船体清洗装置的国内外应用与现状分析 高永宁，丁建龙 （中国船舶重工集团公司第七一〇研究所，湖北宜昌４４３００３） 摘 要：目前，国内船体表面的清洗作业均是在船坞内进行，能够成功用于水下作业的自动化清洗设备仍需要潜水员下水进行作业，成本高而且工作效率低下。本文介绍了国内外有关船体清洗的现状及各种设备的优缺点及相关技术，如坞内清洗技术、水下清洗技术等，对今后船体水下清洗装置发展动态进行了分析，为船体清洁装置的发展提供了理论依据。 关键词：水下清洗装置；发展动态；现状分析；理论依据 中图分类号：Ｕ ６５５．５３ 文献标志码：Ａ 由于船舶长期在强腐蚀性海水和强附着力的海洋生物环境中航行，难以进行正常维修保养，使得水下部分的船体表面附着藤壶、海藻等难以清除的微生物，还有一些锈皮和锈斑等。一般情况下，因为海洋微生物的附着，导致船舶速度下降１０％，为了弥补这些阻力导致的速度下降，船舶要多耗费出４０％的燃料。美国海军已经对海生物生长的船体与船舶性能和油耗进行了研究，研究结果表明，一艘轻度生长海生物的船舶在正常巡航速度下能增加油耗１５％；一艘重度生长海生物的船舶能使燃油的损耗增加２～３倍［１］。因此，对于船体进行维护是目前国内外海洋运输业等亟待解决的问题。本文先后介绍了国内外相关技术的应用及研究情况 １ 坞内清洗技术 １．１ 高压水射流清洗技术 高压水射流，又叫水刀，这种“水射流”的速度一般在１倍马赫数以上，具有巨大的打击能量。这种具有高能量、高速度的水流正向或切向冲击物体表面时产生强烈的作用，从而完成切割、清洗、破碎、光整加工等操作［２］。高压水射流清洗是一种既环保又经济的表面处理手段，在工业和海洋工程中得到了广泛的应用。合肥通用机械研究所利用高压水射流技术研制的高压水除锈机，可以达到以自动爬壁机器人取代人工手持喷枪，真空回收锈渣，确保机器人附壁等效果。机器人作为执行机构，安装有超高压旋转接头和由４只喷嘴组成的喷头，喷头的旋转运动由喷嘴射流的反冲力所形成的转矩驱动来实现，凭借旋转接头的平板间隙密封，使得喷头在超高压自旋转时稳定可靠，同时调整喷嘴（杆）的安装角度，可以改变喷头的旋转速度［３］。 １．２ 喷砂 船体喷砂清洗是指利用经过压缩的空气带动磨料以一定的速度喷射到工件表面上，通过磨料的冲 击将船体表面的氧化皮、铁锈和海洋污损物去除掉，这种工艺是船体清洗行业较为成熟的作业方式，截至目前很多船厂仍在使用。但是由于该技术是采用气动磨料清洗，噪声大，对环境的污染较为严重，而且要求人工参与，所以对人体会造成患“硅肺病”等职业病威胁。在船坞内进行高压水清洗和喷砂，需要船舶进船坞之后对船体表面进行清理工作，存在着修船期长，船坞不足的问题，同时也增加了船舶的非运营时间和燃油的消耗。此外喷砂会给作业环境带来严重的污染。 ２ 水下清洗技术 随着海洋运输业的发展，大型船舶和油轮等越来越多，船坞内清洗方式的局限性也越来越明显，应节约能源的需要，各类船体水下清洗技术不断出现。船体水下清洗的方式从手动操作逐渐向机电液一体 化方向发展，国内外先后出现了手持式清洁器、大型清洁装置、适应能力很强的机器人等，这些清洁机器的发展越来越能适应水下恶劣的环境及船体的复杂外形，而且工作效率也得到了提高。由潜水员潜入水下手持小型清洁工具进行作业是船体水下清洗装置的起源，最早用于对较小船舶
水下海生物的清洗，该种方式作业灵活，但是需要潜水能力很好的作业人员进行水下作业，因劳动强度大，清洗效率低，仅适用于小型的船体。具体的作业方式是作业人员潜入水下手持气动或液压清洗器，利用操作人员施加外力及转刷产生的负压使之紧贴船体，并推动其向前运动，对船体表面进行氧化皮、铁锈和海洋污损物清洗。 未完待续....
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发表于 2014-10-28 14:15
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