新型船舶清洗方案-空化射流船舶清洗技術

船舶清洗市場主要由船舶營運企業、港口營運企業、造修船企業、海軍艦隊等與船舶有直接關系的企業組成，船舶營運企業的數量、運能、船舶保有量、港口數量、吞吐裝卸能力、進出港船舶量，造修船廠數量、規模、造修船能力、造修船數量，海軍艦隊規模、艦艇艘數都直接影響船舶清洗市場的發展與運作。
 
大型船舶在經過長年的航行后，在其吃水線以下的船體外殼上會形成一層厚厚的垢層。這些垢層由藻類、貝類附著物構成，緊密而且堅硬。另一方面，船舶在運行多年后，不可避免地會產生大面積銹蝕的情況。因此，在大型船舶進行大修時，一般都要求將船體上的涂層、結垢和舊的油漆以及鐵銹去除，然后再涂上新的油漆，這樣才能保證船舶的正常航行和延長其使用壽命。目前，船體外殼上涂層、垢層的清除，大多數還在采用工人手持錘子鏟子進行敲打和刮鏟，因垢層堅硬致密且面積大，導致維修工期長，工人勞動強度大。國外于20世紀80年代末開始探索利用高壓水射流技術對船舶進行清洗和除銹除油漆工作，并取得了成功，該項技術已在國外船舶維修行業廣泛推廣和應用。近幾年來，隨著我國高壓水射流技術的發展，該項技術已廣泛應用于船舶行業，但高壓水射流清洗時所需要的壓力很高，操作時不易控制，存在一定的危險性。

隨著空化射流技術的問世，國外專家將空化作用引入水射流技術中而形成的新型水下設施清洗技術。通過控制壓力、流速等參數使水流束經過空化噴嘴時產生大量的空化泡，利用空化泡在材料表面狹小區域內潰滅產生高達140～170MPa的微射流沖擊，達到清理設施表面附著物和污垢層的目的。該技術不但具有高效、節能、環保、安全等優點，而且不傷害設施母材，極少或者完全不傷害完整的防腐層，可對船舶螺旋槳等設備薄片區域進行合理有效的清洗。

在解釋何為空化射流前，我們先簡單了解一下什么是空化？所謂空化，就是一種非常復雜的流體動力現象。我們這里所說的空化射流，通常是指在人為的作用下，有意地將高壓水射流流束產生的許多空泡，加以利用起來——空泡的破裂所產生的能量通常是巨大的，從而以此來增強高壓水射流的強大作用力。
 
通常情況下，水在高速運轉的過程中，沿物體某處所產生的局部壓力小于此處飽和蒸汽所產生的壓力，此時，溶在水中的空氣不但會浮出，而且水本身也會被汽化，產生大量的空泡。當高壓水射流作用于物體表面時，所產生的空泡到達高壓區時就會破碎，與此同時產生許多微射流或者壓縮波。這個時候就會在物體表面及附近區域產生巨大的集中應力。這種作用力對物體的傷害是非常大的。因此，對高速運轉的水力機械，要盡量避免這種空化現象的產生。但是，我們所利用的空化射流技術，是人為地產生并發展這種充滿蒸汽空泡，進而有效地控制目標物體上所產生的局部壓力，用來把控清洗和破碎的能力，從而提高其工作性能。所以，利用空化現象來進行清洗，非常有利于表面物體的破碎程度，從而有效地提高了清洗的效果和能力。

正因為如此，在當下所研發的各種高壓水射流當中，空化射流是非常典型而且有效地射流，它在清洗、切割方面所具有的獨特優勢，深受人們的熱愛和推崇。