几种磨料水射流系统及其应用效果[1]
磨料水力射流技术在油田开发中的应用
磨料水力射流技术在油田开发中的应用关键词：水力喷射泄流半径连续油管低渗透油藏径向水力喷射技术是目前世界上开发老油田、提高低渗透油藏采收率和采油速度的最有效的措施之一。
在国外，径向水平井钻井技术始于七十年代末，八十年代中期投入工业试验，八十年代末期进入商业应用。
从90年代初开始，中国石油天然气集团公司科技发展部组织了各方面的科研力量，进行了“径向水平井钻井综合配套技术”攻关研究。
但是没有成熟的商业设备和服务公司大面积推广一、径向水力喷射技术原理径向水力喷射技术是在设计的施工井目的层段内，运用开窗工具、钻水泥环工具经过造斜器以300mm的曲率半径由垂直转为水平钻开套管及水泥环，然后高压喷射管经转向器伸出，其上带的喷嘴在喷射过程中在向前破岩的同时，向后带角度的喷射孔；并且在扩大孔径的同时给其一个向前的推力，携带高压喷射管同时进入地层，破开岩层形成直径38-50mm、长度为80-100m的水平小孔眼。
二、径向水力喷射技术特点1.主要性能该技术适用于中低渗透油藏（以低渗透为主）完井投产技术。
1.1可有效增大水平井眼的泄流半径和面积，提高地层导流能力；1.2解除近井地带污染和伤害，达到油层解堵目的，实现油井正常生产。
1.3注水井增注、油井引效。
挖掘难动用储量；1.4配合区块综合治理调整工作；2.工艺特点2.1可控制方向，加大孔径、加长孔深；在直井中定向、多分支喷射侧钻，具有分支水平井部分功能。
2.2可代替传统的炮弹射孔、补孔技术。
同等条件下水力喷射钻孔技术效果要好于常规射孔技术。
2.3施工周期短、工艺快捷、起下钻速度快，常规油水井作业用2到3天就可以完成4个孔眼的径向钻孔工作，整个施工作业可在6～8天内可完成。
2.4喷射钻进用液量少（一层需5～15方），不需要泥浆，不会对地层产生大的伤害。
3.存在不足3.1喷射行进方向不能确定。
在水力喷射过程中，由于地质情况，钻进总是向着地质比较疏松的方向行进。
3.2射孔井眼尺寸较小，不需要套管完井，所钻井孔没有防砂工艺，对于特殊井需要防砂。
水射流技术简述(最终版)
水射流技术简述(最终版)水射流技术是一种应用高速的水流进行切割、清洗和精加工的新型工艺技术。
该技术它可以利用高速、高压的水流直接切割材料，不需要任何热源或化学物质，具有高速、高效、高精度、环保等特点。
水射流技术可以用于各种材料的切割、打孔、雕刻、清洗、去毛刺、去油漆、去锈等，适用于航空、航天、汽车、轮船、冶金、环保、电子、建筑、石材、金属加工等领域。
水射流技术的原理是利用高速的水流，采用高压泵将水压力增加到3000-6000bar，然后通过高压软管输送到水射流切割头，通过射流嘴使水流加速达到难以想象的速度。
水射流除了水流速度的快慢外，还可以通过水流压力的变化来调节出对材料的不同切割、清洗、去毛刺等要求的强度。
水射流技术主要有两种方式：纯水射流和研磨水射流。
纯水射流是指只使用清水进行射流加工，主要用于切割软质材料，如橡胶、泡沫、塑料、木材、食品等。
研磨水射流则是在加工过程中，加入一种或多种磨料，以提高磨削能力，适用于硬质材料的加工，如金属、石材、陶瓷等。
水射流技术与传统工艺相比，具有以下优势：1、切割精度高。
水射流技术不会在加工过程中产生变形或热损伤，因此可以获得高精度的切割效果。
2、适用范围广。
水射流技术可以加工各种硬度不同的材质，如硬质合金、石头、金属、陶瓷等。
3、环保无污染。
水射流技术不需要任何化学物质，不会产生污染，是一种非常环保的工艺技术。
4、加工效率高。
水射流技术加工速度快，可以满足高效率的生产要求。
5、加工成本低。
与传统工艺相比，水射流技术不需要额外投资新设备，可以利用原有的加工设备，因此可以降低成本。
水射流技术在各个行业中都有广泛应用。
比如，在航空工业中，可以用水射流技术对飞机的发动机、燃气轮机、涡轮叶片等进行清洗和修复，以提高其工作效率和寿命。
在汽车制造中，可以利用水射流技术对车身进行切割和打孔，还可以对发动机进行清洗、去毛刺等操作。
在建筑行业中，可以利用水射流技术对石材漏洞、贸易内部和边角等进行加工，还可以对混凝土进行清洗和去污。
水射流技术及其应用
［ ］ 付永领 ， 晓野． Ｍ Ｓ ３ 祁 Ａ Ｅｉ ｍ系统建模和仿真一 从入门到精 通 ［ ． Ｍ］北京 ： 北京航空航天大学 出版社 ，０ ６ ２０ ． ［ ］ 江玲玲 ， ４ 张俊俊． 基于 Ａ Ｅ ｉ 的液压位置伺服系统动态 ＭＳ ｍ 特性仿真 ［ ］ 机械工程与 自动 ，０ ７ （ ） Ｊ． ２０ ，１．
１１． 、３ 过滤 器 ２、２ 高 压泵 １． ３ ６７ ９ １． 向 、 、、 、０ 单 ４、 １ 溢 流 １．
水， 并且水还可 由集水器收集后重新处理 以再生利用。 与其 他加 工方 法相 比， 加工 过程 中不产 生有 毒 污染 、 在
无 噪声 、 火花 ， 无 因而 降低 了废 料 处 理 成本 ， 且 特 别 并 适用 于安 全操作 规程 要求 严格 的 易燃 、 易爆 、 险品行 危
流 又 可分为 前混 合式 和后 混合式 两种 ， 图 １ 如 所示 。
水射 流技 术 是一 种 以水 为 能 量 载 体 ， 材 料 进 行 对
加工 的方 法 。首 个 水 射 流 技 术 专 利 于 １６ ９ ８年 由美 国
Ｎ ｒ ｎＦａｚ博士 在 研究 如何 使 用新 方 法切 割 木材 时 ｏ ｒｎ ｍａ 获得 。在 ２ ０世纪 ８ 代 ， 国 Ｍｏａ ｅ ｓｉ ０年 美 ｈｍ ｄＨａｈｓ 士 ｈ博 和 Ｆｏ ｔｎｔｎｌ 司在水 射流技术基 础上推 出 了磨 ｌｗＩ ｅ ａｉ ａ公 ｎｒ ｏ 料水射 流技 术 ， 使其 应用 范围更加 广泛 ， 涵盖 了汽车 、 航 空航天 、 金 、 冶 电子 、 筑 、 建 石油化 工 、 船舶等 多个行业 。
由图 １可知 ， 混 合 式 磨 料水 射 流 是 预先 将 高 压 前
磨料射流的分类
一、磨料射流的分类磨料射流是指磨料在某种外动力的作用下被加速后，高速运动的磨料所形成的射流。
磨料流是指高速运动的磨料射流在空中所形成的轨迹的集合。
磨料射流可以有载体如喷砂机和高压水清理机中的压缩空气和压力水，也可以无载体，如抛丸机中的机械磨料射流。
根据射流动力的不同，磨料射流可以分为空气磨料射流、液体磨料射流、气液磨料射流和机械磨料射流四种。
我们把四种磨料射流的特点归纳如下。
磨料射流的特点四种射流动力体现在三类射流设备中，即喷砂机、高压水清理机和抛丸机。
因此，除以上的分类外，目前各生产厂家还以产品即射流设备按照喷砂机、高压水清理机和抛丸机三种产品进行分的功能及用途高速运动的磨粒来完成加工的，因为，磨料射流具有微微量切削加工和无力和特点，因此，磨料射流具有以下的一般加工功能。
的清理化皮、残盐、残油等；件的氧化皮、型砂等；密铸件的氧化皮、型砂等；残留物、微毛刺等；皮、焊渣等；型钢)的氧化皮、锈蚀层等；的脱模剂、沉积物等；的烧结残留物；飞边；物体表面的放射性元素；桥梁、水电站闸板、船舶、建筑物；机场跑道的橡胶附着层；火车车厢；各种管道和容器罐；旧机件的油污、附着物等；集装箱的残漆、锈蚀层和附着物等；瓷器上错误的烧结层；装饰表面的划伤…….2 ．工件表面涂覆前的前处理喷漆、烤漆前；喷塑前；金属喷涂前；镀锌、铬、镍前；氧化处理前；探伤前……的物理机械性能面粗糙度；为压应力；滑状态；动噪音；擦系数……的光饰加工面的抛光；反射表面；的抛光……射流的中应用最广泛的产品，喷砂机一般分为干喷砂机两大类，干喷砂机又可分为吸入式和压入式两类。
喷砂机入式干喷砂机一般由六个系统组成，即结构系统、介质路系统、除尘系统、控制系统和辅助系统。
2. 工作原理吸入式干喷砂机是以压缩空气为动力，通过气流的高速运动在喷*内形成的负压，将磨料通过输砂管吸入喷*并经喷嘴射出，喷射到被加工表面，达到预期的加工目。
在吸入式干喷砂机中，压缩空气既是供二、压入式干喷砂机1．一般组成一个完整的压入式干喷砂机工作单元一般由四个系统组成，即压力罐、介质动力系统、管路系统、控制系统。
水射流切削加工原理及其应用
水射流切削加工原理及其应用——先进制造技术概论学习报告姓名：王升勇班级：10机制一班学号：105302129摘要：水射流虽是很细的喷流，但是，单位面积上的加工能量却是极大的，在水射流中加入相应的磨料，形成水喷砂流，则喷砂切削碎岩的实用性就更强了。
关键词：高压水射流磨料加工原理：利用高压水射流技术加工各种金属和非金属材料的基本原理，冲击切削工件。
工艺特点：可以加工很薄很软的金属和非金属材料，不需要或易于二次加工，安全、环保，成本低、速度快、效率高，可实现任意曲线的切割加工，方便灵活、用途广泛。
水切割是目前适用性最强的切割工艺方法。
概述：一、技术及其比较1、超高压水射流技术利用超高压技术可以把普通的自来水加压到250-400Mpa压力，然后再通过内孔直径约0.15-0.35mm的宝石喷嘴喷射形成速度约为800-1000m/s的高速射流，俗称其为水箭，该水箭具有很高的能量，可用来切割软基性材料。
如果再在水箭中加入适量的磨料则几乎可以用来切割所有的软硬材料。
调整水射流的压力和流量，可以用其清洗各种物体，如除胶、除漆、除锈等，我们还可以利用超高压技术进行高压灭菌、食品保鲜等许多对人类有益的工作。
超高压水切割的特点可以对任何材料进行任意曲线的一次性切割加工（除水切割外其它切割方法都会受到材料品种的限制）；切割时不产生热量和有害物质，材料无热效应（冷态切割），切割后不需要或易于二次加工，安全、环保，成本低、速度快、效率高，可实现任意曲线的切割加工，方便灵活、用途广泛。
水切割是目前适用性最强的切割工艺方法。
2、水切割与激光切割比较激光切割设备的投资较大，目前大多用于薄钢板、部分非金属材料的切割，切割速度较快，精度较高，但激光切割时在切缝处会引起弧痕并引起热效应；另外对有些材料激光切割不理想，如铝、铜等有色金属、合金，尤其是对较厚金属板材的切割，切割表面不理想，甚至无法切割。
目前人们对大功率激光发生器的研究，就是力图解决厚钢板的切割，但设备投资、维护保养和运行消耗等成本也很可观。
机械加工-磨料水射流技术PPT
水射流(Water Jet)是20世纪70年代发展起 来的一门新技术。七十年代末，高压柱塞泵和 增压器的问世，极大地促进了高压水射流技术 的研究和发展。八十年代后，为提高水射流对 物料的冲蚀效果，世界各国相继研究开发出磨 料水射流(Abrasive Water Jet)、脉冲射流 (Pulse Water Jet)、自激振荡脉冲射流(Selfexcited Water Jet)和空化射流(Cavitation Water Jet)等新型射流。
磨料冲蚀加工原理及过程
磨料水射流是固体磨料与高速流动 的水互相混合而形成的固液两相介质射 流。高压水的动能大部分传递给磨料， 被加速的磨粒以很大的能量冲击、磨削 材料。大量磨料粒子的微切割的作用累 积，使材料渐进破坏。
加工机床
1．磨料 2．磨料储存容器 3．供应水 5．控制单元 6．喷嘴
4．泵
磨料
适用范围
磨料水射流是水射流技术的一种形式，一 般说来，大多数的柔软材料和一些薄的硬材料， 例如泡沫塑料、纸张、纤维板、地毯、玻璃纤 维、食品、合成材料、电路板、丙烯片等，都 可以用纯水射流切割，磨料水射流则几乎可切 割任何材料。通常，钛、铝合金，高强度钢、 石墨、陶瓷、花岗岩、玻璃和复合材料，均可 使用磨料水射流切割方法。
加工局限
应用前景
当前工业革命的一个重要特征是产品的小型化。 随着设备和器件的越来越小，以及大量新材料的开发 和应用，使得微细加工技术要求越来越高。磨料水射 流能加工更宽范围的材料并且产生更令人满意的切割 边缘质量，不产生热影响区。对半导体行业来说，水 射流技术无疑会在未来发挥巨大的作用。
以免阻塞喷嘴。 石榴石是广泛应用的磨 科材料；氧化铝做磨料同样 可行，它比石榴石更昂贵， 具有更高的强度，所以喷嘴 的磨损率更高。 试验数据证明，在切 割更硬的材料时氧化铝是更 好的磨料，例如，陶瓷。
微磨料水射流对工件表面抛光作用的研究
微磨料水射流对工件表面抛光作用的研究近年来，许多行业都在使用水射流抛光技术来提高工件表面质量。
由于水射流抛光过程所涉及的颗粒粒径较小，因此具有一定的抛光效果。
此外，水射流抛光可以节省劳动力，节约能源，提高工件表面质量，保证表面精度和表面光洁度，从而为行业生产带来若干好处。
因此，本研究将从微磨料水射流抛光技术的基本原理、装备及表面处理研究出发，探讨其在工件表面抛光中的应用。
一、微磨料水射流抛光技术的基本原理微磨料水射流抛光技术是利用现代技术所开发出的一种新型技术，它将砂轮、砂纸和其他磨料用水射流进行加工，通过把磨料的磨擦力转换成水力，在工件表面形成微细的拉裂、剥落、波浪状划痕，在磨料和工件之间形成微小的摩擦力，以达到良好的表面效果。
微磨料水射流抛光技术的基本原理是：首先，将适当浓度的磨料溶液和足够的水压力混合在一起，经过压力调节后放入水射流抛光装置，控制水流量，使水射流中携带的磨料能够得到充分表现，最后将磨料溶液通过喷嘴喷出，磨料溶液中的磨料粒子以溅射的形式作用于工件的表面，从而形成一种抛光效果。
二、微磨料水射流抛光装备及表面处理1、微磨料水射流抛光装备：微磨料水射流抛光装备的关键部件有水泵、控制阀、涡轮增压器、罐内搅拌器和扩散器。
主要完成工作包括：将磨料溶液混合于水中，控制混合流量，把水力压力转换成抛光粒子出口速度，控制喷枪坐标移动，控制磨料和水的比例，以及控制磨料的粒径和浓度。
2、微磨料水射流表面处理：完成微磨料水射流抛光需要综合运用几种技术来实现。
具体表面处理技术可以分为打磨、抛光、橡皮擦和上蜡等。
打磨，即利用磨料溶液与工件表面摩擦，去掉前期表面处理遗留的粗糙表面；抛光，即采用水射流抛光装置将微粒粒磨料溶液射向工件表面，使工件表面形成微细的拉裂、剥落、波浪状划痕，从而获得细腻光滑的表面；橡皮擦，即利用一定硬度的软橡胶材料，用轻轻的摩擦力对工件表面表面细节进行清洁；上蜡，即利用蜡材料与工件表面摩擦，让蜡材料溶质与工件表面形成紧密结合，从而达到护理表面、减少锈蚀及清洁等目的。
水射流加工的主要原理及应用
水射流加工的主要原理及应用1. 水射流加工的原理水射流加工是一种利用高速水流和磨料的混合流来切削、去除材料的加工方法。
其主要原理包括以下几个方面：1.1 水射流喷嘴水射流喷嘴是水射流加工的核心组成部分，通过喷嘴将高压水和磨料以高速喷射到被加工材料上，产生切削作用。
喷嘴通常由耐磨材料制成，可以根据加工要求选择不同尺寸和形状的喷嘴。
1.2 高压水源水射流加工需要稳定的高压水源，常用的高压水源有高压泵和压力容器。
高压水源通过喷嘴将水流加速到高速，形成高速射流。
1.3 混合装置混合装置将高速水流和磨料混合，然后通过喷嘴喷射到被加工材料上。
混合装置通常由喷嘴和进料管道组成，可以根据加工要求调节磨料的比例和流量。
1.4 磨料磨料是水射流加工中的重要组成部分，它可以加强水流的切削能力。
常用的磨料有石英砂、玻璃珠等。
磨料的选择应根据被加工材料的硬度和加工要求来确定。
2. 水射流加工的应用水射流加工具有很广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：2.1 金属加工水射流加工可以进行金属的切割、打孔、雕刻等加工操作。
由于水射流加工可以在不产生热变形的情况下进行切削，所以适用于各种金属材料的加工，如钢铁、铝合金等。
2.2 石材加工水射流加工可以对石材进行切割、雕刻、打磨等操作。
相比传统的机械加工方法，水射流加工不会产生热变形和切割温度，对于石材的保养和雕刻有着独特的优势。
2.3 玻璃加工水射流加工在玻璃制造和加工行业有着广泛应用。
它可以对玻璃进行切割、打孔、雕刻等加工操作。
水射流加工对玻璃的切割质量高、精度高、断口平整，不会产生开裂和热应力。
2.4 复合材料加工水射流加工对于复合材料的加工具有独特的优势。
复合材料通常由不同材料层叠而成，传统的机械加工方法难以切割复合材料，而水射流加工可以轻松切割不同材料的复合层，实现复合材料的精确加工。
2.5 其他应用除了以上几个方面，水射流加工还可以应用于食品加工、纺织品加工、航天航空领域等多个领域。
磨料水射流加工技术
从微观角度上讲，磨料水射流切割的实质为大量磨料粒子对工件材料微磨削的累积作用，
需解决的关键问题是切口形貌和切割深度的控制。磨料水射流关键装备及精确切割机理数学 模型的发展与完善，使目前该技术能够切割100一200 mm厚的金属材料和约50 mm厚的硬脆材 料结构件。然而，在大厚度结构件的磨料水射流切割过程中，射流束会因能量衰减而产生
1.简介 1.单射流磨料侧进式喷头
优点：结构简单，射流的 密集性和稳定性都较好。
缺点：磨料与水混合的效 果较差。
1.简介 2.单射流磨料切向进给式喷头
磨料与水射流充分混合，同时 减少磨料间的相互碰撞，提高磨料射
流的切割能力。
1.简介 3.多射流磨料中进式喷头
多用于磨料射流清洗或除锈
1.简介 4.带准直管的磨料射流喷头
式中,hC一切割磨损模式的切割深度(mm) ; hd一变形磨损模式的切割深度(mm);Ck一特征速 度(m/s) ; dj一射流直径(mm);m一磨料质量流量(g/s) ; Ve一磨料粒子的临界速度(m/s) ; Vo一 磨料粒子的初始速度(m/s) ; P 一磨料粒子的密度(g/cm3) ; u一喷嘴的横移速度(mm/s) ;Cf摩 擦系数; 一流动应力(MPa)。 该模型几乎包含了磨料水射流加工所涉及的所有参数，然而，其中一些参数如Vo, Ve等须由 实验测定，因此当由不同的操作人员操作时，所取的结果是不同的。
压力的增加而增加，随靶距的增大而减小，与磨料的供给量存在最佳值关系。在 横移速度、材料厚度一定时，存在最佳靶距值，使切割深度最深;随着靶距的增大， 切槽宽度逐渐增大。在喷嘴横移速度一定时，随着压力增加，切割深度逐渐增大。 在压力一定时，横移速度越小切割深度越深。
3.磨料水射流加工技术研究现状
淹没磨料水射流与非淹没磨料水射流冲蚀破岩效果比对分析
摘
要： 磨料 水射 流的 冲蚀 能 力 主要 依 赖 于磨 料 颗 粒 所 获得 的能 量 ， 非 淹 没 磨 料 水 射 流 和 淹 没 磨 料 水 射 流 的 冲 蚀 对
实验 结 果 进 行 比对 ， 能 量 角 度 和 磨 料 颗 粒 速 度 变化 角度 分 析 了造 成 非 淹 没磨 料 水 射 流 和 淹 没 磨 料 水 射 流 从
ａ ｒ ｓｖ ａ ｔ ｌ ｓｖ ｌｃｔ ． ｂ ａ ｉｅ ｐ ｒ ｃｅ ｅｏ ｉ ｉ ｙ
Ｋｅ ｒ ｓ ｂ ａｉｅｗ ｔｒｊｔ ｕ ｍｅｇ ｄ；ｕ ｓ ｂ ｒｅ ；ａ ｒ ｉｅｐ ｒ ｃｅ ；ｖｌ ｉ ｙｗｏ ｄ ：ａ ｒｓｖ ａｅ ｅ；ｓ ｂ ｒｅ ｎ ｕ ｍｅｇ ｄ ｂ ａ ｖ ａｔ ｌｓ ｅｏ ｔ ｓ ｉ ｃ ｙ
Ａ ｓｒ ｃ ： ｈ ｒ ｉ ｅ ｔ ｆ ｂａｉ ａ ｒ ｅ ｍ ｉｌ ｄ ｐ ｎ ｓ ｎｔｅ ｎ ｒｙ ｆ ｂ ａ ｖ ａ ｉ ｅ ．Ｉ ｅｐ ｐ ｒ ｔｅｅｐ ｒ ｂ ｔ ｔ Ｔ ｅｅ ｓ ｎｅ ｃ ｏ ｒｓ ｅｗ ｔ ｔ ａ ｙ ｅ ｅ ｄ ｅ ｒｓ ｅ ｒ ｃ ｓ ｎ ｈ ａ ｅ ， ｈ ｘ ｅ — ａ ｏｏ ｆ ａ ｖ ｅｊ ｎ ｏ ｈ ｅ ｇ ｏａ ｉ ｐ ｔｌ ｔ ｉ
径磨料水射流系统在淹没和非淹没两种环境下的冲
蚀 破岩 作为研 究对象 ， 通过 数学 推导和 实验结论 相结 合 的方式 比对 分析 了两种工 况下 的冲蚀 特点 。
Ｅ ∑￣，＋ ｍ ＝ － ∑１ 十 ｚ ｏ
在 颗粒加 速过程 中水对 其所 做功大 小为
ｉｏ ｎａ ｙ ｉ ｆｔ ｆｅ ｔｏ ｏ ｋ ｒ ｓｏ ｒｓ ｎ ａ ｌ ｓｓ ｏ ｈｅ ｅ ｃ ｆｒ ｃ ｅ ｏ ｉ ｎ
ｗ ｔｒ ｅ ａ ｄｕ ｓｂ ｒｅ ｂ ａｉｅｗ ｔｒｊｔ ａｅ ｔ ｎ ｎ ｕ ｍｅｇ ｄａ ｒ ｓ ａｅ ｅ ｊ ｖ
磨料水射流技术分类
磨料水射流切割是20世纪80年代迅速发展起来的新型水射流切割技术，是在高压水射流中加人磨料形成的。
目前国内磨料水射流水下结构物切割技术，多数处于研究阶段。
而国外一批海洋工程公司已经将该技术大量用于海洋石油等领域。
磨料水射流技术可以分为以下种类：1、前、后混合磨料射流根据加入磨料方式的不同，将磨料射流分为前混合磨料射流和后混合磨料射流。
1）前混合磨料射流前混合磨料射流的磨料与高压水在磨料罐中初步混合，处于拟流体状态，通过高压软管送到喷嘴。
前混合磨料射流改善了磨料与水介质的混合机理，工作压力较低。
2）后混合磨料射流后混合磨料射流切割系统，其磨料混合在喷嘴内部完成。
因为磨料是在射流形成之后加入的，所以磨料与高速水很难充分混合，为了获得高速度的冲击磨粒，需要提高系统工作压力。
前混合磨料射流的磨料是通过高压软管与水一起输送，长距离应用时存在严重的管路磨损和堵塞问题，通常用于浅水。
后混合磨料射流的磨料采用独立的软管进行输送，不存在高压水管堵塞问题，也不存在高压水管管路磨损严重的问题，适合钢结构水下切割尤其是深海切割的作业方式。
2、外切割和内切割按作业环境内有无固体壁面的限制来分，水射流可外切割和内切割。
1）外切割以管型结构的切割为例，外切割(从管型结构外部进行切割)是自由水射流。
2）内切割管型结构等构件内切割时，作业环境受到固体壁面限制，是非自由水射流，而且是具有代表性的管中射流。
一般，海洋石油平台桩基、导管、套管管串等管型结构优先采用内切割，因为内切割不需要潜水员下水作业，因而通常成为业主的优先选择方式。
但内切割常常因为土壤的作用而使得视觉监视困难，需要采用其它技术监测切割过程。
izaksjw 不锈钢电解抛光液。
磨料水射流的原理
磨料水射流的原理
磨料水射流是一种利用水流带动磨料颗粒进行高速喷射来加工材料的方法。
其原理如下：
1. 水泵供水：通过水泵将水从水源中抽取出来，然后送至磨料喷射系统中。
2. 磨料供给：磨料颗粒通常被存放在一个磨料仓中，通过给料装置将磨料颗粒送入水射流系统。
3. 压力增加：水从水泵进入磨料喷射系统后，经过多级增压泵逐步增加压力，通常可以达到几千巴的高压。
4. 水射流形成：压力增加后的高速水流通过喷嘴射出，形成一个高速的水射流。
5. 磨料混合：磨料颗粒通过给料装置进入喷嘴，在高速水流的冲击下与水流混合，形成磨料水射流。
6. 磨削作用：高速水射流中的磨料颗粒对被加工材料表面产生冲击和磨削作用，从而去除材料表面的粗糙层或者实现特定的加工目的。
总的来说，磨料水射流原理是利用高速水流带动磨料颗粒的冲击力和磨削作用，实现对材料的加工和处理。
磨料水射流加工技术
水射流加工技术的发展趋势：
• 不断扩大水射流加工的应用范围，由二维的切割和去 毛刺加工发展到孔加工和三维型面的加工。 • 水射流加工理论的理论研究，特别是有关水射流加工 模型的建立和多相流理论的研究等。 • 磨料水射流加工微型精密零件和磨料水射流用于车削 和铣削的研究。
谢谢！
集水器：收集加工后的水和材 料残渣
喷嘴装置：精确控制水流，提 供优质的射流束 磨料供应装置：提供磨料并精 确控制磨料的流量
喷头系统是水射流设备的重 要部件，它最终形成水射流 工况，同时，又制约着系统 的各个部件，它的功能是把 蓄能器提供的静压转换为水 的动力，让射流具有优良的 流动特性和动力特性。
根据射流加工 时的环境条件
非淹没式磨料水射流
淹没式水射流 是指射流从出口到工件是在水或其 他液体中，具有射流扩散快、速度和动压分布均 匀等特点。 非淹没式水射流 指射流从出口到工件是在空气自 然状态下，与淹没式相比，其射程大，核心段长 度长，但是速度分布不均匀。
水射流加工的优点
• 切割质量好，切口平滑，不会产生粗糙有毛刺的边 缘 • 工作点温度低，没有热反应区，对材料影响较小 • 切割加工的生产效率高，一套磨料水射流系统可配 置多个喷头同时进行多道切割 • 切削过程无尘、无味、 无毒、无火花，绿色环保 • 多功能、高效能，几乎能够加工任何材料
磨料水射流加工技术的概念
切削作用主要由磨料来完成，磨料在高压水的高 速冲击下，速度急剧增加，形成高速磨料射流， 并以极高的速度经磨料喷嘴冲击工件，使工件上 局部应力场应力高速集中，并快速变化，因而产 生冲蚀、剪切，直至材料被切除。
加工设备及组成
增压系统：为系统提供足够稳 定的压力 数控工作台：控制喷嘴装置的 移动
磨料浓度可控的精密微细磨料水射流系统[实用新型专利]
![磨料浓度可控的精密微细磨料水射流系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/732577f0227916888586d7e0.png)
专利名称：磨料浓度可控的精密微细磨料水射流系统专利类型：实用新型专利
发明人：齐欢,尹林志,王扬渝,程金强,倪鹏程
申请号：CN201720647046.1
申请日：20170606
公开号：CN206811763U
公开日：
20171229
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种磨料浓度可控的精密微细磨料水射流系统，包括流体泵、调压阀、压力容器、气囊和喷嘴，所述流体泵设有水流进口，所述流体泵的高压出口通过调压阀与所述压力容器的进口连接，所述气囊为用于放置按设定比例混合好的磨料浆体的气囊，所述气囊的出料口与所述压力容器的出料管一端相接，所述出料管的另一端设置所述喷嘴，所述喷嘴位于工件夹具的加工工位上方。
本实用新型提供了一种磨料浓度可控、有效提升加工效率的精密微细磨料水射流系统。
申请人：浙江工业大学
地址：310014 浙江省杭州市下城区朝晖六区潮王路18号
国籍：CN
代理机构：杭州斯可睿专利事务所有限公司
代理人：王利强
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几种磨料水射流系统及其应用效果[1]
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几种磨料水射流系统及其应用效果韦 颖 长沙矿山研究院摘 要 介绍了几种已研制成功的前混及后混式磨料水射流切割及除锈系统,并对这些系统在实际生产中应用存在的有关技术及经济问题进行了分析。
关键词 高压水射流 磨料 切割 除锈1 磨料水射流切割用高压水射流切割各种金属及非金属材料,具有切割能力强、切缝窄、切口质量好、工件不变形、易切割各种复杂形状的工件等优点,在高压水射流中加入固体磨料粒,就形成了切割能力比纯水射流更强的磨料水射流。
长沙矿山研究院研制成功并已用于生产实践的磨料水射流切割机有以下两种类型。
111 后混式磨料水射流切割机后混式磨料水射流切割机系统工作原理如图1所示。
图1 后混式切割机工作原理图1—砂桶;2—储能器;3—增压器;4—低压水泵;5—油泵;6—工作台;7—喷头;8—磨料流量调节阀11111 主要技术参数A 型 射流压力:～600M Pa喷嘴直径:012～013mm主电机功率:90k WB 型 射流压力:～400M Pa喷嘴直径:012～013mm主电机功率:45k W C 型 射流压力:～380M Pa喷嘴直径:012～013mm主电机功率:30k W11112 应用效果飞机制造业利用磨料水射流切割制造飞机零件的各种材料。
例如对碳纤维复合材料、玻璃钢、不锈钢、钛合金切割等,且零件的切口质量比其他任何一种加工方法更为优越。
机械制造业利用磨料水射流切割各种材料及机械零部件解剖分析。
例如,用于石油钻头的解剖分析,由于高压水射流切割属冷切割,不会烧伤切口,无热影响,因此有利于准确的金相分析。
建材业利用磨料水射流切割装饰性的建筑材料。
例如,切割各种复杂形状的大理石或花岗岩(拼花),由于是点切割,曲线形状容易切割成形,而且能够节约材料。
11113 问题讨论高压水射流(或磨料水射流)切割与传统切割方法相比,具有很多独特的优点。
虽然设备投资较高,磨料水射流切割又比纯水射流切割所需费用大,但在很多场合下仍可取得较好的综合经济效益。
水射流切割技术的发展及应用
⽔射流切割技术的发展及应⽤论⽂题⽬：⽔射流切割技术的发展及应⽤学⽣姓名：学⽣学号：专业班级：机械设计制造及其⾃动化学院名称：信息⼯程学院指导⽼师：⽔射流切割技术的发展及应⽤摘要:磨料⽔射流切割技术是近 20 年来发展起来的新技术和新⼯艺,其发展相当迅速。
⽂章阐述了⾼压⽔射流加⼯技术的起源、切割机理及其分类，以及磨料⽔射流切削加⼯的优越性和其在⼯业中的应⽤。
关键词：⾼压⽔射流切割机理⼀、⽔射流加⼯技术起源“⽔滴⽯穿”体现了在⼈们眼中秉性柔弱的⽔本⾝潜在的威⼒,然⽽，作为⼀项独⽴⽽完整的加⼯技术，⾼压⽔射流（WJ）、磨料⽔射流（AWJ）的产⽣却是最近三⼗年的事，利⽤⾼压⽔为⼈们的⽣产服务始于⼗九世纪七⼗年代左右，⽤来开采⾦矿，剥落树⽪，直到⼆战期间，飞机运⾏中“⾬蚀”使雷达舱破坏这⼀现象启发了⼈们思维。
直到本世纪五⼗年代，⾼压⽔射流切割的可能性才源于苏联,但第⼀项切割技术专利却在美国产⽣，即1968年由美国密苏⾥⼤学林学教授诺曼·弗兰兹博⼠获得。
在最近⼗多年⾥，⽔射流（WJ、AWJ切割技术和设备有了长⾜进步，其应⽤遍及⼯业⽣产和⼈们⽣活各个⽅⾯。
许多⼤学、公司和⼯⼚竞相研究开发，新思维、新理论、新技术不断涌现，形成了⼀种你追我赶的势头。
⽬前已有3000多套⽔射流切割设备在数⼗个国家⼏⼗个⾏业应⽤,尤其是在航空航天、舰船、军⼯、核能等⾼、尖、难技术上更显优势。
已可切割500余种材料，其设备年增长率超过20%。
2、我国⽔射流技术发展概述随着我国经济的迅猛发展,各⾏各业对切割技术的需求越来越⼤,对切割质量的要求也越来越⾼.激光束、电⼦束、等离⼦体和⽔射流等都已成为新型的切割加⼯⽅法。
其中激光束、电⼦束和等离⼦体都属于热切割加⼯,⽽⽔射流是唯⼀的冷切割加⼯技术。
⽔射流不仅可以切割各类⾦属、⾮⾦属、塑性或脆性硬材料,⽽且⼯艺简单, ⼯件材料的物理、机械性能不会破坏。
在各种新材料与复合材料相继涌现的当今时代,⽔射流的冷切割性能是⽆与伦⽐的。
磨料射流的分类
、磨料射流的分类磨料射流是指磨料在某种外动力的作用下被加速后，高速运动的磨料所形成的射流。
磨料流是指高速运动的磨料射流在空中所形成的轨迹的集合。
磨料射流可以有载体如喷砂机和高压水清理机中的压缩空气和压力水，也可以无载体，如抛丸机中的机械磨料射流。
根据射流动力的不同，磨料射流可以分为空气磨料射流、液体磨料射流、气液磨料射流和机械磨料射流四种。
我们把四种磨料射流的特点归纳如下。
磨料射流的特点四种射流动力体现在三类射流设备中，即喷砂机、高压水清理机和抛丸机。
因此，除以上的分类外，目前各生产厂家还以产品即射流设备按照喷砂机、高压水清理机和抛丸机三种产品进行分的功能及用途高速运动的磨粒来完成加工的，因为，磨料射流具有微微量切削加工和无力和特点，因此，磨料射流具有以下的一般加工功能。
的清理化皮、残盐、残油等；件的氧化皮、型砂等；密铸件的氧化皮、型砂等；残留物、微毛刺等；皮、焊渣等；型钢）的氧化皮、锈蚀层等；的脱模剂、沉积物等；的烧结残留物；飞边；物体表面的放射性元素；桥梁、水电站闸板、船舶、建筑物；机场跑道的橡胶附着层；火车车厢；各种管道和容器罐；旧机件的油污、附着物等；集装箱的残漆、锈蚀层和附着物等；瓷器上错误的烧结层；装饰表面的划伤.....2 ．工件表面涂覆前的前处理喷漆、烤漆前；喷塑前；金属喷涂前；镀锌、铬、镍前；氧化处理前；探伤前的物理机械性能面粗糙度；为压应力；滑状态；动噪音；擦系数……的光饰加工面的抛光；反射表面；的抛光……射流的中应用最广泛的产品，喷砂机一般分为干喷砂机两大类，干喷砂机又可分为吸入式和压入式两类。
喷砂机入式干喷砂机一般由六个系统组成，即结构系统、介质路系统、除尘系统、控制系统和辅助系统。
2. 工作原理吸入式干喷砂机是以压缩空气为动力，通过气流的高速运动在喷* 内形成的负压，将磨料通过输砂管吸入喷* 并经喷嘴射出，喷射到被加工表面，达到预期的加工目。
在吸入式干喷砂机中，压缩空气既是供二、压入式干喷砂机1．一般组成一个完整的压入式干喷砂机工作单元一般由四个系统组成，即压力罐、介质动力系统、管路系统、控制系统。
水射流加工的应用
本科课程论文题目水射流加工的应用学院工程技术学院专业机械设计制造及其自动化年级学号姓名指导教师成绩2020年12月14日目录1 前言 ............................................................................................................................................................... -2 -2 水射流加工的大体原理 .......................................................................................................................... - 2 -水射流加工的概念............................................................................................................................... - 2 -水射流加工的大体原理...................................................................................................................... - 2 -水射流加工的进展历史...................................................................................................................... - 3 -3 水射流加工的分类.................................................................................................................................... - 3 -纯水高压水射流切割 .......................................................................................................................... - 3 -磨料水射流切割.................................................................................................................................... - 4 -4 水射流加工的特点.................................................................................................................................... - 4 -水射流加工的优势............................................................................................................................... - 4 -水射流加工的缺点............................................................................................................................... - 5 -水射流加工的优越性 .......................................................................................................................... - 5 -5 水射流加工的设备.................................................................................................................................... -6 -6 水射流加工的应用.................................................................................................................................... -7 -水射流切割的应用............................................................................................................................... - 7 -水射流清洗的应用............................................................................................................................... - 8 -水射流加工的其他应用...................................................................................................................... - 8 -7 水射流加工的进展前景 .......................................................................................................................... - 9 -8 结论 ............................................................................................................................................................... - 9 -参考文献........................................................................................................................................................... - 9 -水射流加工的应用向传君西南大学工程技术学院2009级机械设计制造及其自动化1班摘要：本文第一对水射流加工的大体原理进行简略介绍，再分析水射流加工技术的进展，依照工作介质的不同，对水射流加工的各类分类进行讲述，然后再介绍水射流加工的优缺点、大体的设备和在各个领域的应用，最后分析出水射流加工技术的以后进展。
简述水射流加工技术发展与应用
简述水射流加工技术发展与应用摘要：本文旨在介绍水射流加工技术的形成、发展史。
明确水射流加工工艺的主要流程，了解其发展趋势。
关键词：冷加工高压水射流切割磨料一、水射流加工技术发展史人们认识水射流应该说还是从水的冲刷作用开始的。
大雨能把田地冲出一道水沟，能剥落山岩，甚至能造成泥石流。
河道出口久而久之便冲积成了三角洲。
水对大自然的鬼斧神工表现在3个方面：使材料破裂、流动、去除。
水射流的应用起源于采矿业。
早期利用水射流冲洗矿石中的泥土，蓄水运送并筛选矿石和直接周水射流冲刷煤层。
由冲刷到破碎实际上是水射流的一个质变，前者是低压大流量，后者则是高压小流量。
本世纪30年代已开始用水射流采煤。
开始是用lOMPa以下的水射流冲采中硬以下煤层，至70年代已发展到用20～30MPa水射流慢速切割煤体，再后来就是高压至lOOMPa、超高压大于200MPa的水射流辅助采煤机、掘进机用于破碎落煤和破岩。
只有提高水射流工作压力才能使其广泛应用于大工业部门，这已成为人们的共识。
20世纪70年代，高压水清洗和超高压水切割在同步发展。
80年代，高压清洗已日趋完善，普及应用。
超高压水射流切割工艺一直是水射流行业研究、追踪的热点。
尤其在80年代末、90年代初期这类所谓“水刀”设备已经批量化、商品化，而且以机械于控制切割头为代表的产品已迅速达到了全自动、智能化的高水平。
水射流技术在向高压方向发展的同时，70年代末期国际水射流领域出现了一个引人注目的新动向，即从单一提高水射流压力，的观点开始转向研究如何提高和发挥水射流的潜力这方面来了。
这就有了脉冲射流（水炮）、高温射流、磨料射流和摆振射流。
这些射流与同等压力下的普通连续射流相比，显然大大提高了作业效率。
80年代以来，磨料射流、空化射流、气水射流和旋转射流的进一步发展，将高压水射流技术推向一个新的阶段。
水射流领域已经形成了一个以压力、功率为纵坐标、以射流形式为横坐标的技术与产品的甲而型谱。
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几种磨料水射流系统及其应用效果
韦 颖 长沙矿山研究院
摘 要 介绍了几种已研制成功的前混及后混式磨料水射流切割及除锈系统,并对这些系统在实际生产中应用存在的有关技术及经济问题进行了分析。
关键词 高压水射流 磨料 切割 除锈
1 磨料水射流切割
用高压水射流切割各种金属及非金属材
料,具有切割能力强、切缝窄、切口质量好、工件不变形、易切割各种复杂形状的工件等优点,在高压水射流中加入固体磨料粒,就形成了切割能力比纯水射流更强的磨料水射流。
长沙矿山研究院研制成功并已用于生产实践的磨料水射流切割机有以下两种类型。
111 后混式磨料水射流切割机
后混式磨料水射流切割机系统工作原理如图1所示。
图1 后混式切割机工作原理图
1—砂桶;2—储能器;3—增压器;4—低压水泵;5—油
泵;6—工作台;7—喷头;8—磨料流量调节阀
11111 主要技术参数
A 型 射流压力:～600M Pa
喷嘴直径:012～013mm
主电机功率:90k W
B 型 射流压力:～400M Pa
喷嘴直径:012～013mm
主电机功率:45k W C 型 射流压力:～380M Pa
喷嘴直径:012～013mm
主电机功率:30k W
11112 应用效果
飞机制造业利用磨料水射流切割制造飞机零件的各种材料。
例如对碳纤维复合材料、玻璃钢、不锈钢、钛合金切割等,且零件的切口质量比其他任何一种加工方法更为优越。
机械制造业利用磨料水射流切割各种材料及机械零部件解剖分析。
例如,用于石油钻头的解剖分析,由于高压水射流切割属冷切割,不会烧伤切口,无热影响,因此有利于准确的金相分析。
建材业利用磨料水射流切割装饰性的建筑材料。
例如,切割各种复杂形状的大理石或花岗岩(拼花),由于是点切割,曲线形状容易切割成形,而且能够节约材料。
11113 问题讨论
高压水射流(或磨料水射流)切割与传统切割方法相比,具有很多独特的优点。
虽然设备投资较高,磨料水射流切割又比纯水射流切割所需费用大,但在很多场合下仍可取得较好的综合经济效益。
笔者曾用磨料水射流切割20mm 厚的不锈钢板,其工效与传统的钻排孔下料方法相比,效率提高10倍以上,加
5
5 1998年第3期 江 苏 煤 炭
工成本却降低了1 3。
该设备由于解决了其中有关的技术问题而获得较长的使用寿命。
112 前混式磨料水射流切割机
前混式磨料水射流切割机系统工作原理如图2所示。
图2 前混式切割机工作原理图
1—高压水泵;2—高压磨料储料罐;3—磨料流量控制阀;4—喷头
11211 主要技术参数
射流压力:～30M Pa 射流流量:40L m in 电机功率:30k W 11212 应用效果
前混式磨料水射流切割机所需要的射流压力相对比较低,系统也更为简单。
该机已用于切割建筑材料及其他金属及非金属材料。
我们曾用压力为30M Pa 的前混式磨料水射流切开厚度为45mm 的不锈钢板,切割速度为20mm m in ,切缝宽3～4mm 。
11213 问题讨论
前混式磨料水射流切割与后混式磨料水射流切割相比,具有射流压力低,动力消耗少,系统简单可靠,成本低等优点,因此,更有利于推广应用。
但这种系统还有几个问题须进一步研究解决:①磨料的连续供给问题;②喷嘴的寿命问题;③砂水循环系统问题。
2 磨料水射流除锈
采用磨料水射流除锈除鳞,具有效率高、
除锈效果好、成本低、不污染环境、能够实现连续大生产等优点,可广泛用于取代酸洗作业,彻底清除因酸污染带来的危害。
211 后混式磨料水射流除锈机
后混式磨料水射流除锈机系统工作原理如图3所示。
图3 后混式除锈机工作原理图
1—调压阀;2—高压水泵;3—安全阀;4—磨料桶; 5—磨料流量调节阀;6—喷头;7—旋转工作台
21111 主要技术参数
射流压力:～50M Pa 射流流量:63L m in
主电机功率:75k W 21112 应用效果
该机已用于石油钻头或其他机械零件除锈,由于除锈效率高、成本低、除锈质量好,又能解决原来采用酸洗所造成的污染问题,因而取得了较好的实际效果。
21113 问题讨论
该设备如果用于连续工作时,则还应增加砂水循环装置,从而进一步降低除锈成本,改善工作环境。
212 磨料水射流除鳞生产线
磨料水射流除磷生产线工作原理图略。
21211 主要技术参数
射流压力:～60M Pa 喷头数量:8个主电机功率:360k W 除鳞速度:3～15m m in
除鳞处理钢材最大规格:150×150mm 21212 应用效果
磨料水射流除鳞生产线,已在钢厂用于钢材(或钢坏)除鳞,年处理钢材量达4～8万t ,经处理过的钢材表面的鳞皮及铁锈均被清除干净,呈现出银白色的金属光泽,钢材表面的缺陷清晰可见。
由于这种新工艺完全
6
5 江 苏 煤 炭 1998年第3期
取代了酸洗作业,因此,彻底清除了酸污染,改善了生产环境。
经过几年的实际生产应用,证明了该系统可满足工业大生产的需要,所处理的钢材质量好,其投资及生产成本均低于酸洗,又无污染。
使用一条生产线,年增产节支可达1000万元以上。
它的应用成功,为钢材除鳞工艺开僻了新途径。
21213 问题讨论
该系统是采用后混式磨料水射流,具有后混式磨料射流的特点。
系统技术成熟,使用效果好,今后若能进一步提高易损件的使用寿命,降低除鳞成本,则更有利于推广应用。
213 前混式磨料水射流清洗系统
前混式磨料水射流清洗系统工作原理如图4所示。
图4 前混式清洗系统工作原理图
1—工件;2—送进机构;3—喷枪;41回收桶; 5—回收泵;6—搅拌桶;7—砂浆泵
21311 主要技术参数
射流压力:～10M Pa
射流流量:60～320L m in
主电机功率:30k W 21312 应用效果
军事工业已应用该系统清除金属表面的附着物,从而取代了传统的化学药剂加手工的清除方法,现不仅工效提高了60倍左右,且清洗成本也大幅度降低。
21313 问题讨论
该系统采用了前混式磨料水射流,具有射流压力低(实际使用压力仅需要5M Pa 左右),系统简单,成本低等优点。
在该系统中,磨料的连续供给及砂水循环问题均得到很好的解决,喷嘴等易损件的使用寿命也能满足要求。
3 结 论
对磨料水射流切割或除锈技术已进行了多年的研究,所研制成功的几种磨料水射流系统均已在生产中应用并取得了很好的经济效益和社会效益。
实用效果证明,该项技术与其它技术相比具有很多不可比拟的优点,可以解决生产部门中许多难题,具有广阔的应用前景。
同时,现有磨料水射流系统也将不断地加以改进和完善。
使其能在更广泛的领域中推广应用。
(收稿日期:1998—06—08)
江苏省煤炭系统实施再就业工程现场会在新光集团召开
全省煤炭系统调整产业结构、实施再就业工程现场会于7月10日至12日在盐城新光集团召开。
省煤炭总公司党委成员董吉元、孙召云、吴先瑞及全省煤炭系统计80多人参加了会议。
董吉元总经理在会上作了重要讲话。
三天来,代表们参观了新光集团所属的江苏亨王食品有限公司等七个非煤产业,认真听取了新光集团董事长吕文侔和所属部分
企业负责人的经验介绍,结合本单位实际展开了热烈地讨论。
与会代表通过现场会形式既统一了思想认织,同时也坚定了战胜困难的信心和决心,认为煤炭工业结构调整和转换经营机制的形势迫在眉睫。
决心通过全省煤炭系统的思想解放,开拓工作,逐步走出困境,为今后发展打下基础。
(仙炜供稿)
75 1998年第3期 江 苏 煤 炭 。