导语:“广船国际公司自主研发洗船机”“某地学生自主研发洗船机器人”,这样的新闻有时可以在网上看到。那么什么是洗船机呢?研发洗船机有什么用呢?今天就让我们一起来了解一下我国的洗船机。
洗船机,顾名思义就是用来清洗船舶的机器。虽然“洗船”一词在期货交易中另有含义,不过在这里我们暂且不表,还是来说说洗船机。洗船机针对的,基本上就是客轮、货轮这样的大型船只。
为何要给超级巨轮“洗澡”
轮船长期泡在水里,为什么还要清洗呢?
轮船外壳的主要材料还是钢铁,而钢铁在潮湿的环境中会慢慢与氧气反应被锈蚀,所以为了保护,会在其外再刷一层油漆阻隔海水和空气。
但是轮船日积月累下水,保护涂层会渐渐因为水流冲撞、泥沙剐蹭等因素损坏脱落。含氧多盐的海水会和钢铁形成原电池,使船体氧化生锈。腐蚀产生的铁锈疏松多孔,氧气和铁接触面积增大,腐蚀也会不断加快。此外,牡蛎等贝类动物,由于其吸附生长的习性,也会吸附在轮船外壳上,它们分泌的一些物质会腐蚀船壳、堵塞船只管道。
多种因素的影响下,轮船表面本来坚固的金属外壳会变得脆弱,容易漏水,也更容易被礁石等划破。因此定期清洗轮船,去除已锈蚀的部分和吸附的贝类,对于轮船寿命的保持也是非常重要的。
洗船用“手洗”?太伤船!
船舶清洗的传统方法是人工清洗,也就是需要刷子、铲子一类的工具,刮除掉附着的牡蛎和锈蚀的斑块。然而,对于动辄数万吨的巨轮而言,人工清洗缓慢而低效。而且人工用铲子清理,很可能因为用力不均匀,在船壳上造成深深浅浅的伤痕,这样反而造成了二次伤害。
人工清洗船舶螺旋桨(可见大量划痕)
为了提高洗船的效率,人们研发出了空气喷砂、化学浸洗等第二代洗船技术。空气喷砂是用高压空气将二氧化硅粉末吹到船身表面强力冲刷,能够快速清洁大面积的污垢。化学浸洗法则利用化学试剂将铁锈等污渍腐蚀分解。这两种方法虽然高效,但却有较严重的污染问题。
因此人们研发了高压水射流清洗技术,即高压水洗船机。下面,我们来详细了解这一技术。
“机洗”之洗船机来了!
洗船机大多也是用水冲洗的。而是高压水枪泵出的激流。洗船机的结构,不只是高压水枪的枪头,更重要的是把水压缩泵出的高压水泵。而除此以外,还可以有其他的辅助结构,包括调节高度用的机械臂、把水枪固定在某一位置用的吸盘、方便移动的履带等。
高压水枪的原理,本质上与玩具水枪是一样的。这种原理应用到高压水枪,就是压缩水箱内的气体,使水箱内气体挤压水,一旦打开水枪枪头上的阀门,水流就会快速喷射出。洗船机的水流压力,要远大于我们平时所用的。
如何使用洗船机清洗船舶?
把高压水枪对准要清洗的地方,高速的水流快速冲洗,会对牡蛎、锈块造成很大的冲击力,牡蛎会从船壳上脱落,而锈块之前提到过,结构疏松多孔,比起坚固致密的钢铁,很容易就被水流击碎,也从船壳上脱落下来。经过一番清理,船壳表面恢复原来平整光滑的钢铁壳,这样的船壳不仅寿命更长,在水中受到的阻力也会变小,日积月累下来节省的燃料也是非常可观的。
此外,高压水枪用的水也有讲究。航行中的船只缺乏淡水,因此多使用海水清洗。海水中的盐类等电解质成分远多于淡水,这些电解质成分容易加速船体的腐蚀,不利于船只维护。而在港口和船坞里,则多使用淡水清洗,避免造成二次腐蚀。
辽宁号航空母舰的自动化冲洗系统
此外,也可以将水加热来提高去污力。发动机及传动机构中的轴承、齿轮等零件表面油污油垢,冷水很难彻底清洗干净。而使用热水零件清洗机进行清洗效果就大不相同了,只需将零件放入机内,关上柜门,选定时间,即可非常轻松地将各种复杂的零件清洗干净。
高压水洗船机的优势
1,无环境污染。传统的空气喷砂、化学清洗等除垢技术,在清洗过程中会产生大量的粉尘或化学飞沫,给清洁船体的工人造成了职业肺病。而清洗剂一旦进入环境也会造成很严重的空气和水体污染。随着科学技术的进步,各企业对环保问题的重视程度日益提高,由于高压水射流以水作为介质,因此对于环境不会造成任何污染,属于绿色环保产品。
2,便于清洗形状和结构复杂的各种设备和零部件。喷砂工艺对于形状结构复杂的零件中细小的污垢很难清理,而高压水流可以充分渗入零件的狭缝中,效果极佳。
3,清洗成本低廉。高压水射流清洗,利用廉价的自来水或工业用水为介质,从而节省了大量的清洗剂,使清洗成本大为降低。
4,清洗过后的零部件无需二次洁净处理。如果用化学清洗,清洗过后的零部件还需用清水将表面的化学药剂冲刷干净,而高压水清洗就无需此过程。此外水流着力在船上铁板,由于自身硬度的原因,并不会像传统清洁方式那样造成船体伤害。
5,易于实现机械化、自动化,清洗效率高。
中国洗船机发展的现状与展望
在过去很长一段时间内,我国的洗船业是落后于世界水平的。大部分船厂和地方中小船队仍在沿用传统的拆厂方式、采用人工清除、碱煮、酸泡等国外早已淘汰的落后清洗工艺。洗船机只是一种遥不可及的理念。
时至今日,洗船人经过十余年的艰苦努力,专攻船舶清洗技术难题,先后研发出多项拥有独立知识产权的船舶清洗新技术,攻克了一系列多年无法解决的技术难题。同时,一大批自动化、智能化的洗船机也纷纷被研制出来,如履带式船舶除锈爬壁机器人,可以利用真空和磁力吸附在船身上,自动清理各种人力难以到达的角落。
浙江大学和大连海事大学研发的船只清洗机器人
随着技术的进步,以及中国制造业的深度改革与提升,我们可以预见,在不久的将来,会有更智能更先进的洗船机被制造出来,为更多巨轮的远航解决后顾之忧。
结语:
在这篇文章中,我们对为什么要使用洗船机、什么是洗船机、洗船机的原理和使用方法、洗船机的发展现状与展望进行了简单的介绍,洗船机虽然听起来平平无奇,但巨轮的保养和安全航行是离不开它的。从更早的没有机器只能人工清洗,到半自动使用的洗船机,再到正在发展中的洗船机器人,洗船机的逐渐发展正是制造业的一个缩影,制造业的进步逐渐为人们的劳动创造更好的工具。
图片来源:
图1:https://news.xzking.com/headline/532648.html
图2 :《船舶,终于找到了正确的“洗澡”方式》知乎专栏 作者:为蒸汽发声https://zhuanlan.zhihu.com/p/59621767
图3 :《大连舰洗消作业,海南舰洗消站曝光,谈谈军舰水幕洗消系统》微信公众号“蒋蒋的兵工厂”,https://mp.weixin.qq.com/s/lLXko8GEQr-A0RaRVSN1Zw
图4:陈彦臻,胡以怀.船体清洗机器人的开发现状与展望[J].船舶工程,2017,39(10):62-69.