空化水射流在水下清洗的應用

 當在水下清洗船體、樁基等金屬或混疑土結構物時，用空化水射流可以非常成功地清除各種海洋生物附著生成的垢層及大面積銹蝕， 所使用的工作壓力在30~40MPa。對距離水面小于2m的水下待清洗表面，清洗工作可由操作人員在水面上使用加長的噴桿或噴槍進行。這時候人們應當選用合適的扇形噴頭，也可使用一個T型接頭在上面安裝兩個扇型噴頭進行清洗。對較深的水下待清洗面或不便于在水面上用加長噴槍進行清洗的表面，如水下閘門、樁基、構件等，可由潛水員進行水下清洗作業，此時須注意所選用的噴頭必須是平衡型的，以抵消射流反沖力對潛水員的影響。水下清洗通常選用散射角為30°~45°的扇型噴頭，而平衡反沖力則選用圓柱狀射流噴頭。

 除了采用普通高壓水射流清除水下船體等的海生附著物外，國外還進行了空化射流清除水下結構生物附著的應用研究。高壓水射流清除與機械清理方法相比有了很大的進步，而磨料射流和超高壓純水射流的成功應用大大提高了清洗速度和質量，但空化射流可在較低的壓力下具有較強的沖蝕性能，因此所耗用的能量相對較少?？栈淞魇遣捎每栈瘒娮煸谒淞髦挟a生大量氣泡，當氣泡被沖擊到被清洗表面產生的高壓駐止區破裂時，由于氣泡破裂的能量聚集在一個微小的區域內，所產生的集中應力較大，使得空化射流比穩定的普通射流在相同的壓力和流量下沖蝕能力更強?？栈淞鞯牧硪粋€優點是氣泡破碎時形成的微小射流速度對不同特性的被沖擊表面材料不一樣，較軟的表面材料會降低其速度和沖蝕力。根據這個機理，工作在較低壓力下的空化射流可用于選擇性地去除堅硬的海生物附著垢層而不損傷較軟的油漆表面。圖12-20所示為試驗用噴頭型式，圖12-21所示為靶距和壓力在進給速度為0.6m/s時空化射流對油漆涂層的影響。由圖可以看出， 在20MPa壓力時對油漆涂層的損傷很小， 靶距大于40mm 時所去除的漆層厚度小于25pm； 在5.2MPa時對漆層無可測量到的損傷； 在壓力為7MPa、靶距為13mm時去除的漆層厚度小于13um。并且，由于被清洗表面的局部凸起所引起的靶距變化不會對漆層產生不利影響。