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序1

前言1

第1章 概论1

1.1 水射流概念1

1.2 水射流的历史回顾3

1.3 水射流分类5

1.4 水射流的应用8

1.5 高压水射流技术信息源12

1.6 高压水射流技术的现状与发展14

1.6.1 超高压水切割机15

1.6.2 高压清洗机16

1.6.3 超高压大功率成套设备17

1.6.4 微小型清洗机19

参考文献20

第2章 水射流理论基础21

2.1 射流流体力学基础知识21

2.2 射流结构与基本参数29

2.2.1 射流结构30

2.2.2 射流基本参数32

2.2.3 射流轴心线上速度的变化规律40

2.2.4 射流的稳定性42

2.3 射流速度衰减的理论解析43

2.4 射流的微观破坏机理46

2.4.1 射流破坏的基本物理模型47

2.4.2 液滴与材料的相互作用50

2.4.3 射流打击力54

2.4.4 自由剪切湍流59

2.4.5 材料的失效形式60

2.5 射流切割理论浅析62

参考文献67

第3章 水射流成套设备68

3.1 高压清洗机68

3.2 超高压水切割机74

3.4 小型清洗机77

3.3 微型清洗机77

3.5 高温清洗机80

3.6 通过式清洗机83

3.7 下水道清洗车83

3.8 浆料射流设备87

3.9 水炮91

参考文献98

第4章 高压水发生设备100

4.1 总体设计100

4.1.1 型式与结构100

4.1.2 确定主要参数106

4.1.3 泵的整体布置109

4.1.4 系列化设计110

4.2 高压泵111

4.2.1 泵的传动端111

4.2.2 泵的液力端115

4.3 超高压泵120

4.4 增压器122

4.5 高压系统零件材料126

4.5.1 高强度金属材料的选用126

4.5.2 高强钢的生产工艺131

4.5.3 材料的质量检验132

4.6.1 最佳自增强压力133

4.6 自增强处理工艺133

4.6.2 自增强处理方法135

4.7 液压试验137

参考文献139

第5章 阀140

5.1 安全阀140

5.2 调压溢流阀145

5.3 控制阀150

5.3.1 脚踏控制阀150

5.3.2 气动控制阀153

5.3.3 双联阀153

5.3.4 换向式脚踏控制阀156

5.4 间隙节流调压阀158

5.5 喷枪161

5.5.1 截流型喷枪161

5.5.2 溢流型喷枪163

5.5.3 平衡型喷枪165

5.5.4 旋转型喷枪167

5.6 超高压阀168

5.7 其他阀170

5.7.1 单向阀170

5.7.2 手动截止阀172

参考文献172

6.1.1 O形圈密封173

第6章 密封173

6.1 静密封173

6.1.2 垫圈176

6.2 旋转密封180

6.3 往复密封182

6.3.1 填料密封183

6.3.2 间隙密封187

6.3.3 组合密封191

6.4 密封的失效195

参考文献196

7.1 射流功率198

第7章 喷嘴198

7.2 喷嘴型式201

7.2.1 低压喷嘴202

7.2.2 高压喷嘴208

7.2.3 超高压喷嘴214

7.3 喷嘴的计算215

7.4 喷嘴性能及其失效判据224

7.5 空化喷嘴229

7.6 喷嘴的材料与工艺233

7.7 射流性能的检测237

参考文献240

8.1 固定喷头241

第8章 喷头241

8.2 强制旋转喷头247

8.3 二维自转喷头252

8.3.1 自旋转喷头的密封253

8.3.2 自旋转喷头的限速254

8.3.3 自旋转喷头的使用255

8.3.4 自旋转喷头的分类257

8.4 平面清洗器259

8.5 三维旋转喷头261

8.6 旋转接头264

8.7 真空喷头267

8.8 水切割喷头272

参考文献280

第9章 配管与连接281

9.1 高压软管及其总成281

9.1.1 对高压软管的要求282

9.1.2 高压软管总成接头型式284

9.2 超高压软管及其总成287

9.3 高压软管的使用288

9.4 超高压硬管291

9.4.1 对超高压硬管的要求291

9.4.2 超高压硬管的端部螺纹293

9.4.3 超高压硬管的弯曲295

9.4.4 超高压硬管的应用297

9.5 连接301

9.5.1 管件的连接302

9.5.2 高压零件的连接305

参考文献307

第10章 磨料射流装置308

10.1 磨料射流原理308

10.2 磨料射流系统310

10.2.1 磨料水悬浮液射流系统310

10.2.2 磨料水射流系统312

10.2.3 磨料浆液射流系统314

10.3 磨料喷头316

10.4 磨料喷嘴319

10.4.1 磨料喷嘴材料320

10.4.2 磨料喷嘴的磨损322

10.5 磨料326

10.5.1 磨料的种类和性质326

10.5.2 磨料的形状和粒度327

10.5.3 磨料特性对射流切割的影响329

参考文献330

11.1 概述331

11.1.1 水切割机的应用价值331

第11章 数控超高压水切割机331

11.1.2 数控超高压水切割机的功能与用途333

11.1.3 水切割机的技术发展333

11.2 超高压发生器335

11.2.1 300MPa超高压发生器335

11.2.2 380MPa超高压发生器337

11.3 水质及其处理装置338

11.3.1 基本要求338

11.3.2 水切割机水质处理实例341

11.4 切割平台343

11.4.1 龙门式平台343

11.4.3 立式传动平台344

11.4.2 悬臂式平台344

11.4.4 无水槽平台345

11.4.5 机器人手臂式水切割机346

11.4.6 多切割刀头平台347

11.4.7 复合型切割平台348

11.5 控制系统350

11.6 驱动系统353

11.6.1 步进电机驱动353

11.6.2 伺服电机驱动355

11.7 传动系统356

11.7.1 滚珠丝杠副356

11.7.2 滚动直线导轨副358

11.8 水切割机的自动化控制361

11.8.1 信息处理362

11.8.2 机床控制363

11.8.3 信息处理举例366

11.9 高压水开关371

11.10 接收器373

11.11 稳压容器375

11.11.1 流量脉动375

11.11.2 稳压容器的设计377

11.12 缘壁切割机382

参考文献385

第12章 工业清洗设备与装置386

12.1 大功率超高压泵386

12.1.1 大功率超高压泵应用范围386

12.1.2 动力端的结构387

12.1.3 柱塞密封的结构391

12.1.4 高压泵头的结构393

12.1.5 成套设备的压力控制形式396

12.2 机场跑道除胶设备400

12.2.1 共性技术400

12.2.2 单纯的除胶车403

12.2.3 多功能除胶车406

12.2.4 带横移式清洗器的除胶车409

12.3 地面油污清洗车412

12.3.1 水射流清洗工艺的优越性412

12.3.2 油污清洗车的功能与构成412

12.3.3 平面清洗器413

12.3.4 试验与使用效果416

12.4 氧化铝业结疤的清除417

12.4.1 超高压大流量泵机组418

12.4.2 管道化内壁结疤的清除420

12.4.3 压煮器结疤的清除422

12.5.1 油管内外壁同步清洗424

12.5 管道内外壁同步清洗装置424

12.5.2 清洗装置设计425

12.5.3 清洗装置使用429

12.6 乏燃料元件运输容器清洗装置430

12.6.1 清洗装置设计430

12.6.2 清洗装置使用433

12.7 高压水除鳞技术与装置436

12.7.1 高压水除鳞技术436

12.7.2 高压水除鳞装置439

参考文献442

13.1 工业清洗方法443

第13章 工业清洗应用443

13.2 有效清洗的参数控制445

13.2.1 工业清洗压力的选择445

13.2.2 高压水射流的参数影响447

13.3 管束的清洗450

13.3.1 换热器管程的清洗450

13.3.2 换热器壳程的清洗454

13.4 跟踪管道自进清洗456

13.4.1 复杂管路系统的清洗456

13.4.2 城市排水系统的清洗458

13.4.3 水井进水管的清洗459

13.5 容器的清洗461

13.4.4 高层建筑垃圾竖井的清洗461

13.5.1 大型容器内壁清洗装置462

13.5.2 小直径容器的清洗464

13.6 平面清洗466

13.6.1 地面清洗466

13.6.2 建筑物外壁清洗467

13.7 水下清洗应用468

13.8 轮毂清洗装置472

13.9 危险场合的清洗473

13.9.1 爆炸性材料的清洗473

13.9.2 放射性污染的清洗476

参考文献477

第14章 工业除锈应用479

14.1 除锈应用标准479

14.2 除锈之“锈”483

14.3 除锈工艺及其发展485

14.3.1 传统的除锈工艺485

14.3.2 磨料射流技术487

14.3.3 超高压纯水射流技术489

14.3.4 自动爬壁除锈成套技术493

14.3.5 脉冲射流技术494

14.3.6 除锈工艺的比较497

14.4.1 整体设计498

14.4 除锈成套设备498

14.4.2 超高压泵机组500

14.4.3 爬壁机器人503

14.4.4 真空系统505

14.4.5 系统能量损失506

14.4.6 国外产品技术水平分析509

14.5 除锈试验研究512

14.5.1 研究模型512

14.5.2 氯化物试验513

14.5.3 显微研究514

14.5.4 试验研究519

14.6.1 板材除锈527

14.6 标准对象除锈应用527

14.6.2 型材除锈529

14.6.3 箱体除锈530

14.7 特殊剥层应用532

14.7.1 清除涂层532

14.7.2 清除热喷涂涂层533

14.7.3 铸件清砂536

参考文献537

第15章 工业切割应用540

15.1 射流切割的技术参数540

15.2 影响射流切割的因素546

15.3 水射流与磨料射流切割555

15.4 射流加工技术566

15.4.1 磨料射流车削加工566

15.4.2 磨料射流铣削加工569

15.4.3 磨料射流钻孔技术574

15.4.4 磨料射流抛光技术579

15.5 岩石爆破与切割581

15.6 切割工艺的比较584

15.7 水切割实例589

15.8 水切割技术的发展趋势595

参考文献598

第16章 石油工程应用601

16.1 淹没射流动力学与加长喷嘴牙轮钻头602

16.1.1 淹没非自由射流轴心压力衰减规律603

16.1.2 射流压力分布模式606

16.1.3 喷射钻井水力参数设计新方法608

16.2 自振空化射流理论与钻头609

16.2.1 自振空化射流调制机理与喷嘴结构设计609

16.2.2 实验装置与实验方法611

16.2.3 常压下自振空化射流冲击压力特性612

16.2.4 围压下自振空化射流冲击压力脉动特性614

16.2.5 自振空化射流冲蚀岩石特性实验615

16.2.6 围压下自振空化射流初生能力和噪声特性617

16.2.7 自振空化射流喷嘴钻头619

16.3 旋转射流与径向水平钻井技术622

16.3.1 旋转射流理论与特性622

16.3.2 旋转射流破岩钻孔624

16.3.3 径向水平井技术的应用627

16.4 高压旋转射流处理地层增产增注技术629

16.4.1 自振空化射流处理地层机理630

16.4.2 射流喷头旋转速度控制技术与特性632

16.4.3 井下水力参数计算633

16.4.4 高压旋转射流处理地层现场试验与应用637

16.5 自激波动注水技术639

16.6 磨料射流与水力喷砂射孔技术642

16.6.1 磨料射流射孔机理643

16.6.2 参数影响实验研究645

16.6.3 实验结果分析646

16.6.4 磨料射流射孔现场试验应用650

参考文献652

第17章 其他应用655

17.1 土方工程655

17.2 冻土与冰的破碎659

17.3 水射流注浆661

17.4 混凝土切割与道面破坏670

17.5 水力采煤技术应用678

17.6 水射流钻孔683

17.7 水射流除尘688

17.8 水射流用于医疗692

参考文献695

第18章 工业清洗工程697

18.1 工业清洗的对象697

18.2 工业清洗方法的选择698

18.2.1 工业清洗方法的分类698

18.2.2 工业清洗方法的技术特点699

18.2.3 影响清洗方法选择的因素700

18.3.1 施工组织设计的编制依据701

18.3 工业清洗工程施工组织设计701

18.3.2 施工组织设计的编制706

18.3.3 清洗工程施工准备706

18.4 工业清洗工程施工工艺707

18.5 工业清洗工程施工管理728

18.5.1 工业清洗工程的组织管理728

18.5.2 工业清洗工程的技术管理730

18.5.3 工业清洗工程的质量管理730

18.6 工业清洗工程实例733

18.6.1 大型清洗工程实例733

18.6.2 单项清洗工程实例740

19.1 改变工作介质的特性749

第19章 提高水射流的性能749

19.2 气包水射流753

19.3 间断射流754

19.4 空化射流试验研究757

19.5 电液脉冲射流762

19.6 低温射流765

19.7 690MPa超高压水射流771

参考文献774

第20章 运行与安全776

20.1 设备的运行776

20.2 故障排除及维修778

20.3 安全与防护784

20.4 作业安全规范795

参考文献800

第21章 水射流设备标准802

21.1 标准体系802

21.2 基本参数803

21.3 技术条件806

21.4 试验方法811

21.5 超高压泵814

21.6 超高压水切割机817

21.7 超高压水射流除锈设备821

参考文献824