国外船舶水刀除锈水平最先进的当属美国和德国，除此之外，未见其他国家有同类产品的报道。按如上式计算，水射流压力损失多集中在管道接头变径处和喷嘴处即h1和h2等，对具体问题这一计算压力降值较大（约在50%甚至更高）。实际上，以材料破坏的强度为依据反求作用力与能量，不难发现对已破坏的材料所需要的水射流能量（压力与流量）大于按上式计算的损失射流工况参数的，需引入经验系数使二者平衡。

    美、欧、日的船舶湿式除锈是90年代普及应用的，工程应用多在150～200MPa之间，作业形式为手持喷枪（旋转喷头）、平面清洗器，这一技术延续了近十年时间，由于返锈问题需要热风吹干或对涂料要求更高，未能在我国实施。1999年美国FLOW公司率先推出自动爬壁除锈成套设备，这一技术走出了实验室，为船舶除锈这一庞大市场注入了新的活力，为我国在这一领域实现技术跨越式发展明确了目标。我国高压水射流用于船舶仍仅限于清洗海生物，大量的人工除锈问题亟待解决与革新。

    凡水射流除锈设备，都由超高压泵机组、爬壁机器人和真空系统三部分组成。泵机组大都采用三柱塞超高压往复泵（仅美国Jet Edge公司采用超高压增压器机组）；爬壁机器人有两种：电机驱动轮式机器人（真空吸附）和电机驱动履带式机器人（电磁吸附）；其真空系统则大同小异，均采用罗茨真空泵机组。

    笔者之所以将机组压力定在200-250MPa，因为通过大量钢板除锈试验证明和国外同类设备运行参数演示，这一压力范围足以达到除锈的等级要求，对整个机组而言，每降低一档压力，机组成本都将大幅度降低，而运行可靠性将大幅度提高，因此在压力参数上必须经济而不是一味图高。对超高压而言，在压力满足要求前提下，提高可靠性是第一位的，只有这样，才有技术的商品化可言。

  钢质表面锈层形貌和效应，图a为表面形貌，由图形的依次微化可见，还是归结到粗糙度问题；图b为表面效应，将钢质表面分为本体材料层、转变材料层和完整表面层，该层又分外表效应和内表效应。显然，除锈目标首先就是根据除去整体表面层且越过谷底，然后根据不同除锈等级要求确定除至转变材料层的程度而不破坏母体材料。

    由于旋转射流及其运动的作用，流线改变了方向，形成了弯曲作用集中冲击作用和剪切载荷作用，尤其对不规则的锈层表面。在承受高弯矩部位，旋转射流形成的高剪切载荷发挥着重要作用。

    将喷嘴呈一定角度安装，即形成了喷头的旋转扭矩，对不规则表面形成了弯曲打击力和剪切剥层力。试验表明，剪切剥层力要求喷嘴角度在30。～60。之间为佳；弯曲打击力要求喷嘴角度在60。-90。之间为佳。综合两者的要求，实际应用的喷嘴安装角度总是以喷嘴一喷杆旋转体三者相对位置形成两维平面安装的要求。

    锈层也会出现个别的裂缝或凹坑现象，这种裂缝或凹坑常常会浸入到本体材料层，称之为点蚀。对于点蚀的清除，需在大面积除锈后个别清除，或用超高压喷枪或用人工锤击。

  所谓氯化物试验，也就是针对海水腐蚀的氯化盐的试验，水射流除锈作业已在美、欧、日等发达国家和地区应用，它打破了传统陈旧的表面预处理概念。笔者将几种不同的工艺加以比照，不难看出水射流表面预处理是当今工业的新观念。

    基于国际腐蚀工程师协会的No.5标准和防护涂料学会的SSPC -SP12标准，确定了表面预处理非可视杂质的不同外观表述。

    试验用的水射流液滴直径在5-10ym，以170MPa以上的超高压水产生超音速水射流（其速度为566m/s）击打钢质表面，籍以剥除涂层、锈层和盐分。

    1．气动磨头砂纸打磨

    2．气动锤击

    气动锤击钢板除锈用于含盐分非常高的钢质表面，各种盐分杂质在钢板上成了金属空穴。由于杂质的不同电位立即形成电流，继而破坏漆层，通常这种现象在涂装的9个月后发生。检测：65fig/cm2；等级：SC-3

3．干喷铜矿渣

  这种采用钢管作样本，其腐蚀等级为C级，没有漆层覆盖。检测：7yg/cm2；等级：SC-2

4．超高压水射流

    所采用的泵为200MPa.230HP.气动旋转喷枪（转速2000min-l）．水经过精滤，4只喷嘴流量为161_/min。常见的工业领域都有这种钢板。检测：Oyg/cmz；等级：SC-1

5．试验研究

    毫无疑问，通过4种对比试验证实，超高压水射流是最好的表面预处理工艺。

    14.5.3显微研究

    1．未经处理的钢质表面

 我们用JEOl．-T330A-Semafore电子显微镜对严重锈蚀钢板(C等级)观察，放大150倍的图片，可以看到严重锈蚀、碎屑、NaCI结晶盐和亚硫酸盐，放大500倍的结晶盐，未经清洗过的钢质表面有许多0.2ym的凹陷处，如果使用砂纸，只能除掉凸点锈层，对于严重腐蚀的钢板（D等级），大多会有超过2ym的凹坑或其结构很容易达到强度极限。

  2．砂纸打磨

未经放大的砂纸打磨图片，可以看到数以百计的腐蚀凹坑，它们都是砂纸未能触及的地方，各种碎屑、锈渣和盐杂质在此处残留，在除锈后形成电化学的腐蚀单体。

    当放大150倍，可清楚看到哪些地方砂纸起作用了，哪些地方仍保留各种杂质。

    3．气动锤击

 气动锤击表面图片，不难看到各种钢腐蚀物和盐杂质压实在钢板表面，冲击的作用达到40ym，这就是在氯化物实验时气动锤击盐杂质达到65ym的理由，由于仅在1c㎡就发现了数百个电化学腐蚀单体，这种表面预处理将在很短期内就被腐蚀，虽然在中我们没有发现金属空穴，但它们确实因为强烈冲击和钢质变形而存在。放大500倍的，就能戏剧性地观察到氯盐杂质等。通常，应用气动锤击会因表面看起来“光亮”而误认为这种方法很好（忽视了未可视的杂质），它们以其锐角冲击着钢质表面以产生细微清理面，看上去就像镜子。

使用高质量的铜矿渣，表面呈现出“白金”状态，图中一些小暗点是钢质表面上的磨粒残留物，表面渐被腐蚀，小空穴也会被发现，即各类盐和氯化物。钢质表面的龟裂，各处可见磨粒和钢质表面变形产生的皱褶，在皱褶下便是杂质。该工艺表明，电化学腐蚀将在2年后才出现，这取决于温度变化、工业杂质、阳光、电化学单位亦即NaCI等。

    4．超高压水射流

 采用200MPa气动旋转喷枪(2000min-)，15。喷嘴与靶件表面靶距50mm，表面预处理10min后的图片。预处理4小时后的图片，可发现轻微的返锈，但基本无碍涂装。中可观察到没有任何电化学杂质、锈迹和碎屑的清洁表面。放大了150倍，只观察到极少数已被清洗干净的小空穴，电化学单体也只有Fe和O2。试验证实了超高压水刀作为一种表面预处理新工艺，得到了高质量的表面预处理这就意味着涂装寿命更长。