超聲波在管道防垢/除垢中的應用

發(fā)布時間：2025-07-10

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【摘要】超聲波防垢/除垢設備主要通過超聲波的空化效應、化學效應、剪切效應和擬制效應，在強聲場中對流體進行處理。在超聲場作用下，流體中的成垢物質(zhì)會發(fā)生物理形態(tài)和化學性能的改變，從而被分散、粉碎、松散并脫離管壁，有效防止積垢的形成。

超聲波防除垢技術是一種利用高頻機械振動（通常頻率在20kHz以上）實現(xiàn)物理防垢和除垢的綠色技術，主要解決工業(yè)生產(chǎn)流程領域嚴重結(jié)垢困擾的行業(yè)難題。

關鍵詞：超聲波防除垢，管道除垢，物理除垢

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它利用超聲波功率聲場處理流體，使流體中的垢物質(zhì)在超聲波作用下，理化指標和形態(tài)產(chǎn)生變化，使成垢分散、松散、粉碎、脫落，不容易附著在管壁上，從而達到了換熱器防垢除垢的效果，改善并提高了熱傳導效率。其核心機理和優(yōu)勢如下：

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一、工作原理：

1.空化效應——

*超聲波在液體中產(chǎn)生高頻壓力波，引發(fā)微小氣泡的快速形成、生長和劇烈崩潰（空化作用）。

*氣泡崩潰時產(chǎn)生的局部高溫（約5000K）、高壓（約1000atm）和微射流沖擊力，能粉碎已形成的垢層（如CaCO?、CaSO?等），并破壞垢物結(jié)晶過程。

2.剪切力作用

*超聲波在流體中傳播時產(chǎn)生的高頻振動，使流體與管壁界面形成剪切力，阻礙垢質(zhì)顆粒沉積，促進已附著垢層的剝離。

3.抑制結(jié)晶

*超聲波改變成垢離子（如Ca2?、Mg2?）的締合狀態(tài)，干擾晶格有序排列，使生成的垢質(zhì)顆粒更細小、松散，難以在管壁聚集。

4.聲流效應

*超聲波誘導的流體湍流增強物質(zhì)擴散，減少邊界層厚度，降低局部過飽和度，從而抑制垢層生長。

二、除垢效果

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三、項目簡介

超聲波除垢防垢設備主要由超聲波發(fā)生器、超聲波信號傳輸電纜、超聲波能量轉(zhuǎn)換器以及安裝超聲波換能器的管道組合件組成。根據(jù)安裝方式分為外置式、內(nèi)嵌式、內(nèi)置式、壓接式四種形式。本項目采用壓接式安裝方式，安裝在用戶管道上。系統(tǒng)采用可拆卸式除垢超聲波振動子，利用管道夾持裝置壓接。

1.項目控制系統(tǒng)要求及技術指標

序號	名稱	技術參數(shù)	備注
1	型號	GBP-USC202A
2	尺寸	380320170(mm)
3	工作電壓	220V/50Hz
4	使用環(huán)境	室內(nèi)，-20℃~40℃
5	工作方式	連續(xù)模式/脈沖模式
6	濕度要求	相對環(huán)境溫度20℃，月平均＜80%
7	工作頻率范圍	20KHz±1KHz
8	功能	自適應頻率跟蹤
		恒振幅輸出
		輸出振幅連續(xù)可調(diào)
		超聲波輸出功率、振幅可自主設定。
		過流保護、溫度過高報警、系統(tǒng)故障報警。
9	附加功能	增加遠程控制操作功能，觸摸屏端可以設置的功能可以提供接口。

2.項目運行實施

本項目所實施的方案已在國內(nèi)知名企業(yè)得到實際現(xiàn)場應用，取得良好的超聲除垢防垢效果。

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3.項目應用體會

本設備采用杭州國彪超聲設備有限公司生產(chǎn)的智能數(shù)控超聲波GBS-UGX202A專用超聲波除垢防垢設備，通過系統(tǒng)集成設計達到用戶要求。此系統(tǒng)具有自動開機頻率搜索或輸入特定頻率，運行過程中自動跟蹤和掃描頻率，功率可調(diào)整等，如果設備出現(xiàn)問題可以及時斷電，避免對整體控制系統(tǒng)造成影響。整個設備操作方面，無需設備開機前進行設置，全自動實現(xiàn)控制要求，系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。