常用施工设备工具介绍系列清洗技术培训教材

常用施工设备工具介绍系列清洗技术培训教材第1页/共67页高压水射流清高压水射流清洗技术是传统的水射流冲洗技术的最新发展，是随着高压水射流技术发展起来的高新清洗技术。

国内外水射流技术现状

自20世纪70年代高压水射流清洗技术问世以来，由于有广泛的通用性和对环境无害性，在清洗行业中异军突起。应用的领域有：石油、化工、煤炭、冶金、航空、航天、交通、铁路、船舶、海洋、建筑、轻工、机械核工业等领域。我国：化学70％左右高压水射流20％左右超声波5％左右PIG3％左右其它2％发达国家：高压水射流80％美国：高压水射流90％化学5%第2页/共67页1、高压水射流清洗的技术特点

高压水射流清洗与传统的水射流清洗、机械清洗以及化学清洗方式相比具有以下优点。a.选择适当的压力等级，高压水射流不会损伤被清洗的基体。b.高压水射流清洗不会造成二次污染，清洗过后如无特殊要求，不需要进行洁净处理。c.能清洗形状和结构复杂的物件，能在空间狭窄或环境恶劣的场合进行清洗作业。d.高压水射流反冲力小，易于实现机械化、自动化以及数字程控。e.高压水射流清洗既用水又节水，清洗能力强，工作效率高，使用成本低。f.高压水射流清洗用途广泛。不仅能清洗物体表面、疏通管道、进行涂装前的表面预处，而且能防锈除锈、清除附着的海生物以及钢坯除鳞、铸件除毛刺等。第3页/共67页2、高压水射流清洗压力等级低压：0.5－20MPa中压：20－70MPa高压：70－140MPa超高压：＞140MPa第4页/共67页二、高压水射流清洗设备与基本部件1、高压水清洗设备清洗机主机组成：高压泵，电机（电控柜），柴油机（油箱、电瓶），调压阀，溢流阀，安全阀，压力表，减速箱（通常与泵头一体称为液力端，动力端），水过滤器（初级40目，精过滤80～100目），水箱，供水管路，供水泵（大于100MPa）,机架或车架（棚）等。第5页/共67页2、附件

电缆、电控脚阀、高压管、刚性枪、气动旋转喷枪、挠性喷枪、各种枪头、二维、三维旋转喷头、地面清洗机。第6页/共67页主要附件第7页/共67页高压管第8页/共67页安全阀第9页/共67页地面清洗机第10页/共67页换热器自动清洗机第11页/共67页刚性枪旋转清洗器第12页/共67页船体除漆机第13页/共67页3、喷嘴：a.喷嘴的内部形状和特点：圆锥收敛形、圆锥带圆柱段形、收敛扩散形、喇叭口形、流线形。b.喷嘴的材料：宝石喷嘴、碳化硼、铜、不锈钢、轴承钢、渗碳钢、合金钢。c.喷头喷射基本形式：直射喷头、扇形喷头、前方喷射喷头、后方喷射喷头、前后方喷射喷头。第14页/共67页喷嘴参数为使喷嘴性能先进，要考虑五要素：结构、材料、尺寸、加工、检验。各式各样的喷嘴第15页/共67页各式各样的喷嘴第16页/共67页各式各样的喷嘴第17页/共67页容器清洗用喷头第18页/共67页高压水射流压力调节与控制安全阀调压阀第19页/共67页4.高压柱塞泵介绍

分动力端和液力端。和离心泵相比输出排量不大，但压力较大。往复泵的流量与压力无关，主要取决与泵本身的动力、强度和密封性能。第20页/共67页柱塞泵图片第21页/共67页电机或柴油机驱动主机第22页/共67页5、国际国内的生产厂家国外：德国乌拉卡URACA、哈默尔曼Hammelmann、法尔师falchAMATK沃马美国福禄FLOWNLBJETSTREAM日本杉野国内：北京亨必通、荣盛、天津通洁、上海沃玛第23页/共67页哈莫尔曼高压水清洗设备第24页/共67页乌拉卡超高压清洗设备第25页/共67页美国福禄高压清洗水设备第26页/共67页第二章超声波清洗超声清洗技术是通过20KHz—100KHz的声波频率，让被清洗工件得到了粗洗和精洗的清洗方法。近年来超声技术发展很快，美国、日本都推出相应的超声清洗设备，国内有大连尼特、深圳市科达、上海杰恩普等生产超声清洗设备。随着应用范围不断拓宽，可清洗矿物质颗粒表面的胶体泥土，锅炉和加热炉的除灰结焦，适用于液晶屏、硅片、珠宝、硬盘及光盘的精密清洗。还可进行有毒，难降解有机污水体的处理方面显示出具有方便、有效的应用前景。超声技术方便、快捷、洁净度高，对清洗表面无损伤，安全环保。如能在工业设备，核退役设备清洗方面开发应用超声技术，将对我的清洗技术带来很大的提高和发展。第27页/共67页一、超声波清洗的原理声波，是一种机械波，它只能在气体、液体、固体的介质中传播。它的传播速度比较慢，空气的声速约334m/s，水的声速约1448m/s，钢铁的纵波声速约5941m/s，横波声速约3100m/s，而电磁波的传播速度为3×108m/s，显然声波的速度仅为电磁波波速的10－5。超声波特点：在水中的声强要比空气中的声强大3600倍。人耳听到的声音频率为16－20000Hz左右。低于16Hz的叫次声波；高于20kHz的叫超声波。第28页/共67页二、超声波清洗的应用领域精密超精密工业清洗是要洁净高，设备技术含量高。近年来，一些新型的清洗技术和设备逐步得到开发和应用，如真空清洗，等离子清洗、紫外／臭氢清洗，激光清洗．干冰清洗等崭露头角，展示了良好的效果和应用前景。精密工业清洗所需要的清洗设备，清洗剂和清洗技术，目前已经基本可以立足国内，完全可以满足我国清洗行业的需要。2005年精密超精密工业领域清洗设备和清洗剂的生产销售仍将以30％一50％的速度高速增长。一方面是国内需求的不断扩大、包括淘汰ODS和实施IS014000体系出现的替代设备需求，以及大量的新建和扩建工厂采购新的清洗设备；另一方面，随着我国清洗设备生产厂家技术水平和设备质量的迅速提高，价格优势更加明显，外资企业开始大量采购国产清洗设备，大批质优价廉的中国制造清洗设备出口国外，今年还将出现几十家新的设备制造企业，包括一些国际知名公司到国内直接设厂或加工基地。市场竞争更加激烈，企业间的联合或并购成为增加直接竞争力的重要手段。真空清洗等一些新型清洗设备和技术，开始批量生产和应用，一些大型的自动化清洗装置进入汽车等生产领域。今年，各行业对清洗技术和清洗设备的需求依旧强劲，并形成以下几大热点市场：第29页/共67页

①电子信息领域：全国各地的开发区，在很长一段时间内，主角绝对是电子信息产业．新建项目和发展重点，大都是电子类产品，伴随着国外企业将生产加工基地向国内转移。今年将有大批的电子工厂和生产线新建或扩建，需要大批的清洗设备。超精密工业清洗设备和高附加值设备的比例逐步加大，其中重点领域包括：通信产品，电脑及部件、半导体、液晶及光电子产品。

②汽车：巨大的市场需求，带动了中国汽车工业的高速发展，这与世界其它地方的不景气形成了鲜明的对比。现在全世界的汽车厂商都渴望到中国设厂。一些零部件生产厂商也大批进入国内，独资、合资建厂。汽车及零部件生产普遍需要精密清洗。对清洗技术和清洗设备提出了新的要求。研发适应汽修行业零部件清洗的超声专用设备很有必要。

③医疗器械：医疗器械如注射器，手术刀具等在生产过程中不但要精密清洗．还要通过人体实验．注射针头属于深细空清洗．难度很大，一般都是使用氟里昂清洗．在最后还要用氟里昴作为分散剂，在针头表面均匀覆盖一层硅油，以减轻针头刺入皮肤时的疼痛感。CFC-113的控制使用和消费量的减少，给全国100多家这类生产企业造成了生存上的危机。到现在，尚无比较理想的替代技术和配套设备。④光学：各种光学产品和部件，如照相机镜头。大屏幕背投电视镜头。幻灯机，投影机镜头等仍需求强劲，今年将有多家企业新建或扩建．这些产品对清洗设备的要求很高。适合光学清洗的技术和设备可以得到丰厚的回报。

随着高科技大量涌进工业领域，清洗手段不断得到发展。为了提高清洗效率和清洗质量，针对不同的清洗对象，专用清洗装置正在逐步形成。当前，我们不但要注意高科技在清洗机械的应用，重视专用清洗机械和设备的设计、研制和生产，还必须了解其发展趋势，深入实际，摸清情况，把握好重点，优先进行开发，不断开拓新的清洗领域。第30页/共67页三、超声波清洗的参数选择1、功率：超声波清洗的主要参数，是清洗池内被清洗件表面处的功率密度大小。功率过大可提高清洗效果，但也会使较精密的零件产生蚀点。功率太小即使花很长时间也不会有明显的清洗效果。2、频率的选择：超声清洗的频率一般在20－100kHz之间，当然还有兆赫级的超声清洗，其频率达到了0.8－1.0MHz的范围。一般用15－30kHz的超声波，对于小缝隙、间隙、深孔等表面形状复杂的零件，则用高频，一般40kHz以上较好。半导体硅片清洗则用兆赫级。3、清洗笼的使用：频率为28kHz时，使用网眼大于10mm的网笼较好。4、清洗液温度选择：最适宜的温度为40－60℃第31页/共67页第三章PIG清洗技术PIG技术简介

PIG是由特殊聚氨酯材料制成的形状如子弹的清洗材料。具有以下特点。1、收缩性强选用材料密度范围0.032-0.128g/cm3,收缩比可达35％，因此PIG具有很强的通过性，可以通过变径管、90°弯头、180°回转弯头、阀门、管接头等处。2、强度高采用不同的高分子弹性材料的混炼，以及异种高分子弹性材料的包覆外层，因此表面强度高能在较高压力和温度下进行清管而不损坏。有些PIG表面还装有钢刷、铁钉等突起物，使其能够清洗硬垢而表面无损坏。3、尺寸规格齐全PIG直径尺寸范围为5－3000mm，常用的PIG系列外径尺寸差仅1/4寸，配合以不同密度、不同表面包覆物的变化，完全可以适用各种尺寸规格管道的清洗。4、专用PIG种类多除通用PIG之外还有各种特殊功能的专用PIG，如探测PIG、中心有旁路通孔的旁路PIG、磁力PIG、除焦PIG、隔离PIG等。第32页/共67页一、PIG系统

由PIG、发射器、接收器、检测系统、动力源及推动介质第33页/共67页二、相关检测系统1、压力监测装置2、PIG定位装置3、PIG通过指示器第34页/共67页三、动力源及推动介质1、动力源：离心泵、柱塞泵、空压机2、推动介质：水、空气、油或其他输送流体介质。第35页/共67页清洗实例1、PIG的选择

对于新管道的除锈扫线，一般采用AB型PIG和ACC-WB型PIG相结合的方法来清洗。第36页/共67页2、清洗范围需清洗管线的规格、长度如下：管线名称材质规格长度清洗方法醋酸外管不锈钢8＂15KMPIG甲醇外管碳钢8＂15KMPIG第37页/共67页3、清洗前的准备工作a.选择PIG的类型：根据详细分析、论证，我们决定采用AB型PIG和ACC-WB型PIG进行清洗。b.制作、安装PIG发射器：

PIG发身器的主要作用为PIG进入管道内运行导向，并作为动力源入口。PIG发身器根据管线现场的实际情况不同可有多种形式。其基本形式为两端直径不同带有一定锥度的圆柱体。直径大的一端一般比被清洗管道内径大20-50％，以便于PIG装入。直径小的一端与管道内径相同。长度为所发PIG长度的1.5-3倍。第38页/共67页采用如下图所式的简易发射器。第39页/共67页PIG接收器第40页/共67页在清洗前提前安装好PIG发射器。PIG接收器安装在清洗管道的末端，回收清洗后的PIG。第41页/共67页相关检测系统(1)压力监测装置清洗过程中需密切注意管内压力的变化，由此可判断管线内结垢情况和PIG运行状况。压力表是最常用的压力显示仪器。清洗过程中，如压力表读数稳定，表明PIG在管内运行平稳，垢层分布较均匀；若持续上升，则有PIG被堵塞的危险。压力表读数的变化与PIG在管内的运行状态是相对应的，所以清洗过程中应始终注意压力表读数的变化。常用的压力监测装置还有压力记录仪等。记录清洗过程中压力变化，可以为分析清洗过程、管内结垢及清垢状况提供可靠的依据。当清洗过程中出现问题时，通过分析压力记录结果，可以判断PIG运行状况，为确定阻塞位置提供依据。并且可以为其它的清洗工作提供可比数据。对于本次清洗来说压力监测装置用压力表即可。第42页/共67页(2)PIG定位装置PIG定位装置可以将地下管道中运行的PIG与地面探测器实现有效的联系。安装在PIG体内或被PIG拖拉的信号发生器发出的低频信号可以克服管壁和土壤的吸收衰减，被地面的接收器有效地接收，从而可以比较准确地判断PIG运行状况或停滞的位置。本次清洗PIG定位装置选用我们从德国进口的定位仪器，它的连续工作时间为170小时，有效接收范围为9～12m,信号发射频率为20Hz。第43页/共67页动力源及推动介质

动力源是提供适宜的推动力来推动输送介质。对于该管线来说，最适合的动力源是压缩空气。利用空压机压缩空气产生推力来推动PIG运行。第44页/共67页阀门及管道附属设施的拆除和处理

对于PIG清洗来说，闸阀在常开状态不影响PIG运行，但是蝶阀PIG不能通过，所以在清洗前要对管线上所有的蝶阀和其他影响PIG运行的附属设施的数量、规格进行统计，统一拆除后再用同等规格的闸阀或者短节连接。第45页/共67页4、公用工程准备由于PIG清洗用压缩空气做动力源，所以公用工程主要是压缩空气。第46页/共67页5.清洗操作步骤和监测方法清洗操作步骤:打开发射器盲板;把PIG从发射器塞入管道;拧紧发射器盖;打开空压机控制阀PIG开始在管内运行,同时沿途跟踪定位;PIG出来后调整尺寸重复下一次发射至清洗结束.第47页/共67页监测方法

根据管线的具体情况,每隔500米─1000米选择一个合适的位置作为跟踪点,或者选择特殊位置(如阀、井、最高点、最低点、三通处)作为跟踪点.在清洗前对确定的跟踪点编号,每个监测人员安排几个点在施工时用车来回运送,依次从出口到末端更换跟踪位置.确保PIG的运行在控制范围内.如超过预定时间15─30分钟PIG未到达预定地点,则抽调机动检测人员在卡定的两个区间内移动查找定位.第48页/共67页6、清洗施工过程本次清洗主要分三个部分进行：1．探测阶段：准备工作就绪后，先发射一枚探测PIG（带跟踪器），探测PIG尺寸应与管线现有通径相同或略大一点。在探测PIG运行过程中，沿途每隔一定距离设跟踪点，PIG通过后记录时间，待PIG出来后根据记录的结果计算其运行速度，同时根据PIG本体的磨损情况来制定进一步的清洗计划。2.除锈阶段：在这个阶段发射ACC-WBPIG，除去管线内沉积的垢和管壁上附着的氧化铁等污物。3.吹扫阶段：除锈结束后再发射一个或者几个PIG把管道内残存的杂质推出，从而达到理想的清洗效果。另外在施工过程中PIG的跟踪、定位应及时准确，确保发射计划顺利完成。第49页/共67页第四章化学清洗设备1化学清洗泵站泵站的设计知识：泵站是清洗工程最常用的清洗设备，因此为了确保清洗工程质量，就需要按照清洗工程的装置设备的情况来设计清洗泵站。下图是一个中型清洗泵站的图片：第50页/共67页中型全自动泵站第51页/共67页常规的泵站设计要点和注意事项：⑴清洗泵的选择要满足被清洗设备的清洗要求，这方面主要是扬程和流量的要求。同时在考虑泵的扬程、流量时，还应考虑清洗泵站的用电负荷。必要时考虑备用泵。清洗泵的扬程和流量的选择，计算方法参见清洗泵扬程、流量的选择方法及依据部分。⑵清洗泵站设计时，要设计有温度监控、压力监控、流量监测、流速监测、监视管段和清洗取样的部位。⑶清洗泵站的管路部分的设计要求及要点见清洗泵进口设计及操作要点部分。⑷清洗泵站的控制阀门部分的各种阀门，应确保安全性和操作简便。⑸清洗泵站的清洗箱应满足清洗时循环要求：标高及液位能满足清洗泵的吸入高度，防止抽空。箱内配有蒸汽加热装置，在箱底的最低处设计有排污口，在泵的进液口部位应设计有过滤装置。⑹对清洗泵站一般设计有清洗回路、自循环回路，具有正反向切换功能。⑺对清洗泵站的整体设计，结构合理且牢固，便于装卸和操作。第52页/共67页国内先进的化学清洗设备——全自动化清洗泵站长期以来化学清洗一直沿用着配液槽加清洗泵的简单设备。因此在清洗操作中存在着劳动强度大、操作环境差和清洗数据资料误差大等诸多弊病。蓝星公司研制开发的新一代全自动清洗泵站是全国第一台全自动化的清洗设备，对提高我国清洗工业装备水平具有重要意义。该设备造型美观、操作简单、自动化程度高、清洗控制程序化、清洗操作数据化，从而减少了操作失误，极大的提高了工作效率、降低了劳动强度，并能有效保证工程质量。第53页/共67页喷淋清洗喷淋头的制作及使用

根据以往清洗现场所遇到的储罐类容器来看，常见的有10000m3、5000m3~1000m3、1000m3以下等几种。在清洗施工中为节约原材料降低成本，储罐类容器一般采用喷淋方式进行清洗，而这种清洗方法需要根据储罐的不同形状及尺寸制作不同的喷淋头；现就喷淋清洗中常用的几种喷淋头的制作及使用加以简单说明。第54页/共67页1、以10000m3及5000m3储罐为例：此种储罐的直径较大一般在20~30m之间，这样除了要制作旋转喷头之外还需制作喷淋架。第55页/共67页喷淋头组成如图1所示喷淋头主要由旋转腔和喷淋腔两部分组成。旋转腔主要由进液法兰、进液管、盘根压盖、盘根、推力轴承、轴承挡板、轴承托盘、旋转腔管和旋转腔接口法兰组成；喷淋腔由喷淋腔接口法兰、喷淋腔管、加固板、喷淋管、喷淋架接口法兰、支撑架定位管、支撑架接口法兰组成。第56页/共67页第57页/共67页第58页/共67页喷淋架由罐顶喷淋管、管壁喷淋管、喷淋管支撑架、拉杆和拉杆定位板组成，如图3所示。喷淋架的长度一般由储罐直径决定，两侧喷淋管距管壁2米左右，如果距离太近喷射到罐壁上的水流有一部分会被反弹，影响喷淋效果。喷淋管两侧的加强筋及支撑架、拉杆的作用是防止喷淋架在吊装及清洗过程中因重力或其它应力作用而产生变型。另外每根喷淋管上有一排喷淋孔和一排推力孔，分别位于喷淋管的正上方和正侧方，推力孔长度不能超过喷淋管长度的一半，如图2所示。第59页/共67页制作此种喷淋头和喷淋架所用材料如下：

无缝钢管

Φ108×41米（喷头进液管）

Φ159×4.51米（喷头旋转腔和喷淋腔用）

Φ38×330米（喷淋管支撑架用）Φ56×340米（罐顶及管壁喷淋管用）角钢

30×350米（拉杆用）钢板

8mm0.5m2（拉杆定位板用）10mm0.5m2（轴承托盘及加固板用）钢条

30×380米（拉杆用）法兰

6寸

4片（喷头旋转腔和喷淋腔用）4寸

1片（喷头进液管）2寸

8片（喷淋管）1.5寸

12片（喷淋管支撑架用）弯头

2寸

2个（管壁喷淋管用）推力轴承

4寸

2个（一备一用）盘根

10×10mm1米（旋转腔密封用）第60页/共67页第五章其它清洗技术一、干冰清洗技术该技术是目前国际上发达国家已经使用的一项先进的工业清洗技术，应用范围非常广泛。具有很多优势，颇具发展前景。

第61页/共67页干冰清洗技术的工艺原理：(1)利用极低温的干冰颗粒，喷射向处理物、使其表面的污垢冷冻至脆化及爆裂。

(2)当干冰粒钻进污垢的裂缝后，随即气化，其体积瞬间膨胀近800倍，从而把污垢带离物体表面。

干冰清洗技术的