CN107825300A - 一种高压弥雾船舶除锈设备及船舶除锈方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压弥雾船舶除锈设备，包括喷砂装置和加水装置，喷砂装置包括储砂罐、压缩空气分配器、气砂混流三通、喷砂管及与喷砂管相连的喷枪，加水装置包括增压水泵组、压力水分配器及输水管，输水管的一端接入喷枪。本发明还公开了一种进行船舶除锈的方法，该方法利用上述高压弥雾船舶除锈设备进行相关的船舶除锈作业。本发明在保持原有喷砂除锈作业的高效、适宜钢板表面粗糙度和油漆层断面间理想坡度的情况下，充分利用了船舶除锈企业原有的喷砂作业设备和操作工艺，有效地抑制了喷砂除锈作业带来的锈蚀粉末扬尘，消除了漂浮扬尘对工作场所和相邻环境带来的影响，为船舶修理提供了一种可行的钢板除锈创新技术。

Description

一种高压弥雾船舶除锈设备及船舶除锈方法

技术领域

本发明属于船舶除锈技术领域，尤其涉及一种高压弥雾船舶除锈设备及船舶除锈方法。

背景技术

船舶经过一定时间的营运或航行，船壳板或船体结构的表面，在海洋环境下，会逐渐形成较为严重的锈蚀层，如不及时处理，会对船舶结构强度和船舶航行安全带来隐患。因此，船舶需要定期到修船厂进行除锈和再喷涂油漆作业。

喷砂除锈是目前修船企业普遍使用的一种船舶除锈技术，多年来一直在业内得到了广泛使用，是一种成熟的船舶除锈技术。在进行喷砂除锈作业以前，需要先用高压水对锈蚀的钢板表面进行冲洗，冲除附着的海生物、污物和盐分，待钢板表面干燥以后，再进行喷砂除锈作业。

现有的喷砂除锈作业是将0.7MPa的压缩空气流经气砂混流三通时，将储砂罐中的铜渣砂高速吸流进喷砂管，再通过喷砂管末端的喷枪，将铜渣砂高速喷射到钢板表面，在铜渣砂的冲击下，钢板表面的锈蚀层被冲击掉，通过不断的喷枪换位，完成对钢板表面的大面积除锈。该技术在彻底去除钢板表面锈蚀层的同时，还能达到油漆涂装所要求的钢板“除白”(钢材表面露出灰白色肉质)、适宜的表面粗糙度(较均匀细小的麻点坑)和油漆层断面间坡度的表面质量，以满足相关油漆喷涂的技术标准要求，使得油漆涂装后能够得到理想的附着力，避免新油漆涂层在短时间内因附着力不够而很快剥落，而产生新的锈蚀层。在喷砂除锈完成后，还需要用压缩空气对钢板除锈表面进行吹扫，吹除喷砂后附着的锈蚀粉尘，然后再完成油漆的涂装作业。

上述喷砂除锈作业存在一个严重问题，就是在喷砂除锈作业时，会产生干燥锈蚀粉尘的扬尘，造成空气污染，对施工人员和相邻环境产生较大的负面影响。对于喷砂作业这一现状，修船企业采取了很多方法加以应对，比如：在喷砂作业时，用防尘网罩住整个作业场地、在作业场地四周布设喷淋水墙、使用雾炮喷雾消尘、探索和研究使用其他形式的除锈作业方式等。但到目前为止，修船企业还没有寻找到一个非常理想的替代除锈技术，致使修船企业不得不通过降低喷砂作业量来减少扬尘，喷砂作业的扬尘给修船企业的正常生产带来了严重的影响。

由于喷砂除锈作业存有严重扬尘，一段时间内修船企业纷纷引进超高压水除锈技术，这无疑成为修船企业应对除锈作业扬尘的一个很好的除锈技术创新尝试，在修船企业中也持续推广了很多年。超高压水在完成除锈作业的同时，水雾与锈蚀粉尘混合，能够取得理想的消除扬尘效果。

然而，超高压水除锈技术存有下述几个不足和局限性：1、单枪除锈的效率很低，船底壳“除白”效率大约仅为喷砂除锈作业的三分之一，有时遇到特种油漆涂层会更慢；2、超高压水除锈后的钢板表面粗糙度不会有太大改善，即除锈前后钢板表面的粗糙度基本相同，一般情况下，锈蚀层下的钢板表面粗糙度不可能满足油漆涂装的技术标准要求；3、超高压水除锈后，旧油漆涂层断面间不能形成油漆层坡度(一种类梯田式的油漆层阶梯)，致使新油漆涂层之间不能够交错搭接，从而影响新旧油漆涂层间的结合力；4、油漆厂家还没有研发出品种齐全的相应的配套油漆产品；5、改用超高压水除锈，每平米需要增加2美元的费用，全船除锈则会增加上万美元、甚至几万美金的费用，因此船东不能接受超高压水除锈作业；6、企业需要另外购置几十台超高压水机组，生产成本大幅增加；7、改为超高压水除锈技术后，大量喷砂除锈设备会被闲置，造成很大的浪费；8、操作工人需要进行新技术的学习和操作培训，人工成本增大。

由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。

发明内容

为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种高压弥雾船舶除锈设备及船舶除锈方法，以抑制锈蚀粉末扬尘的同时，达到满足油漆涂装标准要求的钢板表面质量。

本发明所采用的技术方案为：

一种高压弥雾船舶除锈设备，包括喷砂装置和加水装置，所述喷砂装置包括储砂罐、压缩空气分配器、气砂混流三通、喷砂管及喷枪，所述储砂罐内存储有铜渣砂，储砂罐的底端设置有若干个与储砂罐相连通的出砂管，一根出砂管对应连接一个所述气砂混流三通，所述压缩空气分配器的进气口处连接有压缩空气进气管，压缩空气分配器上设置有与气砂混流三通数量相同的出气口，各出气口处分别连接有压缩空气出气管，一根压缩空气出气管对应连接一个气砂混流三通，一个气砂混流三通对应连接一根所述喷砂管，各喷砂管的另一端对应连接一根所述喷枪；所述加水装置包括增压水泵组、压力水分配器及输水管，所述压力水分配器的进水口与增压水泵组相连，压力水分配器设置有与所述气砂混流三通数量相等或数量多于气砂混流三通的出水口，一个出水口对应连接一根所述输水管，输水管的另一端接入所述喷枪。

所述喷砂管的末端设置有喷枪座，所述喷枪设置在喷枪座上。

所述喷枪为单进风喷枪，所述喷枪座上设置有进水口，进水口处设置有进水接头，所述输水管通过所述进水接头与所述进水口相连通。

所述喷枪为双进风喷枪，双进风喷枪的中部设置有若干个径向补风口，其中一个径向补风口作为进水口，且双进风喷枪的中部外侧设置有进水钢套，进水钢套上与所述进水口位置相对的地方设置有进水胶管接头，所述输水管通过进水胶管接头与所述进水口相连通。

所述进水钢套与双进风喷枪外壁之间设置有两道密封圈，两道密封圈分别位于所述进水胶管接头的两侧。

各所述出砂管和各所述压缩空气出气管上均设置有球阀。

所述压缩空气分配器上设置有空气压力表。

所述压力水分配器上设置有水压表。

本发明还公开了一种利用上述高压弥雾船舶除锈设备进行船舶除锈的方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，根据待除锈船舶需除白的总面积、坞期安排和人员配置情况，准备足够数量的储砂罐、压缩空气分配器、气砂混流三通、喷砂管、喷枪、增压水泵组、压力水分配器、输水管、高空车和操作人员，并确认用于组成所述高压弥雾船舶除锈设备的各部件处于完好的待用状态；

步骤2，根据除锈工序和操作顺序安排，布设和稳妥放置储砂罐，确认储砂罐各附件完整齐全、连接正确；检查外接压缩空气进气管的一端与压缩空气分配器的进气口连接妥当，目测储砂罐距离除锈工位的距离，根据该距离配置适当长度的喷砂管和输水管；在坞岸上选好放置位置，将增压水泵组布设妥当，将输水管的一端连接在增压水泵组的出水口、另一端连接至喷枪的进水口，并将连接同一喷枪的喷砂管和输水管进行等间距绑扎固定；

步骤3，检查和确认用于组成所述高压弥雾船舶除锈设备的各部件连接正确，无漏水和漏气现象发生；检查确认压缩空气和水的压力满足规定要求，即可进行高压弥雾除锈操作；

步骤4，操纵人员站立在坞底高空车上的作业平台上，手持喷枪；操作高空车将作业平台推送到除锈工位，开启压缩空气分配器和增压水泵组，进行高压弥雾除锈操作；

步骤5，高压弥雾除锈完成后，使用高压水从上至下对除锈钢板全部表面进行高压水冲洗，冲洗掉钢板表面的粘着物和颗粒物，得到干净的船壳钢板表面；

步骤6，高压水冲洗钢板表面后，使用压缩空气吹扫钢板表面，确保钢板表面保持干燥无水分，以便进行下一步的油漆涂装作业。

所述压缩空气的压力为0.7MPa，增压水泵组的出水压力不低于0.5MPa。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：

1、本发明将压缩空气、铜渣砂和水在喷枪中进行充分混合，喷射出高速含水砂柱，冲击船壳钢板锈蚀层，可快速使钢板表面“除白”，在这个过程中锈蚀粉尘能够充分吸收水分，聚集成大的湿颗粒，在失去冲击惯性以后，迅速沉降，达到理想的消除扬尘的效果，改善了工作环境。

2、本发明在收到良好的除尘效果的同时，还能达到满足油漆涂装标准要求的钢板表面质量，即适宜的粗糙度和油漆层断面间的适宜坡度，为下一步得到高质量的船板油漆涂层打下了良好的基础。

3、利用本发明，油漆企业不必投入大量的资金与时间研发配套的新油漆产品，船舶除锈企业不必增加大量资金购置超高压水机组等，且不必闲置大量的喷砂作业设备，此外，利用本发明无需船舶除锈企业原先的操作人员再进行新技术的学习和操作技能培训，使用本发明中的设备和方法，结合操作人员原有的喷砂操作技术和经验即可完成除锈作业。

附图说明

图1为本发明实施例1中单进风喷枪的结构示意图。

图2为本发明实施例2中双进风喷枪的结构示意图。

图3为本发明中喷枪座的结构示意图。

图4为本发明中进水钢套的结构示意图。

图5为本发明中储砂罐、空气压力分配器、喷砂管等的装配图。

图6为本发明实施例1中单进风喷枪与喷枪座、喷砂管的装配图。

图7为本发明实施例2中双进风喷枪与喷枪座、喷砂管、进水钢套的装配图。

图8为本发明实施例1的装配示意图。

图9为利用本发明中所述设备和方法对船舶进行除锈后，船舶油漆层断面间的坡度示意图。

其中，

1、单进风喷枪 2、双进风喷枪 3、喷枪座 4、进水钢套 5、进水胶管接头 6、固定螺栓 7、密封圈 8、储砂罐 9、空气压力表 10、压缩空气分配器 11、压缩空气进气管 12、球阀13、气砂混流三通 14、喷砂管 15、输水管 16、进水接头 17、水压表 18、压力水分配器 19、增压水泵组

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1：

如图1、图3、图4、图5、图6及图8所示，一种高压弥雾船舶除锈设备，包括喷砂装置和加水装置。

所述喷砂装置包括储砂罐、压缩空气分配器、气砂混流三通、喷砂管及喷枪。

所述储砂罐内存储有铜渣砂，储砂罐的底端设置有若干个与储砂罐相连通的出砂管，一根出砂管对应连接一个所述气砂混流三通。各所述出砂管上均设置有球阀。

所述压缩空气分配器上设置有空气压力表。所述压缩空气分配器的进气口处连接有压缩空气进气管，所述压缩空气进气管与坞岸上的压缩空气总管相连。所述压缩空气分配器上设置有与气砂混流三通数量相同的出气口，各出气口处分别连接有压缩空气出气管，一根压缩空气出气管对应连接一个气砂混流三通。各所述压缩空气出气管上均设置有球阀。

一个气砂混流三通对应连接一根所述喷砂管，各喷砂管的另一端对应连接一根所述喷枪。

所述加水装置包括增压水泵组、压力水分配器及输水管。

所述压力水分配器上设置有水压表。所述压力水分配器的进水口与增压水泵组相连，压力水分配器设置有与所述气砂混流三通数量相等或数量多于气砂混流三通的出水口。各所述出水口处均设置有水阀。一个出水口对应连接一根所述输水管，输水管的另一端接入所述喷枪。

所述喷砂管的末端设置有喷枪座，所述喷枪设置在喷枪座上。所述喷枪为单进风喷枪，所述喷枪座上设置有进水口，进水口处设置有进水接头，所述输水管通过所述进水接头与所述进水口相连通。

使用本实施例的高压弥雾设备进行船舶除锈时，操作人员站立在置于坞底的高空车作业平台上，手持喷枪达到除锈操作工位后，打开球阀，启动增压水泵组供压力水，喷枪即可喷射出高速含水砂柱，不断移动作业平台、变换喷枪喷射点位，即可进行钢板的大面积除锈

如图9所示，利用本发明中的高压弥雾除锈设备进行船舶除锈后，船舶壳体表面漆层断面间相较于使用超高压水除锈而言具有明显的类梯田坡度，能够很好地满足油漆的涂装技术标准要求。

实施例2：

如图2、图3、图4、图5及图7所示，一种高压弥雾船舶除锈设备，本实施例的结构和原理与实施例1基本相同，唯一不同的地方在于：

所述喷枪为双进风喷枪，双进风喷枪的中部设置有若干个径向补风口，其中一个径向补风口作为进水口。所述双进风喷枪的中部外侧设置有进水钢套。进水钢套通过紧固螺栓安装在所述双进风喷枪上。进水钢套上与所述进水口位置相对的地方设置有进水胶管接头，所述输水管通过进水胶管接头与所述进水口相连通。所述进水钢套与双进风喷枪外壁之间设置有两道密封圈，两道密封圈分别位于所述进水胶管接头的两侧。

本实施例中的双进风喷枪与实施例1中的单进风喷枪的进水口的设置位置不同，但是水砂混喷和迷雾的效果与实施例1没有区别。

本发明还公开了一种利用上述高压弥雾船舶除锈设备进行船舶除锈的方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，根据待除锈船舶需除白的总面积、坞期安排和人员配置情况，准备足够数量的储砂罐、压缩空气分配器、气砂混流三通、喷砂管、喷枪、增压水泵组、压力水分配器、输水管、高空车和操作人员，并确认用于组成所述高压弥雾船舶除锈设备的各部件处于完好的待用状态；

步骤2，根据除锈工序和操作顺序安排，布设和稳妥放置储砂罐，确认储砂罐各附件完整齐全、连接正确；检查外接压缩空气进气管的一端与压缩空气分配器的进气口连接妥当，目测储砂罐距离除锈工位的距离，根据该距离配置适当长度的喷砂管和输水管；在坞岸上选好放置位置，将增压水泵组布设妥当，将输水管的一端连接在增压水泵组的出水口、另一端连接至喷枪的进水口，并将连接同一喷枪的喷砂管和输水管进行等间距绑扎固定；

步骤3，检查和确认用于组成所述高压弥雾船舶除锈设备的各部件连接正确，无漏水和漏气现象发生；检查确认压缩空气和水的压力满足规定要求，即所述压缩空气的压力为0.7MPa，增压水泵组的出水压力不低于0.5MPa；各项要求满足后即可进行高压弥雾除锈操作；

步骤4，操纵人员站立在坞底高空车上的作业平台上，手持喷枪；操作高空车将作业平台推送到除锈工位，开启压缩空气分配器和增压水泵组，进行高压弥雾除锈操作；

步骤5，高压弥雾除锈完成后，使用高压水从上至下对除锈钢板全部表面进行高压水冲洗，冲洗掉钢板表面的粘着物和颗粒物，得到干净的船壳钢板表面；

步骤6，高压水冲洗钢板表面后，使用压缩空气吹扫钢板表面，确保钢板表面保持干燥无水分，以便进行下一步的油漆涂装作业。

下面以一组实验来进一步验证和阐述本发明所述高压弥雾除锈技术的除锈效率、除锈后钢板表面质量和扬尘情况：

本验证试验是在厂内修理的马士基公司集装箱船“圣马高”轮上实施的。该集装箱船是总长318.4米，型宽40米，6648标准箱的集装箱船。该船载重水线以下的船壳外板需要全部“除白”，其“除白”面积约为17500平方米，共使用了60杆喷枪，连续进行24小时不间断喷砂除锈作业。正常情况下，完成该船全部“除白”作业，约需要96个小时。

为了测试和验证不同除锈技术的除锈效率、钢板表面质量和扬尘情况，在“圣马高”轮喷砂除锈作业时，设置了2块3×3＝9M²和1块3×0.5＝1.5M²的水线下船壳板区域，用于进行除锈作业对比试验，以同样的“除白”效果作为除锈标准，分别对除锈速度、除锈钢板表面粗糙度、油漆层断面间坡度和目视扬尘情况进行测试和对比。测量和对比结果如下：

喷砂除锈：9M²喷砂耗时2小时57分37秒，除锈速度约3.04平米/小时，表面粗糙度平均值为75.6微米，目视有油漆层断面坡度，目视有严重的扬尘，漂浮距离很远；

超高压水除锈：3M²除锈耗时2小时51分25秒，除锈速度约1.05平米/小时，表面粗糙度平均值为51.6微米(特选除锈范围内有几块较严重的锈蚀斑块，非锈蚀斑块的其他除锈处与高压弥雾除锈的粗糙度相近)，目视没有油漆层断面坡度，目视在3至5米范围内有较浓的水雾团，水雾团消失的时间较长，目视没有扬尘；

高压弥雾除锈：9M²喷砂耗时2小时56分28秒，除锈速度约3.06平米/小时，表面粗糙度平均值为74.3微米，目视有油漆层坡度，目视在2至3米内有水尘混合雾，雾会迅速消失，目视没有扬尘。其中单进风和双进风喷枪的测量值相同。

通过对比发现，本发明所述的高压弥雾除锈技术能够有效地消除了船舶喷砂除锈作业产生的锈蚀粉扬尘，且其除锈作业效率高，水线下船壳板“除白”约为超高压水除锈速度的三倍，此外，利用本发明的高压弥雾除锈技术进行除锈后，钢板除锈后的表面粗糙度和油漆层断面间坡度，均满足油漆的涂装技术标准要求。

本发明克服了现有喷砂除锈技术产生严重扬尘的弱点，在保持原有喷砂除锈作业的高效、适宜钢板表面粗糙度和油漆层断面间理想坡度的情况下，充分利用了船舶除锈企业原有的喷砂作业设备和操作工艺，有效地抑制了喷砂除锈作业带来的锈蚀粉末扬尘，消除了漂浮扬尘对工作场所和相邻环境带来的影响，为船舶修理提供了一种可行的钢板除锈创新技术。

本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种高压弥雾船舶除锈设备，其特征在于，包括喷砂装置和加水装置，所述喷砂装置包括储砂罐、压缩空气分配器、气砂混流三通、喷砂管及喷枪，所述储砂罐内存储有铜渣砂，储砂罐的底端设置有若干个与储砂罐相连通的出砂管，一根出砂管对应连接一个所述气砂混流三通，所述压缩空气分配器的进气口处连接有压缩空气进气管，压缩空气分配器上设置有与气砂混流三通数量相同的出气口，各出气口处分别连接有压缩空气出气管，一根压缩空气出气管对应连接一个气砂混流三通，一个气砂混流三通对应连接一根所述喷砂管，各喷砂管的另一端对应连接一根所述喷枪；所述加水装置包括增压水泵组、压力水分配器及输水管，所述压力水分配器的进水口与增压水泵组相连，压力水分配器设置有与所述气砂混流三通数量相等或数量多于气砂混流三通的出水口，一个出水口对应连接一根所述输水管，输水管的另一端接入所述喷枪。

2.根据权利要求1所述的一种高压弥雾船舶除锈设备，其特征在于，所述喷砂管的末端设置有喷枪座，所述喷枪设置在喷枪座上。

3.根据权利要求2所述的一种高压弥雾船舶除锈设备，其特征在于，所述喷枪为单进风喷枪，所述喷枪座上设置有进水口，进水口处设置有进水接头，所述输水管通过所述进水接头与所述进水口相连通。

4.根据权利要求2所述的一种高压弥雾船舶除锈设备，其特征在于，所述喷枪为双进风喷枪，双进风喷枪的中部设置有若干个径向补风口，其中一个径向补风口作为进水口，且双进风喷枪的中部外侧设置有进水钢套，进水钢套上与所述进水口位置相对的地方设置有进水胶管接头，所述输水管通过进水胶管接头与所述进水口相连通。

5.根据权利要求4所述的一种高压弥雾船舶除锈设备，其特征在于，所述进水钢套与双进风喷枪外壁之间设置有两道密封圈，两道密封圈分别位于所述进水胶管接头的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种高压弥雾船舶除锈设备，其特征在于，各所述出砂管和各所述压缩空气出气管上均设置有球阀。

7.根据权利要求1所述的一种高压弥雾船舶除锈设备，其特征在于，所述压缩空气分配器上设置有空气压力表。

8.根据权利要求1所述的一种高压弥雾船舶除锈设备，其特征在于，所述压力水分配器上设置有水压表。

9.一种利用权利要求1至8所述的高压弥雾船舶除锈设备进行船舶除锈的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1，根据待除锈船舶需除白的总面积、坞期安排和人员配置情况，准备足够数量的储砂罐、压缩空气分配器、气砂混流三通、喷砂管、喷枪、增压水泵组、压力水分配器、输水管、高空车和操作人员，并确认用于组成所述高压弥雾船舶除锈设备的各部件处于完好的待用状态；

步骤2，根据除锈工序和操作顺序安排，布设和稳妥放置储砂罐，确认储砂罐各附件完整齐全、连接正确；检查外接压缩空气进气管的一端与压缩空气分配器的进气口连接妥当，目测储砂罐距离除锈工位的距离，根据该距离配置适当长度的喷砂管和输水管；在坞岸上选好放置位置，将增压水泵组布设妥当，将输水管的一端连接在增压水泵组的出水口、另一端连接至喷枪的进水口，并将连接同一喷枪的喷砂管和输水管进行等间距绑扎固定；

步骤3，检查和确认用于组成所述高压弥雾船舶除锈设备的各部件连接正确，无漏水和漏气现象发生；检查确认压缩空气和水的压力满足规定要求，即可进行高压弥雾除锈操作；

步骤4，操纵人员站立在坞底高空车上的作业平台上，手持喷枪；操作高空车将作业平台推送到除锈工位，开启压缩空气分配器和增压水泵组，进行高压弥雾除锈操作；

步骤5，高压弥雾除锈完成后，使用高压水从上至下对除锈钢板全部表面进行高压水冲洗，冲洗掉钢板表面的粘着物和颗粒物，得到干净的船壳钢板表面；

步骤6，高压水冲洗钢板表面后，使用压缩空气吹扫钢板表面，确保钢板表面保持干燥无水分，以便进行下一步的油漆涂装作业。

10.根据权利要求9所述的一种高压弥雾船舶除锈设备进行船舶除锈的方法，其特征在于，所述压缩空气的压力为0.7MPa，增压水泵组的出水压力不低于0.5MPa。