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新型环保水雾喷砂装置的研制与应用

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成果主要完成人

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项目概况

目前在国内修造船企业和钢结构修复涂装相关领域普遍采用的是干喷砂除锈工艺,此工艺会在施工中产生大量的粉尘和噪音,并且喷砂后产生的粉尘为无组织排放,100%直接排放在空中,会造成严重的空气污染。以中船澄西为例,修船业务的生产现场距离居民小区最近不到1000米,施工除锈过程中产生的粉尘排放及噪音污染,已对周边居民生活产生了影响。此时必需用新的工艺取代原有的施工工艺,从而满足大气污染物的排放要求

本项目研究内容包括八个专题,分别是:水雾喷砂技术原理研究、总体性能研究、工质稳定流动技术研究、操作控制技术研究、磨料介质选型研究、新型水雾喷砂装置设计及制造技术研究、水雾喷砂涂装施工工艺研究、工程样机试验及应用研究;根据研究制造出环保型的表面清理装置,能够替代传统设备,且该装置具备了以下优势:对比原有干喷砂工艺,新工艺产生的颗粒物排放减少90%以上;能替代原有的干喷砂工艺,实际施工效率领先国内外现有环保型表面清理工艺;采购成本不高于欧美先进的同类装备的60%,运行成本、维护成本低,符合公司控制生产成本的需求,磨料适用范围更广,使用成本更低

新型环保水雾喷砂装置采用预混合压送式喷砂机构,即采用气动柱塞水泵提供带一定压力的动力水,将合适的潮湿磨料从储砂罐内输出,砂量可根据工况调节,由于储砂罐内储存的是磨料和水,使用更安全可靠。再利用压缩空气把一定颗粒度的磨料通过喷枪喷射到被处理表面上,不仅除锈快无污染,还可为涂装、喷涂、电镀等工艺做好表面准备,经处理的表面可达到干净的、有一定粗糙度的表面要求,从而提高覆盖涂层与表面的结合力

本装置通过混合磨料缸压差控制原理的研究,论证了实现水雾磨料均匀流动的可行性,也验证了本装置研制的可行性。通过水雾磨料混合比例研究、分析,计算分析单枪流量消耗,确定了一机单缸双枪双枪流量数据。与此同时,通过混合磨料缸压力稳定控制技术研究,双枪同时各工况下作业干扰控制研究和探讨,验证了实现一机单缸双枪的可行性,为实现本装置性能指标的先进性奠定了基础

中船澄西从2018年下半年开始逐步推广应用新型水雾喷砂工艺替代传统干喷砂工艺,截止2019年底已完成水雾喷砂面积超80万平方米,减少无组织粉尘排放量近800吨。对比船厂现在普遍使用的干喷砂工艺,颗粒物的排放得到了有效的控制,符合国家对沿江经济发展战略要求。据了解,公司附近居民小区普遍反映,现在中船澄西生产施工中已看不到扬尘的产生,达到了项目研究的目的

水雾喷砂技术作为一种效率高,用途广,成本低且毋须使用强性化学助剂的安全环保表面处理技术。主要功能有以清洁为目的的各类工件表面的加工,也适用于以清洁为目的的各类器械、器皿的清洁及以工艺艺术为目的的各类材料的处理和加工;该技术同时可以做到实现清除工件表面的油平污、油脂和油腻,表面的碳化污垢、热积锈蚀垢壳、金属表层锈蚀和放射污染元素的隔离的目的。除船舶领域外,该装置及工艺还在陆上领域、海洋装备的现场维护方面有着广泛的应用前景,如在陆上储油罐、储气罐、钢结构、桥梁、码头、钢厂、电厂、石油化工、海上石油平台等领域,均可为顾客提供更优的防腐涂装解决方案