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高压清洗机在自来水管道内壁清洗中的应用
高压清洗机在自来水管道内壁清洗中的应用
中国大、中型城市的自来水管线长度在30一100km不等，管道直径在150一 1000mm之间，管线大部分采用带有水泥衬里的铸铁管道敷设，在使用一定年限之后就会出现管道内壁水泥衬里局部损坏、附着污垢、管道局部生锈及腐蚀等现象，这不仅会对输送的自来水造成二次污染，而目腐蚀严重会出现爆管现象，造成则一产损失和安全事故，所以定期修复管道十分必要。
目前普遍采用的是非开挖式管道修复工艺，具体修复方法主要有以下两种:一种是在原有管道内壁穿插异径H DPE管，另一种是喷涂饮用水级环氧涂料。在采用以上两种方法修复之前必须对管道内壁进行清理。原来主要采用喷砂处理管道内壁附着物，清砂就成了一件非常麻烦但又无法避免的工作。采用高压水射流配套二维旋转喷头完成该项清理工作则变得非常简单，在管道上每隔约150m开一个操作孔，旋转喷头从开孔处置入，进行清理作业。
1设备的构成与介绍
因为管道修复都是现场作业，所以要求设备为移动式，主要有车载式和拖车式两种，前者的优点是使用方便，所有设备安装在一辆卡车上，很容易到达作业现场，缺点是投资成本较高;后者是设备安装在一辆拖车上，拖车本身没有动力，与前者的优缺点正好相反。一般根据用户的设备使用频率及资金情况来确定采用哪种形式。该设备主要由高压泵机组、高压开关控制阀、二维旋转喷头及支架、高压软管收放装置、高压软管、拖车方厢等部件组成。高压泵机组、高压软管收放装置安装在拖车上，高压软管盘在收放装置上，所有上装设备都置于方厢内。
1. 1高压泵机组
由于是现场作业，高压泵采用柴油机驱动形式更为方便。根据不同的管道情况，该设备需要完成三种任务:第一，铸铁管道内壁除锈;第二，清理破损的水泥衬里;第三，清理管道内壁的一般附着物。采用有限速装置的二维旋转喷头进行试验，得出不同处理任务所需的高压水压力。
根据试验情况，确定高压泵机组的参数为:最高工作压力100MPa，流量80L/ min，机组功率185kW 在高压泵机组的具体配置如下:
不同处理任务的高压水压力
处理任务高压水 压力 MPa
管道内壁除锈 85 90
清理水泥衬里 65 70
清理一般附着物 55 60
1)为了保证高压泵的稳定工作，在功率大于110kW时配套动力端强制润滑及油冷却系统是十分必要的，可有效地避免动力端的过高温升，并能保证曲轴轴瓦和轴承的充分润滑。
2)在高压泵进水口前设置过滤精度较高的过滤器(过滤精度为50-1001m)对高压过流部件延长寿命大有好处。由于加装过滤器会影响高压泵的顺畅进水，所以配套前置离心泵对高压泵进行有压供水，前置泵的动力由柴油机提供。
3)目前国内生产的工程用柴油机都有专门厂商为其配套控制系统，控制包括柴油机的启停、转速调节，柴油机水温、油压、转速等主要指标的显示与报警。较为完善的控制系统提高了柴油机的运行可靠
4)由于柴油机组置于方厢内，柴油机的排风和方厢的防雨是设计中需要考虑的问题。
1. 2高压开关控制阀
该阀用于控制高压水系统的高压与常压的切其实质为三通阀，一路高压进水、一路高压出水，.高压水射流技术在自来水管道内壁清理中的应用一路溢流。对于任何高压水系统，设置高压开关阀都是十分必要的，当有意外情况发生或操作需要系统卸压时可以立刻使系统降为常压，有效地保证系统设备和操作者的安全。
该阀为电控气动形式，由气缸升降带动高压阀芯的开闭，电磁阀控制气缸动作。电磁阀的开关在泵机组和喷头操作现场两处设置，高压泵处的开关只能控制阀的卸荷，以备高压泵操作者发现异常情况时对系统卸压，但该处开关不能单独控制系统升压，升压功能由喷头操作现场控制，防止因高压泵处的误操作对现场操作者造成伤害。该阀的核心部件和关键技术是阀芯、阀座的加工精度材料选择及热处理工艺。
1. 3二维旋转喷头
对于直径150一 1000mm的管道内壁清理作业，采用旋转喷头是十分必要的，可以最大限度地覆盖待清理表面。旋转喷头具有限速装置可以大大改善作业效果，喷头能否在一定的转速范围内稳定旋转工作是旋转喷头水平高低的标志。笔者曾经用不带限速装置的旋转喷头进行管道内壁清理试验，由于转速太高(约有1400rpm，并带有啸叫声)而导致处
理效果不理想，且旋转摩擦副零件的磨损较快。该设备中采用的是进口的BJV和BADGER型二维旋转喷头。
BJV型旋转喷头特点为:使用加长喷杆和中心支架，能够保证合适的靶距，产生很强的
旋转喷头牵引给进。主要适用场合:1)直径400m m以上管道的除锈和水泥衬里清除;2)直径650mm以上管道的附着物清除。
BADGER型旋转喷头特点为:喷嘴直接安装在喷头体上，随着管径的变大打击力减小;依靠射流反冲力自进。主要使用场合为:直径400m m以下管道的除锈和水泥衬里清除;直径650m m以下管道的附着物清除。
根据不同的管道直径、不同的处理任务选择相应的旋转喷头，会得到满意的作业效果和效率。
1. 4高压软管收放装置
该装置用于高压软管的收卷和展开。设备配套150m软管，总重量超过100kg，采用该装置可以大大减小操作者的劳动强度。为了能实现收放旋转，必须设置一个旋转接头，其结构所示，旋转接头的最高工作压力可达150M Pa。除此类使用外，该旋转接头已被成功应用于机场跑道除胶车的平面清洗器抽田油管内壁清洗旋转喷头及强制驱动的高压旋转喷枪等多种场合。
1. 5高压软管
前面提到，该设备配备了150m的高压软管，如此长的软管，压力损失是不能忽视的，给出的高压软管压力随软管直径、流量大小变化中灰颜色区域的水流速超过了15m/s，压力损失很大，一般不推荐使用。另外，高压软管接头的压力损失也是值得注意的。从压力损失及使用方便两方面考虑，该设备配套高压软管情况如下:80m的1根，20m的3根，lOm的1根，可以满足150m以内多种长度管道作业，最高工作压力100MPa，直径13mm。
2应用实例介绍
2007年7月，首先采用了该设备对铸铁自来水管进行了清洗作业，清洗效果和速度均达到了要求。对不同直径的自来水管，采用同一参数的高压泵机组配套不同尺寸的执行机架进行作业，节省了投资。二维旋转喷头具有较强打击力，能迅速完全地清除掉管道内壁的污物和锈层，对管道直径在150~1OOOmm的自来水管内壁推荐使用该设备清除铸铁自来水管道内壁的污物及锈层。
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