我国目前普遍采用的是喷砂除锈。工作人员站在几十米的高空车上拿着设备,用喷出的铜矿渣颗粒冲蚀锈迹,这样除锈效果比较好,也不损坏钢铁表面。但是这种方法的弊端也很明显:铜矿渣成本高,喷射出来之后也无法马上回收,会严重污染空气和水体;而且效率低下,一台设备一个小时也就清理4-5平方米的船身。更重要的是,除锈工作人员承担着高空作业的风险,铜矿渣和铁锈还容易吸入肺部,或者进到眼睛里。
世界上大部分发达国家已经禁止在敞开环境下使用干气喷砂除锈。现在,美国、日本等国家普遍采用的方法是高压水射流除锈。顾名思义,所用的原料就是水。使用机器把水加压到一百兆帕以上,再通过具有细小孔径的喷射装置,将它们转化为高速的微细“水射流”。这样产生的“水射流”,马赫数(速度与当地声速之比)在一以上,其打击能量之巨大,除个锈、通个下水管道什么的都不在话下。而且水流的压力和流量可以自己调节,结构复杂的物件也能清洗。这种方法高效,而且对环境没有污染。
能除锈的爬壁机器人
不过,为了让工作人员更轻松,科学家们觉得可以让机器人参与到除锈工作中来。由于船体和地面垂直,爬壁机器人是一个很好的选择。爬壁机器人自己能附着在船身,用超高压水射流对船体除锈。而且,机器人身上还搭载了真空除锈清洗器,一边除锈,一边产生较大的真空抽吸力,顺手就把锈渣和废水回收了,简直贴心。
据介绍,他们的设备采用的是永磁吸附方式的大负载履带式爬壁机器人。
机器人的左右两边分别安装了两根履带,履带上均匀排列着永磁吸附块,其中一部分永磁块可以让机器人贴附在船壁上。如果要移动,通过电机和减速器带动履带翻转,可以让最后的吸附块在脱离壁面的同时,又让上面的一个吸附块吸附于壁面。另外,履带一定的松紧度和机器人身上的防倾覆机构也让它能够适应船舶表面的曲率,安全可靠地进行清洗工作。