船舶水下清洗技術(shù)【船舶清洗機】
1、 接觸類清洗技術(shù)
刮鏟技術(shù)是最初常用的水下清洗技術(shù),由潛水員手工操作,工具簡單。然而,其作業(yè)費時費力,清洗效果不理想,已逐漸被淘汰。轉(zhuǎn)刷技術(shù)常有單刷、雙刷和三刷三種工具,由馬達帶動刷盤轉(zhuǎn)動,部分結(jié)構(gòu)在清洗時,可形成負壓吸附在船體表面,配合潛水員推動作業(yè)。轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)速為0~450r/min時,清洗效率可達17~186m2/h。一般說來,該技術(shù)十幾分鐘內(nèi)可沿船舷往復清洗一次,十幾小時內(nèi)就能完成清理工作,是應用最廣泛的水下清洗技術(shù)。新加坡港口對水下清洗技術(shù)的應用服務(wù)處于世界領(lǐng)先地位,早在 20 世紀 60、70 年代,美國海軍土木工程實驗室(NCEL)就已成功研制出多種基于轉(zhuǎn)刷技術(shù)的水下清洗工具。1997 年,美國就主要采用機械轉(zhuǎn)刷技術(shù)來清洗軍艦上海洋生物附著物,其他國家也有該類清洗設(shè)備。2006 年,中國海軍裝備專門為戰(zhàn)艦設(shè)計了手持水下清洗設(shè)備。基于轉(zhuǎn)刷技術(shù)的清洗工具,成為了水下清洗機器人搭載的主要作業(yè)手段。該類清洗技術(shù)還可根據(jù)特定的應用對象,更換不同的轉(zhuǎn)刷材料和部件。根據(jù)轉(zhuǎn)刷水下清洗前后效果對比圖可以看出,軟生物可輕松去除,擱板狀生物卻難以去除。當其去除堅硬污垢時,難以控制清洗程度,會破壞部分防腐油漆層。而且,該技術(shù)作業(yè)部位受船體表面特性影響,大部分設(shè)備僅適用于船體表面曲率較大的部位,具有很強的局限性。更重要的是,該技術(shù)破壞涂層時,還會向周圍排放有毒含銅化合物,破壞海洋環(huán)境,難以適應越來越嚴格的監(jiān)管制度。因此,需要研究適合的優(yōu)化方法,在達到良好清洗效果的同時最小化對防腐涂層的破壞。
2、射流類清洗技術(shù)
射流類清洗技術(shù)屬于空化水射流技術(shù),具有環(huán)保、高效、安全性高的優(yōu)勢,可代替機械轉(zhuǎn)刷和高壓水射流技術(shù),是國際上最新、最先進的水下附著物清洗技術(shù),可廣泛應用于眾多工業(yè)領(lǐng)域,如破巖、材料、降解等。空化水射流的發(fā)現(xiàn)和應用對水射流清洗技術(shù)的發(fā)展有著重大意義。通常,高速流體經(jīng)過空化噴嘴,產(chǎn)生壓降,當局部壓力低于汽化壓力時,發(fā)生空化。可采用多種方法(提高溫度、加大流速、降低壓力等)使誘導液體中大量填滿空穴的微氣泡高速生長,隨后,在表面的高壓停滯區(qū)暴力潰滅形成近壁面微射流,或分裂成更小的空化氣泡,產(chǎn)生極高的潰滅能量,從而將高速射流沖蝕轉(zhuǎn)變成快速清洗。
3、聲場類清洗技術(shù)
聲場類清洗技術(shù)是由美國加利福尼亞大學提出的,在船體周圍覆蓋低頻聲場可以預防污損生物附著,而高能強聲聲波可以去除附著的生物。該技術(shù)早在 20 世紀80年代,由瑞典人在清除鍋爐煙道內(nèi)積灰時創(chuàng)造,隨后得到了廣泛應用。其無毒副作用,不污染環(huán)境,適合艦船的復雜結(jié)構(gòu)表面,具有很大前景,但影響軍艦隱身性能等相關(guān)問題還需進一步研究。
4、復合類清洗技術(shù)
復合類清洗技術(shù)是將幾種技術(shù)結(jié)合,從而提高清洗效果。為了解決轉(zhuǎn)刷難清洗擱板狀硬殼類生物的問題,英國 fugro 公司將水射流技術(shù)和旋轉(zhuǎn)清洗刷技術(shù)相結(jié)合,開發(fā)了一種水下船體底部表面檢查和維護的多功能機器人。考慮到轉(zhuǎn)刷容易破壞基底漆層的弊端,2009 年浙江海洋學院機電工程學院的陳玉蓮等人設(shè)計了一種水下液壓清洗設(shè)備,以結(jié)合搖桿擺動和不銹鋼葉片自轉(zhuǎn)的清洗技術(shù)為主,輔以能產(chǎn)生空化效應的高頻超聲波震蕩技術(shù),震落殘余生物。
5、長江船舶清洗機
無錫長江高壓泵的船舶清洗機對船舶附著物進行清除,考慮到客戶使用的水為海水,該介質(zhì)有很強的腐蝕性,所以我廠在設(shè)備的液體過流部位采用耐腐蝕的材料,來提高設(shè)備的運行時間。