空化水射流在水下清洗的应用
当在水下清洗船体、桩基等金属或混疑土结构物时，用空化水射流可以非常成功地清除各种海洋生物附着生成的垢层及大面积锈蚀， 所使用的工作压力在30~40MPa。对距离水面小于2m的水下待清洗表面，清洗工作可由操作人员在水面上使用加长的喷杆或喷枪进行。这时候人们应当选用合适的扇形喷头，也可使用一个T型接头在上面安装两个扇型喷头进行清洗。对较深的水下待清洗面或不便于在水面上用加长喷枪进行清洗的表面，如水下闸门、桩基、构件等，可由潜水员进行水下清洗作业，此时须注意所选用的喷头必须是平衡型的，以抵消射流反冲力对潜水员的影响。水下清洗通常选用散射角为30°~45°的扇型喷头，而平衡反冲力则选用圆柱状射流喷头。
除了采用普通高压水射流清除水下船体等的海生附着物外，国外还进行了空化射流清除水下结构生物附着的应用研究。高压水射流清除与机械清理方法相比有了很大的进步，而磨料射流和超高压纯水射流的成功应用大大提高了清洗速度和质量，但空化射流可在较低的压力下具有较强的冲蚀性能，因此所耗用的能量相对较少。空化射流是采用空化喷嘴在水射流中产生大量气泡，当气泡被冲击到被清洗表面产生的高压驻止区破裂时，由于气泡破裂的能量聚集在一个微小的区域内，所产生的集中应力较大，使得空化射流比稳定的普通射流在相同的压力和流量下冲蚀能力更强。空化射流的另一个优点是气泡破碎时形成的微小射流速度对不同特性的被冲击表面材料不一样，较软的表面材料会降低其速度和冲蚀力。根据这个机理，工作在较低压力下的空化射流可用于选择性地去除坚硬的海生物附着垢层而不损伤较软的油漆表面。图12-20所示为试验用喷头型式，图12-21所示为靶距和压力在进给速度为0.6m/s时空化射流对油漆涂层的影响。由图可以看出， 在20MPa压力时对油漆涂层的损伤很小， 靶距大于40mm 时所去除的漆层厚度小于25pm； 在5.2MPa时对漆层无可测量到的损伤； 在压力为7MPa、靶距为13mm时去除的漆层厚度小于13um。并且，由于被清洗表面的局部凸起所引起的靶距变化不会对漆层产生不利影响。
