Установка для разрушения. Средства разрушения массивов и конструкций

Краткий обзор альтернативных методов

При реконструкции капитальных сооружений часто возникает потребность в высокопроизводительном и мобильном способе разрушения железобетонных конструкций. Обычно для этих целей используются взрывчатые вещества, гидромолоты, а также ручные электрические или пневматические молотки. Известно, что разрушение железобетонных конструкций взрывным способом обладает существенными недостатками. Это затраты на подготовку объекта, большой разлет кусков бетона, вероятность поражения оборудования и коммуникаций на значительном расстоянии от места взрыва.
Гидромолоты, как правило, навешиваются на стрелу тяжелых экскаваторов, что ограничивает область их использования в стесненных условиях. Традиционное использование ручных электро- и пневмоотбойных молотков ведет к весьма высоким физическим затратам при чрезвычайно малой производительности при демонтаже даже сравнительно небольших по объему и прочности железобетонных конструкций.
Существуют и другие способы, основанные, например, на применении установок, создающих высокие давления в заранее сделанных шпурах токами высокой частоты или специальными расширяющимися составами. Однако эти способы требуют дополнительной трудоемкой подготовки объекта в виде сетки шпуров, выполняемой вручную специальными перфораторами.

Принцип действия и конструкция

В АО "ФНПЦ "Алтай" в рамках конверсионных программ разработаны, изготовлены и опробованы экспериментальные образцы ударно-импульсной установки, использующей энергию пороха.

Известно, что бетон характеризуется высокой прочностью на сжатие и низкой (на порядок меньшей) прочностью на растяжение и излом. Удар большой силы, нанесенный по бетонной конструкции, способен вызвать в ней сеть микротрещин, которые при повторном воздействии приводят к разрушению.
Рабочий орган установки представляет собой стреляющее устройство, состоящее из ствола и зарядной камеры с затвором. Разрушение бетона производится одноразовым ударником, разгоняемым в стволе пороховым зарядом, сгораемым в зарядной камере. Ряд баллистических и конструктивных особенностей этого устройства позволяет сообщать ударнику скорость до 1500 м/с, что соответствует энергии удара до 2 000 кДж при собственной массе рабочего органа около 180 кг. Одного удара (выстрела) такой силы достаточно, например, для полного разрушения бетонного блока размером 2,0 x 0,6 x 0,6 м. Для сравнения: самые мощные гидромолоты имеют энергию единичного удара до 3 - 5 кДж при массе рабочего органа около 3 т, а суммарная масса всего механизма достигает (60 - 80) т.
Для повышения производительности разрушения были проведены баллистические расчеты параметров выстрела и поисковые эксперименты, которые показали, что эффективность работы установки существенно повышается, если во время выстрела ствол находится в предельной близости от поверхности разрушаемого объекта, т.е. выстрел "в упор". В этом случае дополнительное разрушение наносит высокоскоростная газовая струя, следующая за ударником и создающая давление в образовавшихся трещинах за счет своего торможения. Данный способ не требует проведения дополнительных подготовительных работ, таких как сверление шпуров, и лишен факторов, сопровождающих взрыв (разлет крупных осколков, ударная воздушная волна). Это позволяет применять установку в условиях действующих производств, например, непосредственно в цехах заводов без их остановки.
Ударно-импульсная установка способна разрушать конструкции из бетона и железобетона любой марки, кирпичные кладки, мерзлый грунт, пробивать отверстия в фундаментах и основаниях.

Представляем вашему вниманию технологию замены трубопроводов методом гидравлического разрушения.

Метод гидравлического разрушения трубопроводов заключается в разрушении старой трубы, с одновременной протяжкой по старому каналу новой трубы большего или равного диаметра под землей, без вскрытия дорожного покрытия.

Необходимость применения и преимущества метода гидравлического разрушения

Метод разрушения - самый распространенный способ во всем мире. Данная технология нашла широкое применение при замене чугунных, стальных, железобетонных и других видов трубопроводов на полиэтиленовые, почти вечные трубы водопровода, канализации и тепловых сетей.

Объективно необходимость в методе разрушения обусловлена следующими причинами:

Городские коммунальные сети по всей России изношены на 70-90%. Основная часть стальных и чугунных трубопроводов попросту сгнили. В этих условиях для развития ЖКХ просто необходимо масштабное применение новых технологий строительства.
В стесненных городских условиях часто просто негде проложить коммуникации вне старых линий трубопроводов. Необходимость прокладки коммуникаций по старым, отработанным трассам в наших городах едва ли не больше, чем прокладки новых трубопроводов.
Постепенно, практически повсеместно как в крупных, так и в небольших городах вступают в силу запреты на вскрытие дорожного полотна, на работы, проводимые открытым способом.

Отметим основные преимущества данной технологии:

работа проходит без вскрытия дорожного полотна;
труба укладывается по старому каналу;
высокая скорость прокладки трубопровода;
относительно низкая себестоимость работы;
возможность увеличение пропускной способности трубопровода;

Технология метода гидравлического разрушения

Работа начинается с подготовки приемного и стартового котлована.

Самым важным в подготовке стартового котлована является четкая центровка рабочего станка разрушителя относительно разрушаемой трубы. Горизонт станка должен совпадать с горизонтом трубы, что предъявляет определенные требования к подготовке поверхности приямка, упорной стенки и среза самой трубы: все эти элементы должны быть максимально ровными. При тщательной подготовке приямка удается избежать движения разрушающего станка в поперечной плоскости и излишних вибраций. Кроме того, для страховки от обводнения немаловажно подготовить «пол» приямка, осуществив отсыпку щебнем или положив настил из досок.

Требования к приемному котловану просты - главное обеспечить удобный заход для затягиваемой трубы.

Погружается в котлован при помощи крана, а гидравлическая маслостанция, приводящая его в действие, остается на поверхности. Длина шлангов позволяет легко разместить эти два основных агрегата установки.

Для работы с разрушителем изготовляют стальной упор. Например, это может быть плита размером 1,2х2,5 м, толщиной 15 мм. Иначе, установка с усилием обратной тяги 50 тонн и выше закопала бы себя, не найдя в процессе разрушения трубы достаточной платформы для опоры.

Штанги гидравлического разрушителя поступательно скручиваются специальным механизмом и проталкиваются по старому каналу трубопровода до выхода в приемный котлован. Важно отметить, что уклон канала трубы от стартового до приемного котлована не должен превышать 20 градусов, что обусловлено гибкостью штанг разрушителя.

После выхода штанг в приемный котлован устанавливается разрушающая головка и за ней через цанговый захват труба. Разрушающая головка-нож подбирается исходя из внешнего диаметра протягиваемой трубы (например, 110, 160, 225, 325, 425 мм):

Когда все элементы соединены, установка переключается в режим обратного протягивания и начинается процесс замены старой трубы на новую:

Разрушение происходит одновременно с протаскиванием новой ПНД трубы. Осколки старой трубы вдавливаются в стенки канала разрушающей головкой. Если разрушаемая труба стальная, нож разрушающей головки взрезает ее, а ее голова раскрывает в стороны. В конце процесса разрушения разрушающая головка подходит к установке:

Разрушитель отодвигается от трубы (используется собственный ход штанг как при проталкивании). Между разрушителем и старой трубой устанавливается упорная рама. После этого разрушитель втаскивает разрушающую головку с новой трубой в котлован:

Упорная рама вытаскивается из котлована, вся буксировочная система разбирается и демонтируется. Новая ПЭ труба протянута и готова к присоединению:

Вместо заключения

Гидравлические разрушители Ditch Witch® позволяют разрушать старые трубы с одновременной протяжкой новых в самом распространенном в России диапазоне диаметров 110, 160, 225, 315, 425 мм и более.

Преимущества технологии очевидны, но наиболее наглядно их демонстрируют уже осуществленные работы:

Например, для замены 120 метров стальной трубы диаметром 200 мм на полиэтиленовую трубу диаметром 225 мм, без учета времени на подготовку стартового и приемного котлованов, требуется шесть часов работы .

По самым предварительным подсчетам проведение данной работы открытым способом с последующей отсыпкой и благоустройством территории займет от нескольких дней (при отсутствии работ по благоустройству) до двух недель и более .

Отметим, что разрушение трубы диаметром 200 мм - не самая сложная задача для разрушителя Ditch Witch®. Во время подобной работы мощность 91-тонного разрушителя используется не более чем на 30 %.

Особенно оценят данный способ прокладки городские Водоканалы. Другие методы санации, такие как технология «труба в трубе» или восстановление старых трубопроводов не всегда возможны и экономически целесообразны. А открытый способ дольше, требует более масштабного привлечения техники и значительных трудозатрат. В дальнейшем непременно понадобится отсыпка грунта и благоустройство территории. Не стоит забывать и основное преимущество всех бестраншейных методов прокладки коммуникаций - отсутствие необходимости перекрывать движение при проходке под автотрассами.

На этом и завершим. Выводы всем очевидны.

Менеджер ООО ««Системы ДИТЧ ВИТЧ»,
Давид Шахназаров

Предназначена для ремонта действующих трубопроводов с разрушением и без разрушения старой трубы, а также для бестраншейной прокладки в грунте. Работа установки возможна из колодцев диаметром 1500 мм. Усилие протягивания 25 тс, диаметр разрушаемой трубы до 180 мм.

Предназначена для ремонта действующих трубопроводов с разрушением и без разрушения старой трубы, а также для бестраншейной прокладки в грунте. Установка работает из котлована. Усилие протягивания 40 тс, диаметр разрушаемой трубы до 220 мм.

Предназначена для ремонта действующих трубопроводов с разрушением и без разрушения старой трубы, а также для бестраншейной прокладки в грунте. Установка может монтироваться через люк диаметром 600 мм. Усилие протягивания 60 тс, диаметр разрушаемой трубы до 400 мм.

Предназначена для бестраншейной замены вышедших из строя трубопроводов методом разрушения старых труб с одновременной укладкой новых. Установка работает из котлована. Усилие протягивания 175 тс, диаметр разрушаемой трубы 100-800 мм, длина трубы до 150 м.

Предназначена для бестраншейной замены вышедших из строя трубопроводов методом разрушения старых труб с одновременной укладкой новых. Установка работает из котлована. Усилие протягивания 255 тс, диаметр разрушаемой трубы 150-1200 мм, длина трубы до 150 м.

Установки разрушения (санации) труб предназначены для бестраншейной замены старых трубопроводов путем их разрушения и протягивания новой трубы такого же диаметра или большего.

В условиях большого города все труднее и труднее производить замену инженерных коммуникаций открытым способом, т.к. в силу вступили законы, запрещающие вскрывать дорожные полотна и к тому же данный способ дороже, чем бестраншейный.

В стесненных городских условиях иногда проще проложить коммуникации по старым линиям с учетом увеличения их пропускной способности, чем тянуть и прокладывать новые.

На сегодняшний день наиболее распространенными методами бестраншейной замены трубопровода является метод «труба в трубе», т.е. разрушение старой трубы с одновременной протяжкой новой. На сегодняшний день данные технологии применяются в 90% случаев.

Установки разрушения применяются для реконструкции различных видов подземных коммуникаций: водопровод, канализация, газопровод.

Представлены разные типы установок, которые могут монтироваться через люк диаметром 600 мм или работать из котлованов.

Установки могут работать как от гидравлической станции, так и от гидросистемы строительной техники, с помощью блока согласования.

Одно из основных направлений деятельности «Энерпром» – производство и продажа установок разрушения (санации) труб. Оставьте заявку на сайте – и наши консультанты свяжутся с вами для определения комплектации техники инструментами, запасными частями и расходными материалами, уточнения цены и способа доставки.

Кандидаты техн. наук А. К. ПОСТОЕВ, В. А. ЗИМНИЦКИЙ, В. А. БРЫЗГАЛОВ (проблемная лаборатория электрогидравлического эффекта, Ленинград)

Реконструкция действующих цехов и предприятий требует большого объема работ по разрушению старых бетонных и железобетонных фундаментов и других строительных конструкций. Эти работы, как правило, выполняют с применением ручного труда, так как использование.взрывчатых веществ и различных механизмов ударного действия ограничивается спецификой проведения работ и требованиями техники безопасности.

В проблемной лаборатории электрогидравлического эффекта разработаны четыре модели электрогидравлических установок типа «Вулкан», повысивших производительность работ по разрушению конструкций. Работа установок основана на использовании высоких давлении, возникающих в жидкости при высоковольтном импульсном разряде между двумя электродами. Технология производства работ по электрогидравлическому разрушению включает следующие операции: бурение шпуров диаметром 25 мм, глубиной 300-700 мм; установку электрогидравлического взрывателя в шпур; осуществление высоковольтного разряда между электродами взрывателя и разрушение конструкций; разборку разрушенной конструкции.

Преимущества электрогидравлического разрушения в малом радиусе опасной зоны (10 м), отсутствии разлета осколков и выделения ядовитых газов, а также возможности управления разрушающим усилием.

Для изучения технических возможностей электрогидравлических установок для раскола камней их применяли при разрушении бетонных и железобетонных объектов в различных условиях.

В 1972 г. на Ленинградском кирпичном заводе в условиях действующего цеха, в непосредственной близости от работающего конвейера, был разобран железобетонный фундамент печи обжига кирпича объемом 30 м3 с применением экспериментальной электрогидравличеокой установки «Вулкан», состоящей из двух блоков размером 1500Х Х800Х800 мм. Работы были выполнены бригадой из четырех человек. Фундамент разрушали в следующей последовательности: в теле фундамента на расстоянии 200-250 мм друг от друга при помощи пневмоперфораторов марки ПР-20Л бурили шпуры диаметром 25 мм на глубину 300-700 мм; в них заливали воду, вставляли проволочный взрыватель и осуществляли высоковольтный импульсный разряд конденсаторной батареи. Под действием возникающего при этом давления бетонные куски откалываются, а при наличии стальной арматуры появляются трещины. Применяя отбойные пневматические молотки, арматуру обнажали по трещинам и пережигали электрической дугой. Энергия импульса электрогидравличеокой установки «Вулкан» определяет максимальный объем откалываемого за один импульс куска бетона до 0,2 м3. Глубина трещин в железобетоне достигает 500- 900 мм.

Электрогидравлическая установка «Вулкан-1», состоящая из пяти блоков размером 800X700X940 мм, предназначена для работ в стесненных условиях подземных тоннелей диаметром более 2 м и других помещений с повышенной влажностью. Ее применяли для разборки кессонных бетонных перемычек в подземном тоннеле и разрушения замороженного грунта при проходке. При разборке кессонных перемычек сроки выполнения работ сокращены в 3 раза по сравнению с разборкой отбойными пневматическими молотками. -Разрушение замороженного грунта при проходке тоннеля электро гидравлической установкой «Вулкан-1» малоэффективно, так как требует вспомогательного времени для удаления установки из забоя после каждой серии разрядов и специального инструмента для скоростного бурения в мерзлом грунте шпуров диаметром 25 мм.

Наибольшая эффективность достигнута при разрушении старых фундаментов электрогидравлической установкой «Вулкан-2» па Ленинградском заводе гипсомраморных изделий и Целлюлозно-бумажном комбинате в г. Зугдиди объемом 220 и 540 м3 соответственно. Работы выполняли комплексные бригады, состоящие из 2 взрывников, обслуживающих установку «Вулкан-2», и 4-8 чел., обеспечивающих бурение шпуров и разборку конструкции после серии электрогидравлических расколов.

Применение электрогидравлических взрывателей многоразового действия увеличило среднюю производительность по разрушению и уборке фундаментов на каждого члена бригады за 1 ч сменного времени до 0,15-0,25 м3/ч железобетона и 0,6 ,м3/ч неармированного бетона.

Во всех случаях применения электрогидравлических установок типа «Вулкан» для разрушения бетонных и железобетонных объектов сокращены сроки выполнения работ в 1,5-3 раза и значительно облегчен труд рабочих.

Экономический эффект с учетом досрочного введения в действие нового оборудования достигал 2,5-70,7 тыс. р.

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Гоеударстевнный комитет

СССР (53) УДК 66.066. .5(088.8) до делам изобретений и открытий (72) Авторы. изобретения

Ф. Л. Саяхов, B. С. Хакимов, A. И. Арутюнов, А. А. Демьянов и Ф. Л. Минхайров

Башкирский государственный университет им. 40 петия Октября (71) Заяви ель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ЭМУЛЬСИИ

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких смесей и может, в частности, найти применение при обез.воживании нефтей и разрушении водосодержащих масляных эмульсий, Известны установки термохимическо5

ro обезвоживания, на которых разрушение агреративно устойчивых водонефтяных эмульсий осуществляется с использованием электродегидраторов и других устройств для ускорения процесса коалесценции капель эмульгированной воды 1).

Процесс разрушения эмульсий в таких установках происходит с большими затратами тепла и реагента, что в конечном счете, повышает экституатацион, ные затраты и влияет на качество продукта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являет- 2О ся установка для разрушения эмульсии, включающая корпус, по оси которого расположен высокопотенциальный электрод, покрытый диэлектриком (2), 2

Недостатком установки является то,. что несмотря на возможность интенсификации процесса коалесценции капель эмульгированной воды, в ней не происходит одновременного нагрева глобул воды, т. е. не достигается снижение агрегативной устойчивости эмульсии, что не позволяет обойтись без стадии термохимической обработки.

Цель изобретения - повышение эффективности разрушения путем снижения агрегативной устойчивости эмульсии.

С этой целью установка снабжена

СВЧ генератором и волноводом прямоугольного сечения, один конец которого выполнен с прорезями и размещен внутри электрода, а другой - соединен с генератором, причем электрод выполнен с продольными щелями.

Целесообразно выполнить волновод с покрытием из диэлектрика с целью герметизации и изоляции.

На фиг. 1 изображена установка для разрушения эмульсий, общий вид; на фиг.

2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3часть Вопновода.

Установке содержит корпус 1, внутри которого соосно размещен покрытый диэлектриком высокопотенциальный электрод, *выполненный в виде трубы 2, на поверхности которой размещены продольные щели 3. Внутри электрода 2 с одного (или двух) торца размещен конец прямоугольного волновода 4 с воздушным, 10 заполнением, который выполнен с проре зями 5 и закрыт заглушкой 6 для осуществления электрического согласования СВЧ генератора 7 с волноводом. Излучающим, является конец 4 волновода, 15 который переходит далее в волноводный изгиб 8 и жестко соединяется, например, сваркой с составной частью корпуса 1 вЂ” " и далее с выходом сверхвысокочастотного генератора 7, например магнетрона, с частотой генерации более 10000 Мгц.

Излучающая часть волновода покрыта высокочастотным диэлектриком 9, который исключает электрический контакт между заземленным волноводом и высокопотенциальным электродом и одновременно исключает попадание во внутреннюю полость волновода эмульсии из рабочего объема установки.

Подача высокого напряжения низкой частоты на высокопотенциальный электрод осуществляется через патрубок 10„ который одновременно служит и подвесом наряду с волноводными изгибами.

Для ввода водонефтяной эмульсии в рабочий объем, а также отвода обезвоженной нефти служат соответственно отверстия 11 и 12. Отвод воды из водосборника 13 осуществляется через отверстие 14.

Установка работает следующим образом, Эмульсию, предварительно смешанную с деэмульгатором, вводят через отверстие

ll в рабочий объем установки, где она

45 подвергается одновременному воздействию низкочастбтного и сверхвысокочастотного полей высоких напряжений с помощью высокоцотенциального электрода с продольными щелями, внутри которого расположен волновод с прорезями. После этого обезвоженная нефть через отверстие 12 направляется в отстойник, а отделенная от эмульсии вода через отверстие 14 водосборника поступает в дренажную систему.

Предлагаемое решение позволяет объединить две стадии (разрушение бронирующих оболочек капель воды и коалесценция), положительный эффект возникает при одновременном действии двух полей и связан с механизмом действия СВЧ поля соответствующей частоты на агрегативную устойчивость водонефтяных эмульсий, и с механизмом действия низкочастотного поля (промышленной частоты) на процесс коалесценции капель воды с разрушенными бронирующими оболочками.

Формула изобретения

1, Установка для разрушения эмульсии, включающая корпус, по оси которого расположен высокопотенциальный электрод, покрытый диэлектриком, о твЂ” л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения путем снижения агрегативной устойчивости эмульсии, установка снабжена СВЧгенератором и волноводом прямоугольного сечения, один конец которого выполнен с прорезями и размещен внутри электрода, а другой соединен с СВЧ-генератором, причем электрод выполнен с продольными щелями.

2. Установка поп. 1, отл ичаю щ а я с я тем, что, с целью герметизации и изоляции, волновод выполнен с покрытием из диэлектрика.