水刀，即以水為刀，本名高壓水射流切割技術(shù)， 這項(xiàng)技術(shù)最早起源于美國(guó)。用于航空航天軍事工業(yè)。 以其冷切割不會(huì)改變材料的物理化學(xué)性質(zhì)而備受青睞。后經(jīng)技術(shù)不斷改進(jìn)，在高壓水中混入石榴砂，極大的提高了水刀的切割速度和切割厚度?，F(xiàn)在水刀已經(jīng)廣泛應(yīng)用于陶瓷、石材、玻璃、金屬、復(fù)合材料等眾多行業(yè)。在中國(guó)，水刀的最大壓力已經(jīng)做到了420mpa。一些技術(shù)先進(jìn)的公司已經(jīng)完善了3軸、4軸水刀，5軸水刀也趨向成熟。

簡(jiǎn)介

特點(diǎn)

可以對(duì)任何材料進(jìn)行任意曲線的一次性切割加工（除水切割外其它切割方法都會(huì)受到材料品種的限制）；切割時(shí)不產(chǎn)生熱量和有害物質(zhì)，材料無熱效應(yīng)（冷態(tài)切割），切割后不需要或易于二次加工，安全、環(huán)保，速度較快、效率較高，可實(shí)現(xiàn)任意曲線的切割加工，方便靈活、用途廣泛。水切割是目前適用性較好的成熟切割工藝方法。

水刀分類

以加沙情況來分：水切割分為無沙切割和加沙切割兩種方式。

以設(shè)備來分：分為大型水切割和小型水切割。

以壓力來分：分為高壓型和低壓型，一般以100MPa為界限。100MPa以上為高壓型，100MPa以下為低壓型。而200MPa以上為超高壓型。

以技術(shù)原理來分：分為前混式和后混式。

以安全切割來分：分為安全切割類和非安全切割類，區(qū)別主要在水壓上面，100MPa以下低壓型水切割可應(yīng)用于特種行業(yè)如：?；?、石油、煤礦、危險(xiǎn)物處理等方面?！窘?jīng)過大量實(shí)驗(yàn)人們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水壓超過一定閾值時(shí)，即使純水也會(huì)把某些敏感性化學(xué)品引爆，而含沙水切割由于水中含有磨料沙，沙子的勢(shì)能和沖擊力和物體碰撞，產(chǎn)生的能量也會(huì)引起特殊化學(xué)品的不穩(wěn)定性，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)和論證，最后得出其閾值在237.6MPa左右。故在水切割行業(yè)，人們對(duì)200MPa以上的水切割主要應(yīng)用在機(jī)械加工行業(yè)?！?/p>

科普介紹

水刀作為一種新技術(shù)新產(chǎn)品，由于其為機(jī)械類產(chǎn)品，沒有電子類產(chǎn)品的技術(shù)神秘感和科技感那么濃厚，一直不被媒體重視，直到2011年，由于水射流專家紀(jì)新剛創(chuàng)造性的另辟蹊徑，將水刀做成了小型化、安全化，使水刀改變了不能在危險(xiǎn)領(lǐng)域使用的局面。由于其突破性的思維和其在行業(yè)的影響，中央電視臺(tái)科教欄目對(duì)其做了相關(guān)報(bào)道，于2011年央視做了為期60分鐘的專訪。詳細(xì)介紹了水刀知識(shí)。

由于收視率創(chuàng)國(guó)內(nèi)科教欄目的收視率冠軍，央視于2012從新編排重復(fù)多次于黃金時(shí)段播放。紀(jì)新剛-以水為刀

后期央視的科技人生欄目對(duì)紀(jì)新剛做了30分鐘專題報(bào)道。

切割比較

與激光切割比較

激光切割設(shè)備的投資較大，大多用于薄鋼板、部分非金屬材料的切割，切割速度較快，精度較高，但激光切割時(shí)在切縫處會(huì)引起弧痕并引起熱效應(yīng)；另外對(duì)有些材料激光切割不理想，如鋁、銅等有色金屬、合金，尤其是對(duì)較厚金屬板材的切割，切割表面不理想，甚至無法切割。人們對(duì)大功率激光發(fā)生器的研究，就是力圖解決厚鋼板的切割，但設(shè)備投資、維護(hù)保養(yǎng)和運(yùn)行消耗等成本也很可觀。水切割投資小,運(yùn)行成本低,切割材料范圍廣,效率高，操作維修方便。

與等離子切割比較

等離子切割有明顯的熱效應(yīng)，精度低，切割表面不容易再進(jìn)行二次加工。水切割屬于冷態(tài)切割,無熱變形,切割面質(zhì)量好,基本不用再進(jìn)行二次加工，如需要也很容易進(jìn)行二次加工。

水切割與線切割比較

對(duì)金屬的加工，線切割有更高的精度，但速度很慢，有時(shí)需要用其它方法另外穿孔、穿絲才能進(jìn)行切割，而且切割尺寸受到很大局限，水切割可以對(duì)任何材料打孔、切割，切割速度快,加工尺寸可選余地大。

與其它切割方法比較

對(duì)一些金屬零件可采取沖剪工藝方法，效率高、速度快，但需要特定的模具和刀具，水切割與該切割方法相比柔性好，可隨時(shí)進(jìn)行任意形狀工件的切割加工，尤其在材料厚、硬度高等情況下，沖剪工藝將很難或無法實(shí)現(xiàn)，而用水切割方法則較為理想；火焰切割也是金屬領(lǐng)域常用的切割工藝，切割的厚度范圍非常大，但與水切割相比其熱效應(yīng)明顯、切割表面質(zhì)量和精度較差，另外水切割能很好地解決一些熔點(diǎn)高、合金、復(fù)合材料等特殊材料的切割加工。

在玻璃、石材、陶瓷等切割加工行業(yè)，傳統(tǒng)的方法是用金剛石刀具進(jìn)行切、鋸、銑等，切割的厚度范圍非常大、速度較快，但對(duì)常規(guī)厚度的板材，水切割可進(jìn)行高精度的任意曲線的切割加工，成品率高，降低生產(chǎn)成本，且大大提高加工產(chǎn)品的附加值。

典型應(yīng)用

應(yīng)用范圍

1、在金屬切割領(lǐng)域中的典型應(yīng)用

（1）裝飾、裝潢中的不銹鋼等金屬切割加工

（2）機(jī)器設(shè)備外罩殼的制造（如機(jī)床、食品機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械、電氣控制柜等）

（3）金屬零件切割（如不銹鋼法蘭盤的半精加工、鋼板結(jié)構(gòu)件、有色金屬、特種金屬

材料等）

2、在玻璃切割領(lǐng)域典型應(yīng)用

（1）家電玻璃切割（燃?xì)庠钆_(tái)面、油煙機(jī)、消毒柜等、電視機(jī)）

（2）燈具

（3）衛(wèi)浴產(chǎn)品（淋浴房等）

（4）建筑裝潢、工藝玻璃

（5）汽車玻璃等

永達(dá)水刀在中國(guó)

1臺(tái)水刀做一個(gè)陶瓷拼花加工廠。

3、陶瓷、石材等建筑材料加工領(lǐng)域應(yīng)用

“水刀”在該領(lǐng)域的應(yīng)用較早、目前在國(guó)內(nèi)客戶中絕對(duì)數(shù)量最大，該領(lǐng)域主要是用于藝術(shù)拼圖，中國(guó)的陶瓷、石材藝術(shù)拼圖產(chǎn)品遠(yuǎn)銷世界各地。

4、復(fù)合材料、防彈材料等特殊材料的一次成形切割加工

5、軟性材料的清水切割

（1）汽車內(nèi)飾件的機(jī)器人空間切割

（2）泡沫海綿、紙等

6、低熔點(diǎn)及易燃、易爆材料的切割（如炸藥、炮彈等）

7、超高壓水清洗

（1）石油化工行業(yè)

換熱器管程清洗；

U型管管程清洗；

浮頭式換熱器殼程清洗，空冷器翅片管清洗；

反應(yīng)釜，塔槽內(nèi)壁，設(shè)備內(nèi)構(gòu)件清洗；

大型儲(chǔ)罐表面及內(nèi)壁清洗處理；

其他。

（2）電力行業(yè)

清除冷凝器（箱）表面或內(nèi)部污垢；

大型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、隔板、殼體內(nèi)結(jié)垢物；

燃爐中損壞的耐火材料及各式預(yù)熱、冷凝器等的結(jié)垢物，均能順利清除，而不損原設(shè)備之性能；

其他。

（3）航空航天業(yè)

民用、軍用航空機(jī)場(chǎng)跑道和護(hù)欄清洗，跑道除膠、清除停機(jī)坪油污和跑道上的交通標(biāo)記等；

航空母艦平臺(tái)跑道清洗；

其他

（4）船舶行業(yè)

用于船體表面需要定期除垢噴漆，采用超高壓水清洗設(shè)備可以很容易去除污垢和表面漆，為進(jìn)行重新涂漆做準(zhǔn)備；

其他。

（5）汽車制造業(yè)

汽車涂裝車間油漆及污垢清洗；

其他。

（6）建筑橋梁業(yè)

建筑外墻清洗；

剝離建筑物墻面舊涂層；

剝離地面的硬質(zhì)合成纖維涂敷層；

其他。

（7）市政工程

城市街道路面口香糖清洗；

城市道路斑馬線清洗；

城市涂鴉清洗；

城市牛皮癬清洗；

城市煤氣管道清洗；

其他。

便攜式

由于傳統(tǒng)水刀設(shè)備體積龐大，重量等原因，無法實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)，以適應(yīng)不同的環(huán)境需求，2003年由銳迅安防特種技術(shù)開發(fā)有限公司，提出此概念并開發(fā)出便攜式水切割系列，可像普通氣割設(shè)備那樣，可由兩人協(xié)作迅速轉(zhuǎn)移工作場(chǎng)所，并可快速實(shí)施切割，比如可裝載于急救車內(nèi)，應(yīng)用于高速急救，替代普通氣割等工具，可對(duì)事故車輛實(shí)施無高溫、無危險(xiǎn)救援。

安全

由于以往的水刀工作為超高壓，無法用于危險(xiǎn)行業(yè)的應(yīng)用，當(dāng)水壓太高時(shí)，不能用于危險(xiǎn)作業(yè)，其閾值為237.6MP水壓。由水射流專家紀(jì)新剛研發(fā)的安全水刀應(yīng)運(yùn)而生，研發(fā)出工作壓力為25~50MP水壓水刀?？蓱?yīng)用于公安排爆用的危險(xiǎn)物處理、武警消防破障救援、穿墻滅火，有適合煤礦用的礦用安全水切割設(shè)備，有化工專用的防爆安全水切割設(shè)備，有石油系統(tǒng)用的石油管道安全水切割設(shè)備。

石油

由于紀(jì)新剛水刀安全、便捷、環(huán)保等諸多優(yōu)勢(shì)，被石油系統(tǒng)所認(rèn)知，并應(yīng)用在多個(gè)作業(yè)環(huán)境。如：石油管道、采油樹搶修、罐體切割、設(shè)備維修等。

中石油在國(guó)內(nèi)首次采用便攜式水切割，并做了相關(guān)報(bào)道：【冀東油田油建公司使用便攜式水切割設(shè)備,在油氣集輸公司高一聯(lián)2000立方米污水沉降罐罐頂完成開孔作業(yè)。

此次開孔作業(yè)主要包括兩個(gè)半徑600毫米的灌頂開孔。因需開孔的儲(chǔ)罐為隔油罐，內(nèi)部介質(zhì)為油污水（已清理），傳統(tǒng)的切割作業(yè)存在閃爆等風(fēng)險(xiǎn)。而水切割技術(shù)的引入，讓風(fēng)險(xiǎn)極高的施工作業(yè)變得安全可靠。

便攜式水切割技術(shù)是將普通水經(jīng)過增壓系統(tǒng)增壓后，再通過一個(gè)極細(xì)的噴嘴，以每秒數(shù)百米的速度噴出水射流。相對(duì)其他切割技術(shù)而言，水射流切割無任何有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生，且切割后無熱反應(yīng)區(qū)或機(jī)械應(yīng)力殘留，是一種高產(chǎn)能的冷切割技術(shù)。

冀東油田油建公司這次現(xiàn)場(chǎng)切割作業(yè)的完成，確認(rèn)了水切割技術(shù)的安全可靠，極大地提高了施工安全系數(shù)。 】

化工

化工企業(yè)為高危行業(yè)，設(shè)備所容物質(zhì)通常為易燃易爆品，例如罐體類、管道類、設(shè)備類等維修一直以來是個(gè)難題。像管道的維修更換，及其危險(xiǎn)，工人操作不當(dāng)稍有不慎就有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。而紀(jì)新剛研發(fā)的便攜式安全水切割解決了這由來已久的歷史難題，采用水為介質(zhì)，工作過程中無高溫、無明火、無靜電，杜絕了發(fā)生危險(xiǎn)的可能。

煤礦

眾所周知煤礦井下巷道里面都有大量的瓦斯、煤氣等易燃易爆氣體存在，井下通常是嚴(yán)禁動(dòng)火作業(yè)的。萬不得已非要維修的時(shí)候，必須要停止相關(guān)作業(yè)，模擬地上環(huán)境來操作，這個(gè)過程及其繁瑣復(fù)雜，不但耗費(fèi)人力物力，停工減產(chǎn)，也存在一定的危險(xiǎn)。而紀(jì)新剛研發(fā)的便攜式安全水切割在不停工、不用模擬地上環(huán)境的情況下完全避免了危險(xiǎn)發(fā)生。

危險(xiǎn)物處理

各地方都存留著像戰(zhàn)爭(zhēng)遺留、過期彈藥等危險(xiǎn)品，通常采用引爆的方式來銷毀，但是需要原理都是的空曠場(chǎng)地，而銷毀時(shí)產(chǎn)生的有毒有害氣體對(duì)環(huán)境造成了極大的危害。而紀(jì)新剛的便攜式安全水切割不但可以安全銷毀各類危險(xiǎn)物，而且可以講銷毀后的物品回收再利用。完全解決了危險(xiǎn)、場(chǎng)地、環(huán)保等問題。

清洗技術(shù)

概述

超高壓水射流清洗技術(shù)是這幾年在國(guó)際上發(fā)展起來的一門高科技技術(shù)，該技術(shù)主要利用高速水射流的動(dòng)能來剝離表面頑垢，它是以水為介質(zhì)，通過柴油機(jī)組或電機(jī)組驅(qū)動(dòng)大流量增壓器，將水加壓至94000PSI（648Mpa）的壓力，再通過呈圓周排列的多個(gè)寶石噴嘴噴射而出，噴嘴由油壓或者氣壓驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，形成多束、多角度、強(qiáng)度各異的超高壓旋轉(zhuǎn)水射流。對(duì)需要清潔的表面、設(shè)備內(nèi)結(jié)垢和附著物以及堵塞物進(jìn)行超高壓清洗工作。

該系統(tǒng)一般由柴油機(jī)組作為動(dòng)力源，只需要提供水源即可運(yùn)行，因此機(jī)動(dòng)性能較強(qiáng)，可以很容易地實(shí)現(xiàn)車載或制成超高壓清洗車。不管什么結(jié)垢沉積物，超高壓水射流清洗技術(shù)都能使這些問題迎刃而解，將污垢徹底清除，留下清潔、光滑的表面。它比人工清洗快的多，不需要化學(xué)藥品、溶劑或腐蝕劑（也不需要同時(shí)采用成本很高的安全措施），使之更潔凈、更環(huán)保?！俺邏核淞髑逑丛O(shè)備”與“超高壓水射流切割設(shè)備”同屬于“超高壓水射流技術(shù)”的具體應(yīng)用，只是前者流量較大，壓力較低。

與其他方式比較

超高壓水射流清洗屬于物理清洗方法，與傳統(tǒng)的人工、機(jī)械清洗及化學(xué)清洗、生物清洗等其他清洗方式相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.水射流的壓力與流量可以方便地調(diào)節(jié)，因而不會(huì)損傷被清洗物的基體；

2.超高壓水射流不會(huì)造成二次污染，清洗過后如無特殊要求，不需要進(jìn)行清潔處理；

3.洗形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物件，能在空間狹窄或環(huán)境惡劣的場(chǎng)合進(jìn)行清洗作業(yè)；

4.與化學(xué)清洗、生物清洗不同，超高壓水射流清洗無有害物質(zhì)排放與環(huán)境污染問題；

5.超高壓水射流清洗快速、徹底。如熱交換器的清凈率為95%以上，鍋爐除垢率達(dá)95%以上；

6.清洗成本低，大約只有化學(xué)清洗的1/3左右，即超高壓水射流清洗屬于細(xì)射流，屬于節(jié)能型設(shè)備；

7.超高壓水射流清洗對(duì)設(shè)備材質(zhì)、特性、形狀及垢物種類均無特殊要求，只要求水射流能達(dá)以即可。