴頭的後開(kāi)門環境垃圾清理車
4.鼓形容器和中型體積容(róng)器清洗
大部分鼓形容(róng)器和(hé)中型體積容器單元的清洗隻用到低或中壓力清洗技術,盡管有(yǒu)時要添(tiān)加一些化(huà)學(xué)藥劑。但是,有很多(duō)還是需要高壓清洗的。
(1)鼓(gǔ)形容器的清洗
為了清洗不同(tóng)的沉積物必須使用不同的壓力。為了弄清它們之間的關係,在英國南部的一家鼓形容器(qì)處理公司進行了一係列的實驗。他們的實(shí)驗設備(bèi)包括一台柴油動力的可移動高(gāo)壓(yā)水泵,以及固定在(zài)垂直(zhí)距離250mm處的雙軸清洗(xǐ)噴頭(最大工作壓力6×10⁷Pa)»鼓形容器開口朝上,放在清洗噴頭下方。實驗的(de)主要目的是確定在不同(tóng)的沉積物(wù)條件下,用清潔的涼水在最高(gāo)6×10⁷Pa的壓力下衝洗3min的清(qīng)洗效果(時間的限製是為了讓汙(wū)水的量降低到最(zuì)少)。表5-27給出了實驗的結果。
表5-27對(duì)開口朝上的鼓形容器使(shǐ)用高壓水清洗的實(shí)驗報告
由於噴頭和鼓形容器表麵的距離(lí)很(hěn)緊,所以清洗效果要比預期的好(hǎo)。一般說來,大多數水基塗料都可以(yǐ)在合理的時間內清(qīng)除掉。這個結論也同樣適於聚乙烯醇膠和大部(bù)分多聚合物。溶劑型塗料就需要用更高的壓力才能清(qīng)除掉,塗層越(yuè)薄(báo)越難(nán)清洗。樹脂,尤其(qí)是濕的環氧樹(shù)脂,如果(guǒ)不用隔離劑的話幾乎不能清洗掉,它還(hái)會繼(jì)續粘在鼓形容器的表麵上。
(2)IBC清洗
許(xǔ)多公司由於經濟和環境方麵原因(yīn),都用IBC(1000~2000L)來替代鼓(gǔ)形圓(yuán)桶(tǒng)。所以將來對鼓形圓桶的需(xū)求會比較有限。IBC可以分成三(sān)個大類:
①一種叫做“一次旅行”設計(雖然(rán)大(dà)多數仍被重複使用(yòng)直到發生泄漏),市場成本很低,由(yóu)中等密度的聚乙烯加工而成。
②用不鏽鋼做的IBC,專門用來運(yùn)輸有毒(dú)、易燃和(hé)其他的一些液體。它們的(de)設計必須符合聯合國有關的苛刻標準和國際(jì)安全準則。
③為食物和醫藥工業設計的衛生醫(yī)用IBC。
在①類中,能夠承受的最大(dà)壓力是2×10⁷Pa(條件差的話(huà),壓力要更低)。②類的容器在(zài)必要的情況下可以用更(gèng)高的水壓來衝洗,特別適用於油漆、塗料和印刷(shuā)油(yóu)墨生產(chǎn)行業。③類容器主要用於內部原料處理,它的清洗技術還需要程序確認。
多(duō)數IBC的清洗應用隻需要低(dī)等到中等壓力的技術,(見第四(sì)節,第五節),偶爾用一下(xià)比較高的壓力來清洗乳膠和其他類似的物質(zhì)。最簡單的清洗技術就是用綁在短的(de)剛性噴槍上的小型雙軸清洗噴頭(圖5-60)。當需要清洗外麵時,如果總量不大,那麽(me)一個手持噴槍就足夠(gòu)了(le)。
圖5-60清洗IBC的基本高壓水洗係統
利用高壓水射流清除核輻射塵
由於其特定屬性,核工業中有特殊的(de)清洗問題,尤其是當要去除放射性核素(sù)時,通常稱這(zhè)個過程為清除核(hé)輻射塵。清洗應用很廣泛,從清洗(xǐ)小(xiǎo)的零件,如工(gōng)具和跟維護活動相關的器(qì)件,在運輸(shū)處理之(zhī)前清洗盛滿放射性廢物的容器,到核設施退役前整車間(jiān)的清除核輻射塵(chén)。一般利用傳統的浸泡和噴霧的方法,裏麵(miàn)常常加(jiā)上一些硝酸(suān)或其(qí)他的特(tè)殊試(shì)劑。盡管這些方法已經足以去除輻射塵了,但是目前人們進行了大量的(de)研究工作來尋找一種能夠既可以達到清洗標準又能把放射性對人體的危害減到(dào)最低的(de)技術。
在許多場合,為了遵守嚴(yán)格的核(hé)安全和健康規則,現(xiàn)在都使用遙控處理裝置和自動程序來清洗。
研究的技術可(kě)分為兩組:
(1)化學清洗(xǐ)方法,包括塑料泡沫,凝(níng)膠和電化(huà)學技術。
(2)物理清洗方法,包括高壓水射(shè)流,幹燥的和濕的噴砂法,跟高壓或低壓水配合使用,使用壓縮空氣(qì)的噴砂法,溶劑射流,低溫和蒸氣處(chù)理等。
當考慮清洗技術選擇(zé)時,需要考慮的一個重要的因素就(jiù)是二(èr)次廢物(wù)問題。考慮到這(zhè)個問題,利用高壓(低壓(yā))水射流具有很明顯的優點,因為水不(bú)但價格低廉,而且還可以被處理並重新使用(yòng)。
核汙(wū)染物種類很多,有柔軟的表麵沉積物,還有(yǒu)特殊的塗料和(hé)氧化物,其中前(qián)者可以用2.5×10⁷Pa壓力的水清洗掉,後者就需要1.2×10⁸Pa壓力的水。這兩種汙染物都需要雙軸(zhóu)清洗噴頭來進行(háng)內部清洗,還要一個(gè)裝有(yǒu)高壓水(shuǐ)噴頭的噴槍來(lái)做外部的清洗。小的部件一般都是在一個(gè)清洗箱的“套子”中清洗(xǐ),當操作者進行操作的時候整個部件都被包在箱子裏麵,操作者可以在箱子外麵利用高壓噴槍進行清洗,這就把放射性危(wēi)害(hài)減到了最低程度(dù)。
容(róng)器清洗包括燃料運輸瓶,該運輸瓶用來在英國境內的(de)公路和鐵路上運(yùn)輸核燃料。由低(dī)碳鋼製成並在外麵塗上了一個高級的環氧塗料(liào),按照定好的維護計劃,這些塗料要定期被洗掉並重新塗上新的(de)。根據塗料性質的不(bú)同(tóng),有的需要把壓力升高到1.2×10⁸Pa才能成功將其清洗(xǐ)幹淨。但是在清除(chú)最外麵(miàn)冷鱗上的殘餘物時,即使用超高的(de)壓力水射流技術(shù)(2.5×10⁸Pa)也不能成功(gōng)將其清除。
幹燥和潮(cháo)濕噴砂法在清洗設備方麵具有優點,但是它產生的(de)廢(fèi)物是不能接受(shòu)的。其他的容器中包(bāo)含低碳鋼製作的“Magnox”燃料筒,這些燃料筒也被塗上了環氧塗料,它們用來貯存成磅的核燃料。
塗料會因為腐蝕而變差,在維修或處理前必須先除掉。
進行高壓水(shuǐ)洗的試驗來決定某個可接受的清(qīng)洗標(biāo)準所必需的最佳壓力和流速。在做內部清洗試驗時,對(duì)於清洗的覆蓋範圍,清洗(xǐ)的效果用一個模擬的容器和一個覆蓋物“作證明覆蓋物”例(lì)如“工(gōng)程藍(lán)”做檢測,從而確保高壓(yā)水射流(liú)能夠完全覆蓋容器的內表麵(miàn)。
另外一個重要的和清洗應用(yòng)就是清洗(xǐ)大量的裝過放射性廢棄物的密封不鏽鋼鼓(gǔ)形圓桶(tǒng),這些垃圾被預先壓縮在水泥漿裏麵以便放在鼓形圓桶裏做安全處理。為了確保內表麵沒有沾(zhān)染上任何放射性汙(wū)染物,在英國北部的核再加工工廠中安裝了清洗設備。這個程序(xù)完全是自動的,並有機械處理係統來將鼓形(xíng)桶送進一個箱子中,這個箱子裏麵安裝了靜態高壓水射流,工作壓力(lì)為2.5×10⁷Pa,並且它的位置擺放能夠保證100%的清洗覆蓋(gài)率(lǜ)。
在英國的原子能權威技術(shù)中心已經展開了用高壓水和超高壓水進(jìn)行去除輻射塵的(de)進(jìn)一步研究,包括:
*混凝(níng)土和水(shuǐ)泥表麵輻射塵去除。
*蒸氣發生重水堆主要電(diàn)路、不鏽鋼管道的輻射塵去除。
高壓水(shuǐ)射流清(qīng)洗和噴頭切割在核工業中還有很多潛在的應用,隨著老的核電(diàn)站(zhàn)退役,這項(xiàng)技術的(de)應用方麵(miàn)會逐漸擴大和(hé)增長。
小結
為了滿足(zú)對更高壓力,更(gèng)快的(de)工作速度和更安全有效的清洗(xǐ)技術(shù)的需求,清洗附屬工具的發(fā)展也會持續下去。今後有必要對清洗係統在21世紀向完全(quán)自動化“技(jì)術水平”的體係和程序發展的傾(qīng)向進行研究。
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