船舶进坞后,停在墩木上的每一个小时都是成本,而几乎每一份坞修清单上的第一项工作都是清洗:敲除船体上的藤壶和黏泥、清除失效的防污漆、对机舱进行除油脱脂,以及在检验前清洗舱柜。选错船体清洗高压清洗机的后果会立刻显现:进度缓慢、喷嘴堵塞、泵体腐蚀,设备维修期间,作业人员只能停工等待。本采购指南面向船厂管理人员、船舶供应商(船具商)和船队机务主管,帮助他们选配能够耐受海水、可使用船电或船厂柴油动力、并能在任何港口获得备件支持的船厂清洗设备。内容涵盖主要清洗任务、每项任务实际所需的压力和流量、耐海水材料、动力选项、IMPA 供应商能提供什么,以及一份下采购订单前可直接使用的实用核对清单。
船舶与船厂的清洗任务
一台船用高压清洗机很少能把所有工作都做好,因为各项任务所需的压力和流量范围差别极大。在看具体机型之前,先把任务清楚区分开来会很有帮助。
干坞内的船体污损清除
软性污损(黏泥、藻类、海草)很容易去除;硬性污损(藤壶、管虫、贻贝)与涂层牢固结合,需要压力和冲击能量的组合。船厂通常先用扇形喷嘴清除软性附着物,再用旋转喷嘴处理钙质污损,目标是在不损伤完好防污漆的前提下清除生物。
盐分、锈蚀与松散氧化皮
在任何涂装作业之前用淡水冲洗可去除氯化物污染。若表面残留盐分后直接涂漆,会引起渗透性起泡,因此许多涂装规范要求在涂底漆前先进行冲洗并做可溶性盐分测试。这是一项以流量为主导的工作:水量比压力更重要。
防污漆与涂层清除
整体清除防污漆体系或喷射至裸钢属于超高压(UHP)水射流作业。它可以在无粉尘的条件下替代喷砂,需要 1,000 至 2,800 bar 的压力,并且必须由专为此类工况设计的机型来完成。
甲板、上层建筑与舱柜清洗
露天甲板、舱口盖、居住区外壁和货舱采用中等压力、大流量清洗,以便快速覆盖大面积。压载舱和货舱的洗舱通常由 100 至 250 bar 的泵供水,配合固定式或便携式洗舱喷嘴完成。
机舱热水除油
污水沟、舱底、机器外壳和分油机间都沾有燃油和润滑油脂。无论多大压力,冷水只会把油脂推来推去;60 至 90 °C 的热水可以降低油脂黏度,让清洁剂将其乳化并带走。这里正确的工具是热水高压清洗机,而不是压力更高的冷水机。
船体清洗高压清洗机:各项任务的压力与流量
压力决定沉积物能否被破坏;流量决定覆盖面积的速度以及碎屑被带走的效率。下表中的数值是船厂通行的工程起点值,与后文列出的富森机型工作范围一致。
| 任务 | 典型压力 | 典型流量 | 水温 | 喷嘴类型 |
|---|---|---|---|---|
| 软性污损(黏泥、海草) | 150-250 bar | 15-40 L/min | 冷水 | 25° 扇形 |
| 硬性污损(藤壶) | 350-600 bar | 15-30 L/min | 冷水 | 旋转 / 涡轮喷嘴 |
| 盐分与氯化物冲洗 | 100-200 bar | 40-70 L/min | 冷淡水 | 40° 扇形 |
| 防污漆清除(选择性) | 700-1,000 bar | 15-36 L/min | 冷水 | 旋转式 UHP |
| 涂层全部清除至裸钢 | 1,500-2,800 bar | 15-40 L/min | 冷水 | UHP 旋转头 |
| 甲板与舱口盖清洗 | 150-250 bar | 15-21 L/min | 冷水或 40-60 °C | 15°-25° 扇形 |
| 洗舱(便携式喷嘴) | 100-250 bar | 20-60 L/min | 冷水或温水 | 旋转洗舱喷嘴 |
| 机舱与污水沟除油 | 200-250 bar | 15-18 L/min | 70-90 °C | 15°-25° 扇形,低压清洁剂 |
有两条经验法则值得记住。第一,喷嘴处的水力功率大致等于压力(bar)乘以流量(L/min)再除以 600,结果单位为 kW:一台 500 bar、22 L/min 的机器输出约 18 kW 的水功率,需要 22 至 25 kW 的电机。第二,喷枪处的反作用力(N)大致等于 0.24 乘以流量(L/min)再乘以压力(bar)的平方根:在 500 bar、22 L/min 时约为 116 N,训练有素的操作人员可以轻松应对;在 1,500 bar、20 L/min 时约为 186 N,已接近手持水射流作业普遍采用的 250 N 上限,因此超过这一点应选配脚踏式卸荷枪或机械化喷嘴载具。
耐腐蚀性:海水对高压清洗机的影响
在码头边使用的机器每天都暴露在盐雾中,而抽取海水进行清洗的机器还必须在内部耐受氯化物。喷漆钢架的焊缝在一个季度内就会生锈,黄铜泵头在海水中会发生脱锌腐蚀。
机架与外壳
应指定不锈钢机架(最低 AISI 304,喷溅持续的场合选用 316),或者对于成本较低的机型,选用热浸镀锌加粉末涂层的机架。紧固件、车轮和吊耳也应采用不锈钢;不锈钢机架配碳钢螺栓,最先失效的就是螺栓。
泵头与阀门
富森柱塞泵提供黄铜、黄铜镀镍和不锈钢三种泵头。使用淡水时,黄铜泵头成熟可靠且经济。对于海水、微咸水或经常使用清洁剂的场合,正确的配置是不锈钢泵头配不锈钢阀门和陶瓷柱塞。陶瓷柱塞本身对氯化物是惰性的;黄铜泵失效的部位是泵头和阀座。FBS 不锈钢柱塞泵(200-350 bar,最大 36 L/min)和 FCH 不锈钢泵(500-600 bar)是冷水船用机型的常规选择。
适用于海水和热水的密封件
密封组件是易损件,其材质十分重要。淡水冷水使用 NBR 即可。对于含细砂的海水,应要求配备高压密封组件,并在其前方设置牺牲性低压密封和泄漏回流通道,使磨蚀性颗粒被冲走而不是被拖入主密封。对于 60 °C 以上的热水,需要 FKM(氟橡胶)或 PTFE 基密封件。供应商应能按零件号告知密封件材质,而不是只说”标准件”。
水质与过滤
无论采用何种金属材质,从港池、水柜或水车取水时都必须配备 50 至 100 微米的进水过滤器。进水口的砂粒是船厂机器阀门和密封件失效最常见的单一原因,而这完全可以预防。
船上供电与船厂供电
同一项清洗任务可能在靠泊时使用船电完成,在干坞中使用船厂电源完成,也可能在没有任何电源的偏远泊位完成。应按你预期的最不利情况来采购。
船舶电源:440 V / 60 Hz
大多数远洋船舶采用 440 V、60 Hz 三相电源(部分船舶为 380 V 或 690 V)。为 380/400 V、50 Hz 设计的清洗机并不能直接插上就用:在 60 Hz 下电机转速快 20 %,因此直联泵的流量增加 20 %,电机的功率消耗超出其额定值。正规制造商会按 440 V / 60 Hz 绕制电机,并相应选择皮带轮速比或泵曲轴转速,铭牌也据此标注。订购时应明确电压和频率;不要假设”到现场再调整”。
船厂电源:380-415 V / 50 Hz 或 460-480 V / 60 Hz
横跨船坞的长距离电缆会造成电压降,而一台 55 kW 的 UHP 机组直接启动时的电流是满载电流的六到七倍。30 kW 以上应指定软启动器或星三角启动器。
用于泊位和浮船坞的柴油机组
在电源不确定的场合,柴油驱动的高压清洗机可以摆脱对电源的依赖。FCD 柴油高压清洗机覆盖 350-600 bar、15-30 L/min,用于硬性污损作业;FKD 柴油 UHP 机组可达 700-2,800 bar,用于涂层清除,无需任何电气连接。请确认油箱容量足够一个班次连续运行,并确认在封闭船坞内排气和噪声是可接受的。
热水:燃烧器或电加热盘管
富森热水机型采用柴油燃烧加热:燃烧器加热盘管,泵的出水流经盘管,出水温度最高可调至 90 °C。在船上,柴油燃烧器在干坞或甲板上通常是可以接受的,但在机舱内使用可能需要将排气引至舱外。电加热版本完全避免了燃烧,是限制明火场合的正确选择,代价是电力负荷高得多。
IMPA 会员资格与船舶供应商的需求
国际海事采购协会(IMPA)维护着船东和船舶管理公司通过船舶供应商申领物料和设备所用的编码体系。富森是 IMPA 供应商会员,这对船舶供应商在三个实际方面具有意义。
- 编码化申领。船舶采购系统按 IMPA 编码和描述发出申请。了解高压清洗机、备用喷嘴、软管和密封件套件对应编码的供应商,可以直接针对申领单报价,无需冗长的澄清往返。
- 船舶所需的文件。船舶安全管理体系需要 CE 声明、英文操作手册、带图纸的备件清单,并可按要求提供承压零件的材质证书。富森持有 ISO 9001、14001 和 45001 认证以及清洗机的 CE 认证,并随每台机器提供手册和零件清单。
- 港口交付物流。船舶供应商要配合紧张的船期。能经受海运和叉车搬运的包装、带认证吊耳的吊装框架,以及清晰的海关文件,可以降低机器赶不上船期的风险。
备件物流:让机器在任何港口都能持续运转
高压清洗机是带有易损件的旋转设备,而船舶或船厂并不适合花数周时间等待一套密封件。应在交付前就规划好备件。
调试备件包
每台机器应在船上或船厂仓库中备有:两套完整的高压密封件套件、一套阀组、一套所用规格的喷嘴(扇形和旋转式)、调压阀(卸荷阀)备用 O 形圈、两个进水过滤器滤芯、每种长度的高压软管各一根,以及一套快速接头。柴油机组还需增加燃油滤清器、空气滤清器和一次发动机换油。热水机型还需增加燃烧器喷嘴、一套燃烧器电极和锅炉燃油滤清器。
标准化可减少库存
富森的泵系列在各型号之间共用零部件。A 系列泵(FAB、FAN、FAS)共用 24 mm 实心轴和同一密封设计;D 系列不锈钢泵(FDH、FDK、FDL)共用 30 mm 轴;E 系列(FEH、FEK、FES、FEL)共用 40 mm 轴。船队若在甲板、船体和洗舱清洗机上统一采用同一泵系列,只需备一种密封件套件编号,而不是三种。
船用工况的保养间隔
- 泵油:首次在 50 小时更换,之后在盐雾环境下每 500 小时或每 3 个月更换一次。
- 高压密封件:500 小时时检查;使用清洁水时典型寿命为 800-1,500 小时,含砂或海水时寿命更短。
- 阀门:1,000 小时或压力出现波动时检查。
- 喷嘴:在相同泵转速下,压力表实测压力下降超过 10 % 时更换,这表明孔径已磨损扩大。
- 每次使用海水后,无一例外地用淡水冲洗泵和软管。
推荐用于船舶作业的富森系列
下表将上述清洗任务与富森机型系列对应起来。所有清洗机均采用富森三缸陶瓷柱塞泵,可按需配置不锈钢泵头。
| 系列 | 驱动方式 | 压力 | 流量 | 最适合的船舶用途 |
|---|---|---|---|---|
| FAE | 电动 | 150-250 bar | 15-18 L/min | 甲板、上层建筑、软性污损 |
| FLE | 电动 | 160-200 bar | 40-70 L/min | 氯化物冲洗、洗舱、大面积作业 |
| FCE | 电动 | 350-600 bar | 15-22 L/min | 硬性污损、舵和螺旋桨清洗 |
| FDE | 电动 | 500-1,000 bar | 15-36 L/min | 选择性防污漆清除、焊缝预处理 |
| FKE | 电动 | 600-1,500 bar | 15-40 L/min | 涂层清除、高压水喷射至裸钢 |
| FCD | 柴油 | 350-600 bar | 15-30 L/min | 无电源泊位的船体清洗 |
| FKD | 柴油 | 700-2,800 bar | 30-150 L/min | UHP 涂层清除、浮船坞、承包商 |
| FHP / FHS | 电动泵,柴油燃烧器 | 200-250 bar | 15-18 L/min | 机舱、污水沟和分油机间除油 |
对于电源可靠的船厂内的船体作业,FCE 350-600 bar 电动清洗机是主力机型:FCE 22/50 在 500 bar 下提供 22 L/min,足以驱动旋转喷嘴处理藤壶附着的船板。当规范要求清除防污漆或进行表面预处理时,应升级到 FDE 500-1,000 bar 系列或 FKE 600-1,500 bar UHP 系列,它们采用为连续高压工况设计的 D 系列和 E 系列不锈钢泵。对于机舱,FHP 和 FHS 热水系列可在 200-250 bar 下输出最高 90 °C 的热水,是处理燃油和油脂的正确组合。
船厂清洗设备采购核对清单
船厂特有的安全与环保要点
- 压力大约超过 250 bar 时,操作人员需要水射流个人防护装备:带跖骨防护的防水靴、面罩,UHP 作业还需穿着防射流服。前文的反作用力计算可以告诉你何时手持喷枪不再可接受。
- 清除下来的防污漆含有杀生物剂(铜及辅助杀生物剂)。大多数港口要求船体清洗废水在排放前收集并过滤。UHP 作业应规划集水坑或闭环真空回收喷头。
- 在封闭空间(舱柜、机舱)内,柴油驱动机组必须置于舱外并将软管引入,或者改用电动机组。
下采购订单前的十项要点
- 列出各项任务,并按任务表将每项任务对应到一个压力/流量区间。不要用一台机器包揽所有工作。
- 确认电源:船上 440 V / 60 Hz、坞内船厂电压,或柴油。铭牌必须与之相符。
- 指定泵头材质:黄铜仅用于淡水;海水、清洁剂或热水选用不锈钢。
- 指定机架材质和紧固件为不锈钢或镀锌钢;询问车轮和吊耳的防腐措施。
- 根据水温确认密封件材质,并确认是否配有泄漏回流低压密封。
- 核算反作用力和手持上限;UHP 作业指定脚踏控制或机械化喷头。
- 随机订购一套调试备件包,并确认后续订单的零件号和交货期。
- 发运前索取 CE 声明、英文手册和零件分解图。
- 船舶供应商订单应在报价单上确认 IMPA 编码,并确认包装适合海运和港口搬运。
- 约定由谁负责调试机器并培训船员:一天的交接培训可以避免大多数早期故障。
如果你正在为干坞、船队或船舶供应商目录选配清洗设备,请携带你的任务清单、水源和电源信息联系富森技术团队,我们将为你推荐合适的泵材质、密封件选项和机型系列。
常见问题
清除船体上的藤壶需要多大压力?
藤壶等硬性钙质污损通常需要 350 至 600 bar 配合旋转喷嘴,才能在不损伤完好防污漆的前提下破坏其附着。软性污损用扇形喷嘴在 150 至 250 bar 下即可去除。涂层全部清除至裸钢则需要 1,500 bar 以上的超高压水射流。
高压清洗机可以使用海水吗?
可以,前提是按此要求配置:不锈钢泵头和阀门、陶瓷柱塞、合适的密封组件以及 50-100 微米的进水过滤器。每次使用后用淡水冲洗泵和软管。黄铜泵头不建议长期用于海水。
50 Hz 的高压清洗机能在船舶 440 V 60 Hz 电源上使用吗?
不加改动不行。在 60 Hz 下电机转速快 20 %,流量和电机负荷因此上升 20 %,调压阀(卸荷阀)和电机可能过载。应订购按 440 V / 60 Hz 设计、皮带轮或曲轴转速正确的机型,或选择不依赖电源的柴油驱动机器。
机舱清洗为什么用热水而不是更高的压力?
燃油和油脂是黏度问题,而不是附着力问题。70-90 °C 的水可以降低其黏度并让清洁剂将其乳化,因此 200-250 bar 的热水机型比 500 bar 的冷水机型清洗更快、用水更少,后者主要只是把油推散开。
IMPA 供应商会员资格对船舶供应商意味着什么?
它意味着制造商在船舶采购部门使用的 IMPA 编码和申领体系内运作,并且已具备提供船舶所需文件、包装和备件支持的能力。这可以缩短报价周期并降低船舶供应商的交付风险。
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