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项目年度编号
1500520372
中图分类号
TG664 TP69
成果公布年份
2015
成果简介
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年代中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、100kW以内，射流部件限于手持喷枪，应用停留在简单的清洗作业。项目组自1995年始，针对破碎、除层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，开发了大流量水力破碎、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、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，使中国的水射流技术、产品和产业从无到有，到大规模生产。主要创新点如下:建立量化射流模型和装备标准体系。揭示射流现象和机理，建立射流压力、磨料量、喷嘴直径、材料特性、靶距、打击力、横移速度、材料破坏量等参数的量化模型，形成射流核心技术的工程设计方法和技术专著；提出喷嘴与泵优化匹配的超高压初始工况指标、易损件运行寿命期及其失效点指标，三者构成产品运行可靠性的通用评价方法，形成3项国标为基础的装备标准体系。创新超高压旋转水射流技术。研制宝石和钻石喷嘴总成实现不同参数超高压大流量工况；以弹簧预压非接触端面镜面间隙实现超高压射流旋转体，采用粘性工质阻尼旋转体稳定在最佳转速，不超速、不卡死。超高压旋转射流保证了高难度作业的打击力，将点击变为面击，开发出二维、三维旋转射流喷头，极大提高工效。研发多种超高压发生设备。设计间隙套筒与填料间置的预压式组合密封形式，利用锥形套筒弹性变形创造难以加工的压力降间隙将超高压降为高压，再由芳纶填料密封，可靠地解决纯水介质大范围参数和速度的超高压往复密封；针对进出水阀组研制组合式平衡阀组，保证多种超高压泵和增压器的可靠运行。研发工程化应用的成套装备。创造多种射流形式与工况，优化组构多学科技术，实现特定工程目标的新工艺，形成超高压水射流爬壁除锈、储油罐油泥破碎回收、特殊材料多功能水切割、机场跑道除胶、路桥道面破碎、氧化铝管道化除疤等全新成套装备，并达到产业化能力。该项目获国家发明专利18项，制修订国家和行业标准9项，发表论文86篇，出版技术专著1部，获省部级一等奖2项。产业化近三年新增销售额97447万元，新增利润12045万元，新增税收6257万元，出口创汇3172万美元。
完成人
薛胜雄 陈正文 陈波 齐永健 王永强 吴大转 巴胜富 任启乐 苏吉鑫 韩彩红 赵红军 朱华清 鲁飞 蒋镇汉 庞雷
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