自动爬壁水射流除锈技术在船舶修理中的应用
船舶除锈的方法及注意事项
船舶除锈的方法及注意事项
《船舶除锈的方法及注意事项》
船舶除锈是保障船体结构完整性和延长使用寿命必不可少的工作。
下面将介绍船舶除锈的方法及注意事项。
船舶除锈的方法主要包括以下几种：
1. 机械除锈：通过使用钢丝刷、砂轮机等工具，将锈蚀层和附着层物理去除。
这种方法适用于较大面积的锈蚀。
2. 化学除锈：使用除锈剂将锈蚀层进行化学溶解和去除。
这种方法适用于较小面积的锈蚀。
3. 高压水除锈：利用高压水射流对锈蚀物进行冲击和剥离。
这种方法适用于锈蚀较轻的表面治理。
4. 热熔除锈：使用火焰喷枪将锈蚀层加热至熔化并与金属表面融合，然后快速冷却，使锈蚀物迅速脱落。
这种方法适用于船舶外板等部位的除锈。
在进行船舶除锈时，还需要注意以下几个方面：
1. 安全防护：除锈工作涉及到较高的危险性，需要工作人员穿戴好防护装备，如头盔、眼镜、手套、防护服等，确保人身安全。
2. 环境保护：除锈过程中产生的废水和废物应该得到妥善处理，避免对周围环境造成污染。
3. 表面处理：在除锈完成后，需要对表面进行处理，如涂刷防锈底漆以防止再次锈蚀。
此外，还可以进行防污、防腐等处理，以延长船体的使用寿命。
4. 定期检查和保养：船舶除锈只是一个短期的解决方案，为了保持船舶的良好状态，定期的检查和保养是必要的，及时发现并处理锈蚀问题，避免出现安全隐患。
船舶除锈是一项复杂而重要的工作，需要正确的方法和注意事项来执行。
合理的除锈工作将有助于保持船舶结构的健康和高效运行，确保船只的可靠性和安全性。
机器人自动化化工储罐除锈新工艺
机器人自动化化工储罐除锈新工艺摘要：化工行业的储罐是生产环节的重要设备，在日常生产过程中常受到空气潮湿及储存产品的污染和腐蚀，导致内外壁锈蚀。
为提高其使用寿命，减少事故发生几率要定期进行除锈作业。
采用自动化机器人可以安全高效的进行施工作业，具有适应性强，轻便灵活，减少施工费用等优点。
关键词：爬壁机器人，除锈工艺，自动化0.引言随着石化行业的发展，油罐除锈问题成为目前亟待解决的问题，传统的人工喷砂方式对工人健康和环境都有危害，需要搭建脚手架，效率低，还存在施工周期长，危险系数大等问题。
金属储罐采用钢板材质焊接，多是立式圆柱形、卧式圆柱形、球形等几种。
大型储罐的防腐除锈环节极其重要，直接影响成品的出厂。
常见的工艺是电动工具磨光机除锈和除锈机械喷砂机、抛丸机除锈，但是在工作过程中常产生火花。
所以不适用正在使用中的储罐，使用中的储罐须采用防爆、防静电的施工工艺。
另外还可以使用化学脱漆剂脱漆，优点是效果好、脱漆彻底，绝无静电或火花；缺点是使用成本高、施工进度慢。
除此以外，高压水冲洗也是不错的方法，处理效率高，效果好，成本低；但也有一定的缺点，不防锈，需要考虑废水的处理问题。
爬壁机器人代替人工,具有的灵活性和适应性，水射流取代喷砂的除锈工艺是储罐防腐发展的必然趋势。
2019年，大庆石化公司销售储运中心全厂储运设施（罐区工艺流程改造）项目中，涉及4台常压储罐的改造工作。
在储罐内部的全接液浮盘安装完工后，按照设计要求进行了冲水实验，实验结束后发现管内壁生锈严重，如果不进行彻底除锈，在储罐进料后将造成产品污染，甚至影响出厂。
除锈就成为首要解决的问题。
但是，罐内浮盘不能承受较大的重量，不能在罐内搭设脚手架，管壁的高处位置无法进行除锈作业。
要实现高效、省时省力、无化学药剂、无污染的管壁除锈，依靠智能化机器人除锈作业成为该项目的唯一选择。
本文将具体阐述除锈机器人在大庆石化分公司储罐除锈方面的应用情况，并提出建议。
1、主要实物工程量2.除锈机器人的工作原理及流程：2.1湿法作业：采用超高压水剥离技术和真空回收、固液分离技术，将罐体的漆锈用纯水全部清除并同步回收到地面处理设备，工作过程不但无粉尘，而且几乎看不见水，污水和锈渣全部被回收到地面处理设备中，锈渣自动装袋，污水经过滤、达到排放标准排放。
磁隙式爬壁机器人的研制_薛胜雄
图 1 爬壁机器人除锈成套设备构成
真空吸附的技术参数：真空压力 pz= –0.05 MPa， 功率 37～45 kW。真空式爬壁机器人的优点是充分 利用了必不可少的真空系统，机器人小巧紧凑；缺 点是对真空腔密封的要求较高，且吸附力有限，不 适用于重载机器人。因此，其负载的旋转喷头参数 (如直径、流量等)就较小，影响其作业效率。
磁吸式机器人则是在真空吸附基础上将永磁 铁块镶嵌在爬壁机器人行走系统的履带上[5-6]，由履 带的传动使机器人在行进过程中保持吸附。磁吸式 爬壁机器人的优点是运行平稳、适应重载；缺点是 体大笨重，尤其是履带磁吸的接触面较宽，导致转 向缓慢、困难，行进摩擦力偏大，磁吸正压力也较 大，所要求的动力功率就大，而且磁块也容易因壁 面不平整而压碎。
由静力学分析可以得知单个吸附单元的受力 要求。机器人静止附壁时，机器人静止不落下的条 件为
图 5 爬壁机器人静力学和动力学受力分析
式中 式中
Ff ≥ Gn
Ff = μ N
基于爬壁机器人的喷砂除锈技术
基于爬壁机器人的喷砂除锈技术基于爬壁机器人的喷砂除锈技术喷砂除锈技术是一种常用于去除金属表面污垢和锈蚀的方法。
而基于爬壁机器人的喷砂除锈技术则是将机器人应用于高空或垂直墙面的喷砂除锈任务。
下面将从步骤思路的角度介绍这项技术的实施过程。
第一步，确定除锈区域：在应用基于爬壁机器人的喷砂除锈技术之前，需要明确需要除锈的区域。
这可以是高楼外墙、桥梁支撑结构等垂直或高空的金属表面。
确保区域的安全性和稳定性非常重要。
第二步，选择合适的喷砂装置：根据除锈区域的特点和要求，选择合适的喷砂装置。
该装置需要搭载在机器人上，具备高压喷射和喷砂控制功能，并能适应垂直或高空环境的工作需求。
第三步，机器人路径规划：由于除锈区域通常是垂直或高空的，机器人的路径规划必须考虑到其在墙面上的爬行能力和稳定性。
通过先期勘测和计算，确定机器人在墙面上的路径和移动方式，以确保其能够安全、高效地执行除锈任务。
第四步，机器人定位与精准喷砂：在除锈区域准备就绪后，机器人需要定位自身位置，并确保与金属表面的接触稳定。
通过激光或视觉导航系统，机器人能够准确识别与墙面的距离和位置，以便进行精准的喷砂操作。
第五步，喷砂除锈操作：一旦机器人准确定位，喷砂除锈操作就可以开始。
机器人搭载的喷砂装置将高压喷射的砂粒喷射到金属表面上，去除污垢和锈蚀。
通过控制喷砂压力和喷砂角度，可以调整除锈效果和速度。
第六步，除锈效果检查：完成除锈任务后，需要对除锈效果进行检查。
这可以通过人工目视检查或使用无损检测设备进行。
确保除锈彻底、均匀，并达到预期效果。
第七步，清理和维护：除锈过程会产生大量的喷砂废料，因此需要进行清理工作，以确保环境整洁。
同时，机器人和喷砂装置也需要进行维护和检修，以保持其良好的工作状态。
基于爬壁机器人的喷砂除锈技术在高空或垂直墙面的除锈任务中具有重要的应用价值。
通过以上步骤的实施，可以实现安全高效的喷砂除锈操作，提高工作效率，降低人工风险，并为金属表面的修复和保护提供有效的解决方案。
船舶自动化技术探索船舶自动化技术的应用和优势
船舶自动化技术探索船舶自动化技术的应用和优势自动化技术在各行各业发挥着越来越重要的作用，航海业也不例外。
船舶自动化技术的应用越来越普遍，对船舶操作和维护工作产生了巨大的影响。
本文将探讨船舶自动化技术的应用和优势，以期为航海业带来更多的便利和效益。
一、船舶自动化技术的应用1. 船舶操控自动化随着现代船舶技术的发展，船舶操控自动化已经成为一种趋势。
自动化操控系统可以实现船舶的自动导航、自动驾驶等功能，减轻船员的工作负担，提高航行安全性。
2. 船舶货物装卸自动化传统的船舶货物装卸通常需要大量的人力和时间，效率较低。
而船舶自动化技术可以实现货物装卸的自动化操作，通过机械装置和控制系统，实现货物的自动进出船舱，提高作业效率，降低人力成本。
3. 船舶发动机控制自动化船舶的发动机是航行的核心，传统的发动机控制需要船员实时监控和调整。
而船舶自动化技术可以实现发动机的自动控制，通过精确的传感器和控制系统，自动调整发动机的工作状态，提高燃油利用率，降低能源消耗。
4. 船舶维修和保养自动化船舶的维修和保养是一项繁琐而重要的工作，传统方法需要大量的人力和时间。
船舶自动化技术可以实现船舶维修和保养的自动化操作，通过无人机、机器人等设备，自动巡检和维护船体设备，减少人力投入，提高效率。
二、船舶自动化技术的优势1. 提高航行安全性船舶自动化技术可以有效降低人为因素对航行安全的影响。
通过自动化操控系统和精准的传感器，船舶可以实时监测和控制航行状态，减少事故的发生几率，提高航行安全性。
2. 提高作业效率船舶自动化技术可以实现作业的自动化和智能化，提高作业效率。
无论是货物装卸、发动机控制还是维修保养，自动化系统可以更加准确、高效地完成工作，节约大量的时间和人力资源。
3. 降低运营成本船舶自动化技术能够降低航运公司的运营成本。
通过自动化操作，减少了人力投入，降低了人力成本。
同时，自动化系统可以更好地控制船舶的燃油消耗，减少能源的浪费，从而达到降低运营成本的目的。
空化射流水下清洗技术介绍-横版
节能等优点，而且不伤害设施母材，极少或者完全不伤害原有的防腐层，可对船舶螺旋桨等设备薄片区域进行合理 有效地清洗，工作水深可达百米，可广泛应用于各类水下清洗作业，包括民用船舶、海军舰艇、海上采油平台、海 底输油管路、海上清洁能源、水产养殖、岸堤维护等。
综合对比
对比项目 综合质量 清洗方式
空化射流
≥98
效率 高
成本
安全性 是否伤害原涂层
设备一次投
高
否
入，运行成本低
高压水
≥95
滚刷刮船器
≥80
人工刮铲
≥70
低
设备投入高，
差
运行成本高
中 设备一次投入， 较高
运行成本高（易
损件更换频繁）
低
人工成本高
高
是 部分伤害 部分伤害
上坞清洗
≥98 中（总 综合成本极高
说明 维修时间长 船坞不足 综合成本高 效率极低 清理工期长 易刮伤涂层 高压高能耗 具有一定危险性 破坏原涂层 噪音大 有污染 危害人员健康 破坏原涂层 设备庞大 耗费材料 效率低 清洗面有限 破坏原涂层 作业灵活 船无需等待上坞 无上坞费用 工期短 综合成本低 效率极低 工期长 易刮伤涂层 费用高 对人员要求高 作业强度大 效率低 清洗面有限 破坏原涂层 高效 环保 安全 易操作 清洗面广 不伤涂层 无需靠岸
除具有一流的清洗技术外，公司还拥有船舶维修、船体检测、水文测量、防腐保温、机械制造等各专业的高级 技术人才，同时与国内各个相关行业知名企业有着广泛深入的合作，有着广泛的行业资源。
船舶高压水射流除锈过程有限元仿真分析
船舶高压水射流除锈过程有限元仿真分析
船舶高压水射流除锈过程中，涉及到的物理过程比较复杂，除锈效果也受到多种因素
的影响。
为了深入研究船舶高压水射流除锈过程的物理机制和优化除锈效果，本文采用有
限元仿真技术对此进行了分析和模拟。
首先，本文选取了一种常见的船舶高压水射流除锈设备作为研究对象，利用ANSYS Workbench软件建立了相应的三维有限元模型。
该模型包括一个船体样板和一支高压水射
流枪，其中船体样板由铸铁材料制成，高压水射流枪为钢材制成。
在建立模型的过程中，
考虑到边界条件和实际除锈过程中的操作参数，对模型进行了适当的简化和修正。
接着，我们对除锈过程中的物理场进行了仿真分析。
具体来说，我们分别考虑了高压
水射流流场、温度场、应力场和形变场等。
在高压水射流流场分析中，由于高压水射流速
度较高，因此在射流打到船体表面时会产生强烈波动和涡流现象。
同时，在温度场分析中，我们考虑了高压水射流对船体表面的冷却作用，计算了船体表面的温度分布情况。
此外，
我们还对船体样板的应力场和形变场进行了仿真分析，确定了船体表面在受到高压水射流
作用下的应力和变形情况。
最后，我们对仿真结果进行了评估和分析。
通过比较不同操作参数下的除锈效果和船
体表面的应力分布情况，我们得出了一些有价值的结论。
例如，我们发现在高压水射流速
度较高的情况下，虽然可以有效解决船体表面的锈蚀问题，但是同时也会产生较大的应力
和破坏性变形。
因此，在实际操作中需要找到适当的除锈参数，以避免对船舶安全性造成
不良影响。
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广泛的应用。
它可以用于清洗容器，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、煤气管线及换热器；还可用于清洗船舶上积附的海洋社会那怪物和水垢、铁垢、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不能溶的特殊垢；3）洗后的设备和零件，不能进行洁净处理；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结构高压水射流清洗装置称为高压水射流清洗剂，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。
3、高压水射流清洗过程中几个主要参数的确定1）工作压力确定高压水射流清洗的工作压力应根据垢性质合理选择。
高压水射流清洗压力等级：低压0.5~20Mpa 高压140~400Mpa中压20~70Mpa 超高压＞400Mpa高压水射流清洗常用的压力位2~35Mpa，水流量20~100L/min，在这样的范围之内，所耗费功率为3~15KW；大多数的清洗作业都可使用70Mpa以内的水射流来完成；只有极少数结渣作业要用到270Mpa。
剥层材料与压力对照如下：剥层材料与压力对照高压水射流清洗工程清洗设备压力、流量联系2）实际流量确定喷射时的实际流量一般取决于原始的额定流量：U=√2P/ρ式中，U为流量，m/s；P为工作压力，Mpa;ρ为液流密度，kg/m³。
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自动爬壁水射流除锈技术在船舶修理中
的应用
摘要：本文通过对比船舶修理行业传统的传统除锈技术的弊端，介绍了自动爬壁水射流除锈技术的优势和应用现状，
并针对现阶段的应用局限性提出几点应对措施，最后对该项
技术的应用前景作出展望。
关键词：爬壁，水射流，除锈，船舶修理
由于航运具有覆盖范围广、航道投资小、运输能力强、占地少、成本低的优势在我国现代货物运输中具有不可替代的
地位。
近年来，随着我国航运行业的发展，我国水路货运量
不断上升，这也致使负责水路运输的船舶新造交付数量增多，船舶的使用频率增大，船舶修理的业务量和工程量也随之增多。
涂装工程是船舶修理中的固定项目，也是耗时较长的修理项目，基本贯穿船舶修理整个坞/排期。
统计结果表明，影响涂层寿命有以下几点因素：钢铁表面除锈质量49.5%，涂装
工艺条件26.5%，涂层厚度19.1%，涂料种类4.9%，可见，
涂装前钢材表面处理的质量是影响涂层保护性能的关键因素。
一、传统除锈方式及其弊端
目前各国内修船厂对船舶表面清洗除锈工作基本是由传统的人工喷砂来实现。
喷砂工艺于上世纪八十年代进入商业应用，其原理是从空气压缩机为动力将有钢质容器内的干砂输送至喷砂枪，形成砂射流籍以剥除锈层。
喷砂的丸击作用，砂砾的碎裂均匀地打击下锈层，根据除锈等级要求人工手动控制喷枪运行速度。
喷砂除锈工序复杂、成本高、效率低，还会造成大量的粉尘污染，甚至在2.5公里高的空气层里仍有灰沙，是环境保护部门管控的重要方面，为此，部分船厂只能在夜间开展修理除锈、喷漆施工，不仅会延长船舶坞期，严重影响修理进度，而且夜间施工危险系数极高不符合“以人为本”的新时代生产理念。
同时，传统的人工除锈、喷涂油漆的施工质量受人员质量意识、作业技能及经验影响，且为防止除锈后的船体表面返锈或污染，油漆喷涂需在除锈有限时内完成，易于产生质量不稳定因素。
此外，传统涂装作业过程中产生大量的金属粉尘、有害化学物质危害施工工人人身健康，也导致近年来涂装作业人员老龄化，从业人员流失增加，这些对船舶修理涂装工程都产生不利影响。
二、自动爬壁水射流除锈技术应用现状及其优势
（一）超高压水除锈技术应用现状及优势
超高压水射流除锈技术自上世纪70年代末开始发展，到
目前为止，超高压水射流除锈已经成为西方发达国家的主要
除锈技术，其除锈原理是使用高压泵打出高压水，经过管路
到达喷嘴，再把高压力低流速的水转换为高压力高流速的射流，连续不断的作用于船舶表面从而使锈迹脱落，与传统除
锈方式对比具有成本低、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。
（二）爬壁机器人技术应用现状及优势
爬壁机器人作为一种具有在壁面上吸附和移动功能的机器人，采用电磁、永磁或真空吸附方式，通过车轮或履带的方式，可以遥控在竖直壁面或者负角度壁面代替人工进行爬壁
作业，完成工人无法完成的工作，广泛应用在电力行业、建
筑行业消防部门以及造船修船等行业。
（三）自动爬壁水射流除锈技术应用现状及其优势
基于超高压水射流除锈技术和爬壁机器人技术设计出船舶除锈爬壁机器人便可实现绿色高效安全生产的目标。
近年来，国外很多大型企业和科研院所研制出了多种超高压水射流船
舶除锈爬壁机器人，美国和德国的Flow、CHUKAR、LAMAT公
司以及哈摩尔曼等公司在该领域取得了明显的成果。
国内关
于船舶除锈清洗爬壁机器人的研究起步较晚，合肥通用机械
研究院和大连海事大学最早做了研究并取得系列成果。
超高
压水射流除锈爬壁机器人在国内民用船舶修造领域已有了初
步应用。
三、自动爬壁水射流除锈技术在船舶等级修理中应用局限性及应对措施
（一）应用局限性。
自动爬壁水射流除锈技术在我国长江沿岸民船修船厂率先应用并取得一定成功，但并未在整个修船行业普及应用，主
要还存在以下几个局限因素：
1.钢板曲率较大处机器人无法吸附爬壁
自动爬壁水射流除锈成套系统由超高压大功率泵机组、爬壁机器人和控制柜、真空抽吸系统三部分。
目前应用较多的
吸附方式是机器人靠外来真空附壁，要求真空吸力（0.6bar
真空度）产生的附壁扭矩大于机器人本身重量、拖带物重量
和真空吸力产生的滚动摩擦力矩等共同构成的倾覆力矩，因
此在钢板表面曲率较大处，容易使吸盘漏气，吸附力拒相比
在平面钢板上要小很多，存在机器人摔落的风险。
2.返锈现象较为严重
用水除锈，在除锈过后钢板上的水残留不及时清理会很快返锈，尤其是沿海区域，水中含各类金属盐较多，返锈更快，
而返锈是制约超高压水射流除锈技术应用和发展的最大问题，返锈后钢板表面不满足喷涂底漆的要求，严重影响防锈效果。
3.整套设备成本较贵
自动爬壁水射流除锈技术最早在国外开始应用，整套设备的研发和生产制作国外处于行业领先水平，国内虽然也开始
涉足该项领域，但起步较晚，一些关键设备、零部件还要依
托进口，使得整套设备的购入成本较高，后续的维护成本投
入也较大，这也造成该项技术在船舶修理领域应用十分受限。
（二）应对解决措施。
1.针对爬壁机器人在钢板表面曲率较大处吸附力小，存在设备掉落的风险，可采用真空吸附+电磁吸附相结合方式，增大吸附力，不存在真空漏气后吸附力矩不足以维持机器人在
壁面吸附的问题。
电磁吸附，需要电力维持，壁面是导磁材料，控制较方面，但对船体外板一些敏感区域不适合磁吸和
非导磁区域，电磁吸附也受限，因此需采用真空吸附+电磁吸附相结合的方式。
2.针对用“水”除锈返锈的问题，可以采用加入亚硝酸钠等缓蚀剂的方法来抑制钢板返锈，延长返锈时间。
同时也可
以在自动爬壁机器人上加装吹初烘干装置，在作业的同时，
也将附着在钢板表面水残留吹初烘干防止返锈。
而目前最为
行之有效的，也是最简单的就是研制和使用可带湿带锈涂装
的底漆，保证在五年以上拥有很好的自身防锈性能。
3.针对成套设备成本较贵的问题，主要受限于国内多家企业在研制和生产该类产品时，一些关键设备、部件还有依托
进口，如自动爬壁水射流除锈设备的执行机构（喷嘴）、超
高压泵组等，一旦完成国产化替代工作，成套设备成本将直
线下降。
虽说前期投入较大，但从长远经济角度来看，相比
于传统除锈技术，除锈成本是原先的1/5以上，作业效率是
原先的3倍，具有优良的经济价值。
四、应用前景
自动爬壁水射流除锈喷漆技术在施工质量上质量稳定性更易控，在施工操作上对施工人员技术要求低，在除锈作业效
率上相比传统除锈作业更高，在环境保护上可以有效降低污染，在职业安全上可以大大改善作业环境进而降低职业危害，同时，在除锈面积相同的船舶表面时，较喷砂除锈，其用水
量可以只需用砂量是1/5，具有较好的质量经济效益。
喷漆
除锈爬壁机器人吸附可靠，爬高能力强，移动速度快，反应
灵活，遥控操作，可以缩短船舶修理坞期和周期，直接提高
修船厂的船舶涂装修理能力，具有广泛应用前景。
此外，如
果在该项技术的基础上，增加自动喷漆技术，实现边除锈边
喷漆，整个涂装工作作业时间又将进一步缩短，对于修船厂来说，创造的经济利益将更大。