高压水射流技术的应用和发展

水射流技术的几种新应用

水射流技术的几种新应用 高压水射流技术经多年研究已被广泛应用于煤炭、石油化工、交通运输、钢铁、机械等行业，用来清洗、切割和破岩。目前高压水射流技术已形成一套系统的理论结构，成为一门独立的技术学科。该研究方向上的主要研究内容有： 超短半径水平井钻井技术 超短半径是指垂直井眼内钻成曲率半径仅为0.3米的水平井。钻超短半径水平井中存在着曲率半径极短和破岩两大难题，国外仅有美国有此技术。在该技术研究方向上，射流研究室已解决了定向造斜、水力破岩钻井两大难题，高压软管携带柔性钻具以极短的弯曲半径通过导向器实现从垂直到水平方向的转向；钻进为完全的高压水射流破岩和液力推动技术；径向水平井从已下入套管的垂直井眼中钻入，并可在井下一个层位和多个层位布置多个辐射状的径向水平井眼；井眼轨迹可以通过高压射流和连续油管牵引技术控制等，突破了国内在径向钻井技术的瓶颈问题，填补了空白。 高压水射流穿透射孔技术 高压水射流射孔完全利用水力作用，冲开套管和地层，射孔深度达3米左右,大大超过了近井地层污染带，并克服了炮弹射孔粉压作用造成的二次污染，是低渗地层完井、地层改造、提高采收率的一项有效新技术。高压水射流研究中心经过七年研究攻关，已研制成功“高压水射流深穿透射孔装置”样机，正进行室内和现场试验。 高压水射流处理近井地层增产增注技术 该工具由过滤器、单向器、扶正器、阻尼器、旋转喷头和喷嘴组成。施工时利用油管将该工具送至井下射孔层段，地面水泥车开泵打压，高压水通过油管送至喷嘴喷出，喷头旋转速度由阻尼器控制，工具在射孔段边旋转边缓慢上下移动，可产生三种物理作用：低频旋转水力脉冲波，高频空化冲击波，空化噪声超声波。三种效果综合作用，达到解堵增注目的。该工具施工简单、能量集中、处理深度大、无污染，可根据不同堵塞类型选参数. 自1995年以来，该技术已在辽河、胜利、大港、华北、长庆、大庆、新疆等油田推广应用，目前已在油井和注水井中施工近300口，有效率90%以上，油井中平均增油20%-30%，注水井平均增注30%-130%，有效期90天以上，具有良好的经济和社会效益。 自振空化射流技术研究 自振空化射流是根据瞬态流理论和水声学原理将连续射流调制成脉冲射流，并引入空化作用而得到的一种新型射流。这种射流能产生巨大的压力振荡和强烈空化，在相同条件下具有比普通射流更为强的切割、破碎、清洗和除污效果。 高压水射流清洗油管技术

高压水射流技术概述

高压水射流技术概述 高压水射流是近几十年来得以迅速发展的一项新技术，作为清洗、切割、破碎工具，水射流具有其独特的优越性。近年来，随着大型化、智能化、专用化的高压水射流装备的迅速发展，该技术已渗透到众多应用领域：从一般机械零件、建筑物的清洗到以管道、管束、容器为主的工业清洗，从机场跑道除胶到船舶除锈，从金属、非金属板材切割到曲面仿形切割，从水力采煤到开采岩石，从喷射注浆到破碎路面，从无刀手术到水幕电影、降尘、喷泉……，林林总总。 高压水射流足以水为工作介质，通过增压设备和特定形状的喷嘴产生高速射流束，具有极高的能级密度。一些新型射流如脉冲射流、空化射流和磨料射流的相继出现，大大提高了其切割、剥离、破碎能力，更进一步拓宽了水射流技术的应用范围，可用于清洗、清理、切割、注水钻孔、喷雾、破碎、研磨等作业，具有清洁、无热效应、能量集中、易于控制、效率高、成本低、操作安全方便等特点，广泛应用在轻工、机械、建筑、采矿、石油、化工、核能、军工、航天、航空、汽车、铁道、船舶、海洋、冶金、市政工程以及医学等部门。特别适宜于自然环境恶劣、工作危险等场合作业，能大大减轻劳动强度、改善劳动环境、降低和防止危险事故的发生。 高压水射流与激光束、电子束和等离子束统称为高能束加工技术，其中高压水射流足唯一的冷切割加工技术。高压水射流不仅可以切割各类金属、非金属、塑性或脆性硬材料，而且工艺简单，工件材料的物理、机械性能不会破坏。在各种新材料与复合材料相继涌现的当今时代，高压水射流的冷切割性能是无与伦比的。 一、高压水射流 所谓高压水射流，是将普通自来水通过高压泵加压到数百乃至数千大气压力，然后通过特殊的喷嘴（孔径只有1-2毫米），以极高的速度（200-500米/秒）喷出的一股能量高度集中的水流。这一股一股的小水流如同小子弹一样具有巨大的打击能量，它能够进行钢板切割、铸件清砂、金属除锈，更能除去管子内壁的盐、碱、垢及各种堵塞物。利用这股具有巨大能量的水流进行清洗即为高压水射流清洗。 二、高压水射流主要优势： 成本低、质量好、速度快、无环境污染、无金属腐蚀、应用面广。 三、清洗范围： 各类例管式热交换器、双效吸收式溴化锂制冷机、立及卧式冷凝器、空气预热器、复水器、除尘器、蒸发器、反应釜、锅炉、罐体、容器、加热装置；各类上下水管道、工业用水管道、输油管道及两相流输送管道、排污管道、排渣管道、煤气管道、烟道、雨水管道、大型楼房、建筑物及设备内外表面的附着物等。 四、清洗内容： （一）各类规格的上下水管道、工业用水管道、工矿企业及居民区排污管道、排渣管、雨水管、煤气管道、烟道、输油管道及两相流输送管道的堵塞物；

高压水射流技术应用规定

高压水射流技术应用规定 C.1适用范围 C.1.1本技术适用于工程结构加固工程中对已有混凝土、钢构件和砌体的界面处理及残损劣化部位的剔除。 C.1.2高压水射流处理的具体内容包括： 1混凝土结构加固前的表面清洗或打毛，剔除饰面层、保护层，以及劣化区混凝土；也可用于混凝土表面开槽或钢筋除锈。 2钢结构加固前的钢板、型钢的除漆、除锈，去除焊疤、毛刺、飞溅物等。 3砌体结构加固前剔除饰面层、勾缝砂浆以及已风化的块材和砂浆层。 C.2操作要求 C.2.1当用于混凝土结构构件界面处理时，应根据基材状况，包括：混凝土强度、混凝土劣化状况、钢筋排列情况及钢筋直径大小和预定的界面处理要求，选择合适的使用压力、流量和相应附件，具体可参照表.2.1建议值进行设计。 表.2.1混凝土界面处理参数的建议值 混凝土强度使用压力（MPa）流量（l/min）喷嘴类型处理深度（mm）≤255015～30单向旋转表层打毛1～3 30～35120404向旋转表层打毛3～5 30～3512040单向旋转去除保护层 30～3512040双向旋转去除保护层 40～4520023.54向旋转表层打毛3～5 40～4520023.5单向旋转去除保护层 >5028018双向旋转表层打毛3～5 >5028018单向旋转去除保护层，除锈>5028018双向旋转去除保护层，除锈

C.2.2当用于钢结构构件的表面除漆、除锈时，宜参照下列建议值进行设 计： 1采用压力50MPa、流量30l/min的高压水设备和喷沙系统，此喷沙系统需采用0.7mm～1.2mm的石英砂作为研磨剂。 2采用压力280MPa、流量18l/min的高压水设备和4向旋转喷嘴，进行钢筋除锈。 C.2.3当用于砌体表面处理时，宜采用压力为35MPa～50MPa、流量为（15～21） l/min的高压水进行清洗和打毛。 C.2.4若需为高压水射流设备提供大功率、大压力和相应的流量时， 建议采用柴油驱动。 C.2.5射流设备用水必须使用自来水或水质符合现行行业标准 《混凝土拌合用水》JGJ63规定的洁净天然水。 C.2.6人员 高压水射流设备必须由经过严格培训的人员操作，同时必须严格遵守操作程序。 操作过程中，操作人员必须配戴专用头盔、耐压围裙、安全保护背心、手部保护套、耐压保护鞋或安全保护靴。这些安全装备应由高压水射流机械生产厂家负责提供。

高压水射流清洗作业安全规范

高压水射流清洗作业安全管理规范 编写说明 一、编写过程 本规范的编写由项目组王泽华指导并审定，编写小组张钧执笔，川庆钻探游贤贵参与，项目组侯永平、茹阿鹏参与讨论。杜邦公司专家林宏铭老师提供技术支持。 本规范编制前，编写小组进行了有关高压水射流清洗作业资料的调查。根据调查的情况，高压水射流技术目前广泛应用于各个行业，主要应用于切割、清洗、疏通等，但是清洗应用的范围更广。有关清洗作业的安全管理规范国家只有一部机械部的标准，即JB8526－1997《高压水射流清洗作业安全规范》。作为清洗作业，在中国石油下游炼化企业应用较多，主要是用作换热器清洗、油品储罐清洗以及容器清洗等，上游企业应用不是太多。由于清洗作业采用高压水射流，易对人身造成伤害，而中国石油目前也没有这方面的管理规范，因此，编制中国石油有关高压水射流清洗作业安全管理规范十分必要。 本规范的编制时间为2009年4月13日到4月19日。经过3次小组讨论和2次大组讨论，于4月19日通过项目组最后一次审查，形成目前的送审稿。 二、内容框架 本规范分为7大部分，具体如下： 1. 范围和应用领域 2. 参考资料 3. 术语和定义 4. 职责 5. 管理要求 6. 管理系统 附录

三、主要内容 本规范对目的、适用范围、应用领域做出了明确描述，并对水射流、喷枪、刚性喷杆作业、柔性喷杆作业等给予了定义。 本规范对高压水射流清洗作业安全管理进行了详细规定，包括作业的人员安全、资质、培训、作业前的准备、作业中的安全要求以及设备维护等管理内容。 四、本规范的编制思路及方法 （1）本规范的格式参照于类似《移动式起重机吊装作业安全管理规范》等设备安全管理规范的格式。内容参考于JB8526－1997《高压水射流清洗作业安全规范》和杜邦公司《高压水清洗安全管理标准》等内容，原则是将行标的内容同杜邦标准的内容融合在一起，本规范的基础是行标，关键技术要求如果杜邦公司严于行标，就采用杜邦公司的要求。因此，本规范从整体上没有脱离行标的内涵，部分内容甚至严于行标。 （2）原本规范的名称为《高压水清洗作业安全管理规范》，经编写小组查阅多方资料，目前在国内有关高压水清洗的权威管理标准只有一份，就是JB8526－1997《高压水射流清洗作业安全规范》，高压水射流的定义准确、科学，内容要求详尽、全面，涵盖了高压水射流清洗作业的各个方面。因此编写小组决定将本规范改为《高压水射流清洗作业安全管理规范》， （3）规范的基本要求部分，反映的是清洗作业中的基本要点，包括在易燃易爆等特殊作业环境中的要求等。 （4）在清洗作业的人员安全部分，强调的是作业人员的着装防护，内容涵盖了行标和杜邦公司的要求，个别防护设备的名称做了修改。在培训的内容部分，大部分引用了杜邦公司的要求，也符合我们现场的实际需要。 （5）作业前的准备和作业中的要求是规范的核心内容，作业前准备强调了作业安全检查清单，以及对高压软管、喷枪和控制开关的检查，安全检查清单融合了行标和杜邦公司的内容，对高压软管的检查内容引入了杜邦公司的要求，如杜邦公司要求?高压软管下垂不得超过3m?，在本规范中改为?高压软管下垂超过3m，则应将高压软管支撑并固定?，对安全检查清单，杜邦林宏铭老师

水射流技术原理

先进制造技术课程论文 论文题目：水射流切割的技术原理、设备、技术特点 及实际应用分析 系部： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： xxx年月日

绪论 高压下,由喷嘴发出的高速水射流,具有很大的能量,足以切割坚硬的材料(包括金属和非金属);如果向水射流中加入某种固体硬颗粒,则称为磨料水射流,它具有更大的能量,可以切割更硬更厚的材料,这就是水射流切割技术的简单描述。尽管早在古代,人们就已懂得“滴水穿石”的道理,然而直本世纪60年代,才真正把这个简单原理变成水射流切割工业技术;而磨料水射流技术的应用,还不到10年时间,所以这是一项新兴技术。然而,近年来发展很快,迄今全世界已有几十个国家,共拥有大约2000个水射流切割系统。尽管如此,当前这项技术仍处于初级发展阶段,技术尚不成熟,在理论与实践方面,都有许多空白,有待填补。这项技术起步较晚的原因在于,它涉及到超高压技术,因而对材料、制造工艺、设计方法、理论分析、控制手段、经济承受力等提出了严格要求。开发和应用这项技术,与一个国家的综合发展水平和国力强弱有密切关系。我国已在近年里,逐渐开展研究和应用,尤其在理论研究方面,已取得许多成果,但在制造技术方面,却有较大差距,有待解决。多年的实践证明,水射流切割技术,独具特点,是现代机械加工及技术发展中不可缺少的组成部分,具有很强的生命力,必须充分予以重视,有计划地研究、开发和应用。 现代的高压水射流切割作为一门高新特技术涉及的学科领域较多，如超高压理论、流体动力学、特种材料、材料力学、弹性力学、制造工艺学、高压密封技术、自动控制理论等现代科技内容，其自身是一种标准的机电液一体化产品，其卓越的应用效果更集中体现在高科技产品制造上。某种意义上讲，水射流技术的研究与应用也成为了一个国家综合科技水平和经济实力的标志。

水射流研究的现状与发展

水射流研究的现状与发展 “水滴石穿”的实质是微小的冲量对时间的积分。高压水射流加工技术正是利用相 同的原理，把动量加大，缩短时间，达到断石、断铁、切割的目的。人们在很早的时间 就开始利用很高压力的水进行材料的加工和切割。1870年前后，美国在加利福尼亚的金 矿中用增压后的水流开采矿石，俄国人也曾用水采煤。在上世纪60年代，密苏里大学 林业系的诺曼·弗朗兹教授发明了高压水射流的切割实验装置。该装置的核心是一个单 缸增压器，压力可以达到344.7MPa(s000opsi)，用这样的高压水可以来切割木材。这 一装置引起包括著名的依格所尔公司在内的许多压力设备制造商和研究单位的兴趣。1971年第一台商用水切割试验机在杰克逊的阿尔顿纸品公司投入应用，用于切割层压纸管，其厚度达到12.7mln(0.sin)，并且可以在纸管上切出各种形状。高压水切割技术的 真正的商品化应用是上世纪80年代初洛克韦尔飞机公司用水切割机来切割BI轰炸机的 钦合金零件，可以节约成本50%。目前许多国外的公司用高压水切割各种材料，甚至用 于军舰制造。 高压水除用于切割之外，还可用于除锈、清洗，以及建筑与道路施工等方面，涉及 到造船、航空、汽车、机械制造、轻工、城建等许多行业。 1987年洛克希德航空系统公司开发了四轴水切割机器人，用于石墨增强树脂、钦合 金板材以及薄壁大口径管材的切割。依格所尔公司的水切割系统与ASES的机器人组合 成汽车工业机器人，在瑞典得到应用，切割汽车车头的衬里、门板和地毯。在军工上， 美国人应用高压水切割军舰用异型橡胶零件，以及潜艇外贴降噪橡胶层。 高压水射流技术在国内的应用开始于上世纪80年代，并随着国际上水射流理论的 成熟和成功的商业化，国内对这项技术的认识也不断地加深，很多的专家学者〔52]，对此开展了大量的研究和探讨，把国内的高压水射流切割技术不断推进。新型射流的应用和 研究得到很快的发展，在落煤、破岩、船舶除锈、喷射钻井、机场除胶和除漆等得到极 为迅速的推广。 2高压水射流切割工艺的特点及应用 高压水射流切割技术之所以能够迅速地在实践中得到应用和关注，是与其具备鲜明 的技术特点，能够满足日益增长社会生产的需求分不开的。 水射流加工是一种现代的有别于传统的加工方式。有两种类型:纯水射流(，厄terjet) 和磨料水射流(Abrasive研/aterjet)。水射流从切割纸板开始，到今天能广泛地应用于各种软硬材料，包括纸、食物、玻璃纤维、绝缘材料、塑料和复合材料。在WJ的切割过 程中，切割是超声速的冲蚀过程。WJ与AWJ的主要区别在于提高切割能力的一种磨料 介质。 在高科技日益发展的社会中，只有创新才会发展。高压水射流切割技术开拓了一个 大连理工大学硕卜学位论文 新的特种加工领域，可以轻松应对那些新奇的因为热影响和机械性能约束而不能切割的 材料。AWJ磨料水射流可以广泛地应用于材料的加工，如:钦金属、钢、铜、铝、石材、 玻璃和其他复合材料。AWJ还可以弥补其他加工方法的不足。使用AWJ预开孔可以提 高EDM(放电加工)的性能，其可以扩展EDM和激光加工对某些惰性和非传导材料的 加工能力。由于AWJ的反冲力较小，因此对易碎脆性材料的AWJ加工不必担心变形和 破碎。 高压水射流既不同于传统加工的铣、刨、磨、削，也有别于一般的剪切和冲裁。它 属于高能切割。高压水射流切割就是把高压水射流的动能作为切割能，对材料进行冲蚀

高压水射流切割技术

高压水射流切割技术 摘要：高压水射流切割是一种非传统的冷切割方法，具有传统切割方式难以比拟的优点。本文回顾了其原理和发展历史，介绍了其在工业、航天和医学等方面的应用。对水压、流速、射流直径、直径扩散率以及磨料等切割参数对高压水射流切割的加工质量的影响进行了讨论，并对国外新的研究方法和结果进行了介绍，为优化工艺、改善加工质量提供借鉴。 关键词：水射流，切割，磨料，高压 1、基本原理 最初人们是从自然界“水滴石穿”这一现象认识到水潜在的威力，并逐渐加以应用。20世纪60年代末，美国密苏里大学林学教授Franz博士发现高压水射流可以被用来切割木材，这种方法对材料的切割面几乎没有损害，并且切割速度相对较高。 水射流切割（Water Jet Cuting,WJC）又称液体喷射加工（Liquid Jet Machining,LJM）,是利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料的，有时简称水切割，或俗称水刀。采用水或带有添加剂的水，以500到900米每秒的高速冲击工件进行加工或切割。水经水泵后通过增压器增压，储液蓄能器使脉动的液流平稳。水从孔径为0.1到0.5mm的人造蓝宝石喷嘴喷出，直接压射在工件加工部位上。加工深度取决于液压喷射的速度、压力以及压射距离。被水流冲刷下来的“切屑”随着流液排出，入口处束流的功率密度可达106 W/mm2。 高压水射流破岩及切割技术是近年来发展起来的一项新型切割破碎技术。我国一般将驱动压力分别高于35MPa和140MPa的射流称为高压和超高压射流。随着工业整体技术水平的提高以及超硬材料切割的需要，国外水射流技术的研究和应用逐渐向着超高压射流技术发展。 2、水射流的技术特点 2.1、切割品质优异 水射流是一种冷加工方式，“水刀”不磨损且半径很小，能加工具有锐边轮廓的小圆弧。加工本身无热量产生且加工力小，加工表面不会出现热影响区，自然切口处材料的组织结构不会发生变化，也几乎不存在热和机械的应力与应变，切割缝隙(纯水切割之切口约为0.1mm至1.1mm，砂水混流切割的切口约为 0.8mm

简述水射流加工技术发展与应用

简述水射流加工技术发展与应用 摘要：本文旨在介绍水射流加工技术的形成、发展史。明确水射流加工工艺的主要流程，了解其发展趋势。 关键词：冷加工高压水射流切割磨料 一、水射流加工技术发展史 人们认识水射流应该说还是从水的冲刷作用开始的。大雨能把田地冲出一道水沟，能剥落山岩，甚至能造成泥石流。河道出口久而久之便冲积成了三角洲。水对大自然的鬼斧神工表现在3个方面：使材料破裂、流动、去除。 水射流的应用起源于采矿业。早期利用水射流冲洗矿石中的泥土，蓄水运送并筛选矿石和直接周水射流冲刷煤层。由冲刷到破碎实际上是水射流的一个质变，前者是低压大流量，后者则是高压小流量。本世纪30年代已开始用水射流采煤。开始是用lOMPa以下的水射流冲采中硬以下煤层，至70年代已发展到用20～30MPa水射流慢速切割煤体，再后来就是高压至lOOMPa、超高压大于200MPa的水射流辅助采煤机、掘进机用于破碎落煤和破岩。 只有提高水射流工作压力才能使其广泛应用于大工业部门，这已成为人们的共识。20世纪70年代，高压水清洗和超高压水切割在同步发展。80年代，高压清洗已日趋完善，普及应用。超高压水射流切割工艺一直是水射流行业研究、追踪的热点。尤其在80年代末、90年代初期这类所谓“水刀”设备已经批量化、商品化，而且以机械于控制切割头为代表的产品已迅速达到了全自动、智能化的高水平。 水射流技术在向高压方向发展的同时，70年代末期国际水射流领域出现了一个引人注目的新动向，即从单一提高水射流压力，的观点开始转向研究如何提高和发挥水射流的潜力这方面来了。这就有了脉冲射流（水炮）、高温射流、磨料射流和摆振射流。这些射流与同等压力下的普通连续射流相比，显然大大提高了作业效率。80年代以来，磨料射流、空化射流、气水射流和旋转射流的进一步发展，将高压水射流技术推向一个新的阶段。水射流领域已经形成了一个以压力、功率为纵坐标、以射流形式为横坐标的技术与产品的甲而型谱。高压水射流技术的应用范围也由单纯的采矿业扩大到石油、化工、轻工、航空、建筑、冶金、市政工程和医学等领域。 高压水射流技术的发展大致可分为4个阶段：60年代处于以低压水射流采矿为主的初朝阶段，同时以静压试验和化工流程为主要目的的高压泵、增压器和高压管件（统称高压设备）的研制取得了许多商品化成果（它们的介质主要不是水），这为高压水射流技术的到来奠定了基础；70年代主要针对采煤机、清洗机开展了水射流工业试验，这时期的主攻方向是提高以水为介质的高压动设备的压力和可靠性，同时开发多种形式的射流，尤其自1972年开始两年一届的英国流体机械研究集团(BHRG)主办的国际承射流技术会议、自1981年开始两年一届的美国水射流技术协会( WJTA)主办的美国水射流技术会议和自1990年开始两年一届的国际水射流协会(ISWJT)和日本水射流协会(JSWJT)主办的亚太国际水射流技术会议等，极

水射流切割技术及其应用

目录 摘要 (2) 1. 前言 (2) 2. 水射流技术的发展 (2) 2.1 水射流切割的起源 (2) 2.2 我国的水射流切割技术发展状况 (3) 3. 水射流切割技术的原理 (4) 4. 水射流切割技术特点 (5) 4.1 水射流切割的优势 (5) 4.2 水射流切割的缺陷 (5) 5. 水射流技术在生产生活中的应用 (6) 5.1 切割方面 (6) 5.2 工业清洗 (6) 5.3 食品保鲜 (7) 6. 水射流切割技术的前景 (7) 参考文献 (7)

水射流切割技术及其应用 西南大学工程技术学院，重庆 400716 摘要 水射流切割用途广泛且易于操作，现已成为世界上发展最快的机床加工技术之一。通过使用超高压水进行切割能带来更高的效率和生产力，它只需要少数的辅助操作就可以完成切割，无需加热区域，没有热变形或者其他切削方法导致的机械变形，还能够加工狭窄的缺口。关键词：水射流切割；超高压水；应用 1.前言 水在人们的概念里往往是“柔”和“软”的代表，但是水的确又拥有无与伦比的力量，“水滴石穿”就体现了在我们眼中秉性柔弱的水本身潜在的威力。现代人依靠科技，将水刚毅的一面发掘出来，使它可以在采煤、钻井和切割等各种工作中发挥自身的威力，无论是坚硬的地下岩石还是合金，当水流达到一定压力和频率的时候，这些可以被切割、破碎。作为一项独立而完整的加工技术，水射流切割技术的产生是最近几十年的事。水射流技术诞生以来，应用日益广泛，目前已经在煤炭、石油、冶金、化工、机械、水利等部门应用，主要用来对物料进行切割、破碎和清洗。 2.水射流技术的发展 2.1水射流切割的起源 十九世纪七十年代左右，人们开始将高压水用于生产中，比如用于开采金矿、

水射流技术原理

河南机电高等专科学校 先进制造技术课程论文 论文题目：水射流切割的技术原理、设备、技术特点 及实际应用分析 系部： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： xxx年月日

绪论 高压下,由喷嘴发出的高速水射流,具有很大的能量,足以切割坚硬的材料(包括金属和非金属);如果向水射流中加入某种固体硬颗粒,则称为磨料水射流,它具有更大的能量,可以切割更硬更厚的材料,这就是水射流切割技术的简单描述。尽管早在古代,人们就已懂得“滴水穿石”的道理,然而直本世纪60年代,才真正把这个简单原理变成水射流切割工业技术;而磨料水射流技术的应用,还不到10年时间,所以这是一项新兴技术。然而,近年来发展很快,迄今全世界已有几十个国家,共拥有大约2000个水射流切割系统。尽管如此,当前这项技术仍处于初级发展阶段,技术尚不成熟,在理论与实践方面,都有许多空白,有待填补。这项技术起步较晚的原因在于,它涉及到超高压技术,因而对材料、制造工艺、设计方法、理论分析、控制手段、经济承受力等提出了严格要求。开发和应用这项技术,与一个国家的综合发展水平和国力强弱有密切关系。我国已在近年里,逐渐开展研究和应用,尤其在理论研究方面,已取得许多成果,但在制造技术方面,却有较大差距,有待解决。多年的实践证明,水射流切割技术,独具特点,是现代机械加工及技术发展中不可缺少的组成部分,具有很强的生命力,必须充分予以重视,有计划地研究、开发和应用。 现代的高压水射流切割作为一门高新特技术涉及的学科领域较多，如超高压理论、流体动力学、特种材料、材料力学、弹性力学、制造工艺学、高压密封技术、自动控制理论等现代科技内容，其自身是一种标准的机电液一体化产品，其卓越的应用效果更集中体现在高科技产品制造上。某种意义上讲，水射流技术的研究与应用也成为了一个国家综合科技水平和经济实力的标志。

高压水射流关键技术

2018年度提名国家科技进步奖 项目公示容 一、项目名称 高压水射流关键技术、成套装备研发及其工程应用 二、提位意见 该项目立足于工业领域中众多高危险、高难度的水力破碎、钢质表面除层和特种材料切割工程需求，在国首次建立定量化射流模型和装备评价体系，突破了超高压旋转水射流技术难题，研发了系列超高压发生设备并开发了工程化成套装备，实现了特定工程目标的新工艺，项目成果成功应用于高压泵、喷嘴、水切割破碎设备、高压清洗机等产品设计制造单位，以及国家石油储备基地、中国石油、国际机场、天津市政、船舶重工等工程应用单位。项目成果促进了我国超高压水射流领域的技术进步。成果形成的新技术装备体系完整，在破碎、除层和切割三类工程领域适应围广泛，取得了突出的经济效益与社会效益。 项目材料填写规，容真实，经公示无异议。对照国家科学技术进步奖授奖条件，提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。 三、项目简介 许多高危险、高难度的工程长期依赖落后工艺，如人工在油罐清除油泥、高空船舶除锈、钢构件化学和喷砂除

层、航空航天特种材料成型等，频发恶性安全事故，环境污染严重，危害人身健康，效率极度低下。水射流技术以其集束打击、湿式清洁、冷态作业和适应性强等特点可以成为上述难题的新工艺。 而上世纪90年代我国乃至国际上水射流技术还限于初期阶段，由于缺失超高压水射流技术体系和喷嘴、旋转体、往复密封、阀组等关键技术，国高压泵在70MPa、110kW以，射流部件限于手持喷枪，应用停留在简单的清洗作业。 本项目自2004年始，针对工业清洗、除层(除磷、除锈、破碎)和水切割三大类工程需求，以100～420MPa超高压大流量水射流技术为核心，集泵、阀、密封、液压、真空、自动化等多学科为一体，开发了大流量高难度工业清洗、超高压表面除层和超高压智能化水切割等功能的多种成套装备，在石化、冶金、机场、船舶、铝业、路桥和材料成型等领域广泛应用，安全、环保、高效。在此基础上创建了以技术专著、产品标准、发明专利等形式的高压水射流技术体系。项目填补国空白，达到国际先进水平，某些指标国际领先。项目作为通用技术，淘汰大批落后工艺，打破国外垄断，使我国的水射流技术、产品和产业从无到有，到大规模生产。主要创新点如下： 1、建立量化射流模型和装备技术与标准体系。揭示射流现象和机理，建立射流压力、磨料量、喷嘴直径、材料

高压水加工技术(先进制造技术)

高压水加工技术 作者：学号： 单位：湖南大学手机号码： Email: 摘录：高压水射流是一项在工业上应用广泛的技术。本论文介绍了高压水射流技术加工特点应用等，分析了高压水射流切割加工机理，简单介绍该技术在公路工程领域中的应用状况。 高压水射流技术是近几十年发展起来的技术，其应用日益广泛。目前，在煤炭、石油、冶金、航空、建筑、 交通、化工、机械、建材、市政工程、水利及轻工业等部门得到广泛应用，主要用来对物料进行切割、破碎 和清洗。高压水射流业已成为新型的切割工具，与激光束、电子束、等离子体等热切割加工相比，高压水射 流是唯一一种冷切割加工方法。在对许多材料的切割、破碎及表面预加工中，高压水射流具有独特的优越性。关键字：高压水射流技术；水加工 中图分类号：．北京：机械工业出版社。2007． 引言： 高压水射流是一项在工业上应用广泛的技术，高压水射流业已成为新型的切割工具。本论文内容包括：高压水加工的起源；高压水射流技术切割加工特点；高压水射流技术切割加工原理； 高压水加工的类型；高压水加工的优缺点；高压水加工的应用 正文： 1 高压水加工的起源 诺曼.弗兰兹博士一直被公认为高压水加工之父。他是研究超高压（UHP）水加工的第一人。超高压的定义是高于30000 psi。弗兰兹博士是一名林业工程师，他想寻找一种把大树干切割成木材的新方法。1950 年，弗兰兹第一次把很重的重物放到水柱上，迫使水通过一个很小的喷嘴。他获得了短暂的高压射流（多次超过了现在使用的压力），并能够切割木头和其它材料。他后来的研究涉及更为连续的水流，但他发现获得连续高压非常困难。同时，零件的寿命也以分钟计算，而不是今天的数周或数月。 1979 年，Mohamed Hashish 博士在福禄研究室工作，开始研究增加水加工切割能量的方法，以便切割金属和其它硬质材料。Hashish 博士被公认为加砂水刀水加工之父，他发明了在普通水刀中添加砂料的方法。他使用石榴石（砂纸上常用的一种材料）作为砂料。凭借这种方法，水加工（含有砂料）能够切割几乎任何材料。

高压水射流切割技术

高压水射流切割技术 一、高压水射流加工简介 近二十年来，随着科学技术的不断发展，人们不断的发掘着自然界中有益的现象并加以改造为人类服务。 为了提高效率，【1】人们将水加以高压，并使之从直径较小的喷嘴中喷出，形成一束高速、连续或间断的水流束，这便是高压水射流。水射流加工(water Jet Cutting)又称水喷射加工，是利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料的，俗称“水刀加工”，即利用高压水射流对各种材料进行切割、穿孔和工件表层材料去除等加工【1】。与其他高能束流加工技术相比，水射流切割技术具有独特的优越性。高压水射流切割法是一种新型的切割方法，可以切割用其他切割方法无法加工的材料，应用范围涵盖各种金属及非金属材料。在切割过程中不会使被切割材料产生热影响区，切口边缘的材质不发生变化，这种切割方法的精度较高，适用于加工尺寸精度要求高的零部件。高压水射流切割因其独特的优点而在切割领域占有重要地位，在矿业、土木工程、建筑业以及航空航天业中的应用日益广泛，应用前景良好。 二、高压水射流切割原理 ①高压水射流切割示意图 1-水箱 2-过滤器 3-水泵 4-蓄能器 5-液压系统 6-增压器 7-控制器 8-阀门 9-喷嘴 10-工件 11-水槽

【2】高压水射流切割是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵至增压器，再经贮液蓄能器使高压液体流动平稳，最后由人造蓝宝石喷嘴形成300-900m/s（约为音速的1-3倍）的高速液体束流，喷射到工件表面，从而达到去除材料的加工目的。高速液体束流的能量密度可达102W/mm2,流量为7.5L/min【2】。 储存在水箱中的水经过滤器处理后，由水泵抽出送至蓄能器中。液压系统驱动增压器，使水压增高。高压水经控制器、阀门和喷嘴喷射到工件的加工部位进行切割。切割过程中产生的切屑和水混合在一起，排入水槽。 【3】利用增压装置将水加压到几十至数百兆帕后从喷嘴中喷出形成高压水射流。高压水射流本身具有较高的刚性，在与工件发生碰撞时，会产生极高的冲击动压和涡流。从微观上看，相对于射流平均速度存在着超高速区和低速区(有时可能为负值)，因而超高水射流表面上虽然为圆柱模型，而内部刚性高和刚性低的部分并存。刚性高的部分产生的冲击动压使传播时间减少，增大冲击强度，宏观上起快速楔劈作用；而低刚性部分相对于高刚性部分形成了柔性窄间，起吸屑、排屑作用【3】。高速高压水射流，对切割物进行冲击，使其表层产生破碎和微裂纹，水射流进入裂纹中，如楔子般将工件劈裂、剥离，同时高速水流的冲刷将切下的碎屑带走，形成切缝。 三、高压水射流切割的分类 高压水射流切割按所用的工作介质分为纯水高压水射流切割和在水中加入各种磨料的加磨料高压水射流切割两种基本类型。 （1）纯水型 纯水型高压水射流切割由于仅仅利用从喷嘴喷出的高速高压水射流进行切割，其切割能力相对较低，但设备简单，消耗物品少，操作成本低。 （2）加磨料型 加磨料型高压水射流切割由于在水中混入磨料，大大增强了水射流的冲击作用，所以其切割能力比纯水型切割大为提高，但设备复杂，操作成本高。 加磨料型按混入磨料的方式及水压又分为高压加磨料型水射流切割和低压加磨料型水射流切割两种，后者具有很多优点，是最有前途的切割方法。

高压水射流切割技术研究讲解学习

高压水射流切割技术 研究

高压水射流切割技术研究 刘玉坤 天津大学机械学院机械制造及其自动化专业2013级硕士生 摘要：水射流切割，又称水刀切割，是一种利用高压水流切割的机器。在电脑的控制下能任意雕琢工件， 而且受材料质地影响小。因为其成本低，易操作，良品率又高，水切割正成为工业切割技术方面的主流切 割方式。 关键词：水刀切割高压工艺参数 0前言 水刀是一种利用高压水射流进行切割材料的设备。利用超高压技术可以把普通的水加压到250~400MPa，然后再通过内径约0.15~0.25 mm的宝石喷嘴形成速度为800~1 000 m/s的高速射流，从而切割软基性材料。如果在水射流中加入适量的磨料，则几乎可以用来切割所有的软硬材料。除切割功能外，通过调整压力和流量，水射流还可以用于清洗各种物体，如除胶、除漆、除锈等。水刀切割不使用有毒气体或液体，不会产生有毒的物质或蒸气，表面不留任何机械变形，具有冷切割、清洁、精度高和材料损耗低等优点，在航空航天、汽车制造、金属加工、电子工程等领域中有着广泛的应用[1]。现在水刀被认为是世界上功能最多样、增长速度最快的一种加工技术，与其他技术如铣床、激光、EDM、等离子和刨床等相辅相成。 高压水射流切割的分类： 以加沙的情况来分：分为无沙切割和加沙切割。 以设备来分：分为大型水切割和小型水切割。 以压力来分：分为高压型和低压型，一般以100 MPa为界限。100 MPa以上为高压型，100 MPa以下为低压型。而200 MPa以上为超高压型。 以技术原理来分：分为前混式和后混式。 高压水射流切割的特点： 1）数控成型各种复杂图案； 2）属冷切割、不产生热变形； 3）无污染、不产生有毒气体及粉尘； 4）可加工高硬度或比较柔软的材料； 5）是一些复合材料，易碎瓷材料复杂加工的唯一手段； 6）切口光滑、无熔渣，无需二次加工； 7）可一次完成钻孔、切割、成型工作； 8）生产成本低； 9）自动化程度高； 10）24 小时连续工作。

高压水射流关键技术

2018年度提名国家科技进步奖 项目公示内容 一、项目名称 高压水射流关键技术、成套装备研发及其工程应用 二、提名单位意见 该项目立足于工业领域中众多高危险、高难度的水力破碎、钢质表面除层和特种材料切割工程需求，在国内首次建立定量化射流模型和装备评价体系，突破了超高压旋转水射流技术难题，研发了系列超高压发生设备并开发了工程化成套装备，实现了特定工程目标的新工艺，项目成果成功应用于高压泵、喷嘴、水切割破碎设备、高压清洗机等产品设计制造单位，以及国家石油储备基地、中国石油、昆明国际机场、天津市政、青岛北海船舶重工等工程应用单位。项目成果促进了我国超高压水射流领域的技术进步。成果形成的新技术装备体系完整，在破碎、除层和切割三类工程领域内适应范围广泛，取得了突出的经济效益与社会效益。 项目材料填写规范，内容真实，经公示无异议。对照国家科学技术进步奖授奖条件，提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。 三、项目简介 许多高危险、高难度的工程长期依赖落后工艺，如人工在油罐内清除油泥、高空船舶除锈、钢构件化学和喷砂

除层、航空航天特种材料成型等，频发恶性安全事故，环境污染严重，危害人身健康，效率极度低下。水射流技术以其集束打击、湿式清洁、冷态作业和适应性强等特点可以成为上述难题的新工艺。 而上世纪90年代我国乃至国际上水射流技术还限于初期阶段，由于缺失超高压水射流技术体系和喷嘴、旋转体、往复密封、阀组等关键技术，国内高压泵在70MPa、110kW以内，射流部件限于手持喷枪，应用停留在简单的清洗作业。 本项目自2004年始，针对工业清洗、除层(除磷、除锈、破碎)和水切割三大类工程需求，以100～420MPa超高压大流量水射流技术为核心，集泵、阀、密封、液压、真空、自动化等多学科为一体，开发了大流量高难度工业清洗、超高压表面除层和超高压智能化水切割等功能的多种成套装备，在石化、冶金、机场、船舶、铝业、路桥和材料成型等领域广泛应用，安全、环保、高效。在此基础上创建了以技术专著、产品标准、发明专利等形式的高压水射流技术体系。项目填补国内空白，达到国际先进水平，某些指标国际领先。项目作为通用技术，淘汰大批落后工艺，打破国外垄断，使我国的水射流技术、产品和产业从无到有，到大规模生产。主要创新点如下： 1、建立量化射流模型和装备技术与标准体系。揭示射流现象和机理，建立射流压力、磨料量、喷嘴直径、材料

高压水射流清洗技术

高压水射流清洗技术 近年来，高压水射流清洗技术发展很快，在石油、化工、电力，冶金等工业部门中得到了广泛的应用。它可用于清洗容器，如高压釜、反应器、冷却塔、贮罐、槽车等；也可用于清洗各种设备。管道、煤气管道及换热器；还可用于清洗船舶上积附的海洋生物相铁锈、钢铁铸件上的清砂等。高压水射流清洗可除去下列污垢层；水垢、铁垢、油类烃类残渣结焦、各种涂层、混凝土、树脂层、颜料、橡胶、石膏、塑料等，其清洗效果颇佳。高压水射流不影响环境，效率高，容易满足清洗要求。 (1)高压水射流清洗原理及特点。高压水射流清洗原理是用高压泵打出高压水，并使其经管子到达喷嘴再把高压低流速的水转换为低压高流速的射流；然后射流以其很高的冲击动能，连续不断地作用在被清洗表面，从而使垢物脱落，达到清洗目的。 高压水射流清洗与传统的水射流冲洗、机械方式清洗、化学清洗相比，具有以下优点。 ①若选择适当的压力等级，高压水射流清洗不会损伤被清洗管道、设备的基体。

②高压水射流清洗是用普通自来水于高速度下的冲刷清洗，所以它不污染环境，不腐蚀管道设备，不会造成任何机械损伤，清洗效率高，节省能源，还可除去用化学清洗难溶或；能溶的特殊垢。 ③洗后的管道、设备和零件，不用进行清净处理。 ④能在环境恶劣的场合进行清洗。 ⑤易于实现机械化、自动化，便于数字程控。 ⑥节省能源，清洗效率高，成本低。 (2)高压水射流清洗装置。称为高压水射流清洗机，主要由高压柱塞泵、动力部分、喷嘴、高压软管及工作附件等组成。高压水射流清洗机主机的额定参数见表6—10。 表6-l0 高压水射流清洗机主机的额定参数 参数型号S×25/50S×35/50S×5/50额定压力/MPa253552额定流量/L·min-1505050电机功率/kW303755外形尺寸/mm1450×950×7401470×950×7401610×940×840质量/kg8009501250 (3)高压水射流清洗过程中几个主要参数的确定

高压水射流清洗作业

高压水射流清洗技术是近年来在国际上兴起的一门高科技清洗技术。高压水射流清洗具有清洗成本低、速 度快、清净率高、不损坏被清洗物、应用范围广、不污染环境等特点。自80年代中期传入我国以来，逐渐得到了工业界的普遍认同与重视。 在传统的清洗作业中采用的清洗技术有机械钻孔清洗、蒸汽清洗、化学清洗、超声波清洗、以及水射 流清洗等几十种形式。到目前为止，高压水射流清洗已经成为西方发达国家的主流清洗技术，占到了清洗业市场份额的80%以上。 我国的清洗行业多年来一直处于化学和手工清洗的落后状态，无论是化学清洗还是人工清洗都存在着 清洗成本高、效率低、污染环境等问题，远远不能满足现代社会日益增长的工业及民用清洗要求。 高压水射流清洗技术90年代中期得到迅速普及。目前，高压水射流清洗在我国工业清洗中已超过 10%，并且正在迅速增长。随着现代社会对清洗行业提岀的效率、洁净率及环保要求的不断提高，高压水射流清洗技术在我国的普及应用是必然趋势。 一、高压水射流清洗技术的特点高压水射流清洗属于物理清洗方法，与传统的人工、机械清洗及化学清洗相比，有如下优点： ①水射流的压力与流量可以方便地调节，因而不会损伤被清洗物的基体。 ②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。 ③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。④高压水射流清洗快速、 彻底。 ⑤清洗成本低，大约只有化学清洗的1/3左右。 ⑥高压水射流清洗用途广泛。高压水射流清洗对设备材质、特性、形状及垢物种类均无特殊要求，只要求水射流能够达到即可。

⑦高压水射流清洗无有害物质排放与环境污染问题，水射流物化后还能降低作业区的空气粉尘浓度， 保护环境。 二、高压水射流清洗技术的应用 在我国，高压水射流清洗技术已经在包括石油、化工、冶金、煤炭、交通、船舶、建筑、市政工程以及核能军工等许多部门得到了应用。 适用于高压水射流清洗的结垢物的类型包括：各种机械堵塞物、各类盐碱结垢物、氧化铁、金属锈蚀物、油脂及油污凝结物、油漆、焦炭、石蜡、沥青、石灰、石子、沉渣、淤泥、船体上的附着物及海洋生物等。 三、便携式水切割系统 "便携式水切割系统"配有低压供水，高压管线等相关部件， "便携式水切割系统"的标准机型为电动机驱动，也可提供柴油机驱动型以适应野外工作的要求。主机的设计适应于各种环境，可由两个人进行搬运工作。 最佳靶距： 水射流对物体表面的作用力不仅与射流密度、速度有关，而且还与水射流离该表面的距离有关，根据实验结果，达到最大打击力的最佳靶距在100倍喷嘴直径左右。 射流打击力： 水射流打击物体表面的打击力主要体现在射流的压强上，如果压强大于垢物的抗压强度，则垢物即被破坏。

美国高压水射流技术现状

美国高压水射流技术现状 薛胜雄 陈正文 盛业涛 王永强 朱华清 （合肥通用机械研究院 合肥 230031） 摘要：从高压到超高压，从小功率到大功率，从单机到成套，从机电控制到智能化——这已成为高压清洗机国际水平的标志，而且，这一标志的突出特点就在于多学科密切融合服务于一个工程目标。本文通过对美国近两年国际性水射流技术会议和展会的产品剖析，揭示当今国际水射流技术产品的水平特征，以促进国内同行开拓技术视野，开发新技术产品。本文分三个部分：1.超高压大功率泵机组；2.成套技术的工程应用；3.旋转射流技术——密封与减速。 关键词：国际 高压清洗机 产品特征 0 前言 每两年一届的美国水射流技术会议和每年一届的国际泵与清洗设备制造商展览会展示了以美国为代表的国际水射流新技术、新装备，每年的固定展览商都一定会奉献出具有崭新特色的产品。本文集中总结了2005年8月和2006年2月两次会议的产品技术成果，剖析了这类产品的国际水平标志。 1 超高压大功率泵机组[1,2] 主机泵是实现高能量水射流的源头，显然，不同参数的泵机组产生不同能量的水射流，也就能实现不同功能的工程应用。 我们知道，对高压泵来说： 60v e pq P = 式中：e P ——泵的有效功率，kW ； P ——泵的排出压力，MPa ； v q ——泵的实际流量，min L 。 可见，要想利用水射流进行高难度的工程应用，必须提高机组功率，即提高压力P ，保证水射流作业的能力；提高流量，保证水射流作业的效率。然而，机组功率的提高，势必造成泵的造价的大幅度提高，对泵的运行可靠性要求也随之提高。另外，还将引起泵机组以外周边设备必须专门设计与制造，因为水射流的打击力大大提高有利于作业，但随之增加的水射流反冲力则不能够人工作业，必须有专用的执行机构。 表1 国外常用大功率泵机组参数 80 100 120 150 200 250 280 200 √ √ √ √ √ √ √ 300 √ √ √ √ √ √ √ 400 √ √ √ √ √ √ √ 500 √ √ √ √ √ √ 600 √ √ √ √ √ 720 √ √ √ √ 900 √ √ √ 我国的泵机组功率大多在110kW 以下，而发达国家却大多在160kW 以上，尤以200～300kW 泵机组组成为大路货，其原因在于工程作业（清洗、除锈、破碎等）需要高效率地解决高难度问题，同时，由于泵的结构，大功率机组制约着泵的压力，两者的提高就意味着技术含金量的提高。表1列出了国外常用大功率泵机组参数，由此可见我国泵业的差距。