船体清洗

文摘   2024-12-30 14:17   北京  
一、项目背景
(一)船体清洗市场背景
我国的海运业是国家经济的战略性产业,外贸货物运输量约占世界海运贸易总量的25%,对于重要物资如矿石、外贸集装箱等,九成以上是要通过海运来进行,而海运船舶船体体积大,运输距离长,长期浸泡在高盐度的海水中,船体表面易锈蚀,海洋生物易附着在船舶表面,极大地增加船舶航行阻力,可使船舶降速10%,油耗增加40%,这就降低了航运效率,增加运输成本,减小船舶使用寿命,船舶必须定期停靠船坞进行船体附着物的清理,但船坞紧张、清理周期长的问题也随之而来。
因此研发灵活多变的即时清洁技术显得尤为重要,让船舶在航行过程中或在锚地时即可定时实现船体壁面的自动清洗作业,衍生出来的水下船体清洗机器人。
(二)水下机器人的细分领域
序号应用领域应用方向客户群体1安全搜救领域(1)遥控侦察、危险品靠近检查;
(2)船侧、船底走私物品检测;
(3)水下目标观察,废墟、坍塌矿井搜救等;
(4)海上救助打捞、近海搜索。公安部门;
海关部门;
交通运输部救助局;海事局;
民间救援队等2水下探伤领域(1)市政水管、水库检查;排污/排涝管道、下水道检查;
(2)码头及码头桩基、桥梁、大坝水下部分检查;
(3)钻井平台水下结构检修、海洋石油工程;
(4)海底光缆探伤。市政供水、排水单位;
二、机器人情况介绍
船体清洗机器人是由水下机器人搭载着清洗设备运动在船体表面实现在锚地或航行过程中定时地清洁船体表面的功能。
作业对象是附着或者生长在船体表面的有害、较难清洗的物质,如污垢、污泥、壳类、贝类、管虫、苔藓虫、藤壶类生物。
一般来说清洗机器人由机器人本体、水下清洗系统、垃圾回收和岸基辅助集成系统等组成。根据不同的吸附方式、移动方式与清洁方式,水下船体清洗机器人可分类如下:
吸附方式移动方式清洁方式真空负压吸附、磁吸附、推力吸附、复合吸附车轮式、履带式、步行式抽吸式、刷洗式、喷射式、刮擦式、推铲式
三、市场情况分析
(一)市场规模分析
《2021-2027年中国船舶水下清洗行业市场运行格局及投资前景分析报告》显示:2020年我国拥有内河运输船舶数量11.5万艘,远洋运输船舶数量1499艘,沿海运输船舶数量10352艘。
近几年,国内船舶水下清洗行业需求量整体呈现下降态势,从2015年的19.48万次下降到了2020年的14.41万次。
2020年中国船舶水下清洗行业需求量14.41万次,其中,内河运输船舶水下清洗量11.51万次,远洋运输船舶水下清洗量0.22万次,沿海运输船舶水下清洗量2.67万次。
2020年国内船舶水下清洗行业市场规模约7.6亿元,其中,内河运输船舶市场规模2.03亿元;沿海运输船舶市场规模1.9亿元;远洋运输船舶市场规模3.67亿元。
(二)市场影响因素
船舶清洗市场主要由船舶营运企业、港口营运企业、造修船企业、海军舰队等与船舶有直接关系的企业组成,船舶营运企业的数量、运能﹑船舶保有量、港口数量、吞吐装卸能力﹑进出港船舶量,造修船厂数量、规模、造修船能力、造修船数量,海军舰队规模、舰艇艘数都直接影响船舶清洗市场的发展与运作。
船舶水下清洗行业发展早期,国内大型航运企业和大部份修造船厂都分别隶属于不同系统和集团,一般都有自己的清洗队伍,除部份大型船厂和航运企业采用了专业水下清洗技术外,大部分船厂和地方中小船队仍在沿用传统的拆厂方式、采用人工清除、碱煮、酸泡等落后清洗工艺。受传统行业体制限制,外部专业清洗队很难进入隶属于各系统或集团的船厂,除非工期过紧,船厂或船东自己的检修队现有技术能力不足时才允许外系统专业清洗队进入。
随着船舶水下清洗机器人等先进技术推广力度的加大,涌现出一批具有专业清洗能力的船舶水下清洗服务公司,在沿海布局船舶清洗服务网点,越来越多的地方船队和船厂开始使用专业船舶清洗公司提供的服务。

目前,国内外在水下设施表面清洗领域有很多技术措施,许多远洋运输公司在船体表面涂刷挥发性较慢的毒性油漆,通过防止浮游生物的附着以达到降低燃油消耗量的效果。但由于该油漆毒性太强,对沿航线的其他生物也造成了不同程度的伤害,破坏了局部海洋生态环境。因此,国际上已经严令禁止使用各种毒性油漆。此外,还有一些运输公司在船体表面粘贴保护膜,在一定时间内将保护膜撕起以达到清除浮游生物的目的。不过,该方法更换频率较大,代价也高,所以也渐渐地被市场所淘汰。由此,近年来,船舶表面清洗技术的研发越来越被人们所重视。而目前国际上最新的水下清洗船底附着物的技术是空化射流技术,该技术可用于清洗不同类型的舰船、海上石油平台、码头、水下管道等设施的海生物。

01.

空化射流技术的概念

Introduce

空化射流水下清洗技术是一种创新的水下设施清洗方法,它将空化作用融入传统的水射流清洗技术中。通过人为加速水射流束,经过特制枪头激发空化核的生长(即水中气泡的生成),利用大量空化泡在接近被清洗表面时受到阻滞而引发爆裂,产生极高的压力和激波(微射流)。经过自主研发和技术升级,我们实现了激波频率的重叠,达到了谐振效果,同时使激波功率倍增,从而显著提升了对物体表面的清洗效果。

02.

空化射流技术的优点

Advantage

在以海洋设施为主的水下设施清洗领域中,空化射流清洗技术相较于高压水清洗技术更为高效节能,并能有效保护设施表面的防腐层,是船舶清洗的更为合理的选择。我们拥有三年的技术储备,全面自主设计的智能机器人加解决方案,通过空化射流技术完成水下船舶清洁。

精密制造 智能操作 TOB/TOG | 船舶清洁 | 水下勘测



与传统的清洗模式相比,空化射流技术有以下优点:


清洗的效率高

 High cleaning efficiency -

大范围的平面清洗时,每小时清洗面积可超过1500平方米。


清洗范围广

Wide cleaning range -

可清洗异性平面的形状,包括船用螺旋桨、舵、海底门、稳定器、加强肋和管线内部。


清洗工序安全

Cleaning process safety -

空化射流压力小,不会对使用者造成危险,保障人员的安全。


清洗过程环保

Environmental protection during cleaning process -

不使用有害的清洗剂,防止发生海洋污染。

A

干船坞洗船:含有氨、邻苯二甲酸盐和磷等刺激性化学物质的商业清洁产品,这些化学物质会造成水污染。

B

海底蛙人洗船:蛙人清洗会使船底海生物脱落,并且这些外来物种在没有天敌的情况下在当地水域迅速繁殖,造成海洋污染。

C

水下机器人洗船:空化水射流技术,高效清洗无污染;拥有掉落海洋生物回收系统,能够保护海洋生态环境。


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容易操作,节省时间

Easy to operate and save time -

不需要对操作者进行特别培训,多组人员可同时施工,无需更换工具和耗材,实现不间断运作。


方便运输

Convenient transportation -

设备可设在拖车上或船只上。

03.

空化射流技术的应用

Application

在国内,空化射流技术已经取得了显著的应用成果,特别是在材料切割与粉碎以及钻井破岩等领域,展现出了其卓越的性能和效率。然而,令人遗憾的是,该技术在水下设施清洗行业中的应用还处于空白阶段。鉴于此,我们将空化射流清洗技术作为研究的重点,力求将其熟练应用于水下清洁船舶领域。通过不断的实验和创新,我们相信这项技术能够在未来得到更为广泛的推广应用,从而填补国内在该领域的空白,进一步推动水下设施清洗行业的快速发展。


海洋石油结构物清洗

Cleaning of offshore oil structures -

我国大型海洋结构物主要以桩腿式采油平台为主,预计未来半潜式采油平台将逐步增多。为保障平台和人员、设施安全,需要对其在一定的周期内进行有效清洗。随着海洋石油业的迅猛发展,大型海洋结构物越来越多,清洗任务迅速增加,高效、安全的空化射流清洗技术将成为一种必然的需要。


海底石油设施清洗

Cleaning of subsea oil facilities -

海洋石油工程包含大量诸如水下采油系统的海底石油设施,在复杂的海洋环境中对其进行合理有效的清洗困难重重。通过潜水员或者ROV携带清洗设备实施清洗作业是目前仅有的行之有效的方法。开发模块化、自动化的空化射流清洗设备可有效地解决水下设施的清洗难题。


船舶清洗

Ship cleaning -

船舶在海洋环境中长时间运行,在吃水线以下船体外壳表面将形成相当厚的海生物附着层和污垢层。这些附着层和污垢层的形成是一个复杂而持续的过程,由于海水中的盐分、微生物以及其他化学物质的共同作用,船舶常年运行其外壳表面不可避免地生成大面积锈蚀。在此基础上,藻类、贝壳等海生物的附着会形成紧密而坚硬的污垢层,这些污垢层不仅难以清除,而且会随着时间的推移逐渐加厚。如果长期得不到有效清洗,可形成厚达200mm的海生物附着层和污垢层,这无疑会严重影响船舶的航行速度。随着船舶航行速度的降低,为了维持同样的运输效率,船主不得不增加发动机的功率,从而导致燃料消耗成本大幅上升。此外,这些附着物和污垢层还会对船体结构造成腐蚀,缩短船舶的使用寿命。因此,定期对船舶进行有效的清洗显得尤为重要。

在船舶清洗行业,空化射流清洗技术无疑拥有广阔的发展空间。空化射流清洗技术利用水流中产生的微小气泡在崩溃时释放的强大能量,能够高效地去除船体表面的附着物和锈蚀。与传统的清洗方法相比,空化射流清洗技术不仅清洗效果更好,而且对环境的影响更小,不会对海洋生态系统造成破坏。随着这项技术的不断成熟和普及,相信它将为船舶清洗行业带来一场革命性的变革,为船主带来更经济、更环保的清洗解决方案。

清洗前

清洗后

(船舶进行清洗的前后对比图)


海岸工程清洗

Coastal engineering cleaning -

在常见的海岸工程中,海洋生物污垢和淤泥的长期积累不仅会影响港口和航道的正常运行,还会对船舶的航行速度和燃油效率产生负面影响。这些积累物如果不及时清理,会导致航道变浅,增加船舶搁浅的风险。此外,海洋生物的长期侵蚀作用会对桥梁、防潮堤等结构造成严重的损害,影响其坚固程度和使用寿命,甚至可能导致结构失效,从而威胁到人民生命财产安全。因此,对海岸工程进行定期清洗具有重大意义,不仅可以保障设施的正常运行,还可以延长其使用寿命,减少维修和更换的成本。

空化射流清洗技术作为一种高效的清洗方法,在海岸工程清洗中具有广阔的应用空间。该技术利用空化效应产生的微小气泡崩溃时释放的能量,能够有效去除附着在结构物表面的生物污垢和腐蚀产物。相比传统的机械清洗和化学清洗方法,空化射流清洗技术具有清洗效果好、对环境友好、不损伤基材等优点。因此,空化射流清洗技术在海岸工程清洗中的应用,不仅可以提高清洗效率,还可以减少对环境的污染,保护海洋生态系统。


机器人具有多项先进功能,如大马力推进、全铝机身、抗压性能、可持续工作等,这些特点使机器人能够适应不同水下作业环境,并提供高效可靠的服务;配备高清摄像头和LED水下照明灯,以及预留接口,可以根据不同任务需求灵活加装机械臂、多普勒成像仪、声纳探测、红外等装置,增强了机器人的功能和应用范围。清洗技术采用了空化水射流,具有节约成本、环保、高效、对表面物理机械性能保护等优点。这种技术的应用使得深蓝水下机器人能够提供有效的清洁解决方案,提高作业效率并减少对环境的影响。










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