РЕМОНТ И МОДЕРНИЗАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
ЦАРЕНКО П. И., канд. техн. наук, ГАПОНОВ В. Н., ПОЛИЩУК А. И., инженеры, ПКБ электрогидравлики АН УССР — Мосэнергоепецремонт
В настоящее время на многих теплоэлектростанциях страны осуществляются интенсивная реконструкция и техническое перевооружение с заменой турбо- и котлоагрегатов. При этом возникает необходимость разборки бетонных и железобетонных конструкций. Наибольшие затруднения вызывают работы по разрушению мощных железобетонных фундаментов турбин с разборкой плашек.
Эти работы относятся к категории наиболее сложных и трудоемких, так как такие фундаменты разнообразны по конструкции и степени армирования. Располагаются они на отметках от +8 до —5 м и имеют множество перепадов по высоте, ниши, приямки. Все это затрудняет применение обычных средств механизации и требует использования специализированной техники. Кроме того, от времени разрушения фундаментов во многом зависит общая продолжительность реконструкции.
К средствам, наиболее известным и часто используемым для разрушения бетонных сооружений при реконструкции, относятся отбойные молотки, гидро- и пневмомолоты, взрывчатые вещества (ВВ); к менее известным — скалоломы, заряды типа гидрокс, гидропушки, кислородное копье, генераторы инфракрасного излучения, невзрывающиеся разрушающие средства (НРС), электрогидравлические установки и др.
Общий вид установки «Базальт-2».
Электрогидравлические установки в нашей стране создавались с 50-х годов, однако из-за ряда недостатков (малый срок службы выносных электродов-взрывателей, сложность энергетического блока, низкие удельные показатели) широкого внедрения они не получили.
В установке «Базальт-2» (см. рисунок), разработанной ПКБ электрогидравлики АН УССР, удалось преодолеть ряд этих недостатков, например, срок службы электрода-взрывателя до первого ремонта составляет теперь 300—500 импульсов против 20—30; конструкция сменного стержня такова, что срок его службы увеличен в 2—3 раза. Энергетический блок установки выполнен в виде транспортабельного металлического каркаса, скомпонованного из удобно расположенных узлов.
Ремонт технологического и электрического оборудования установки можно осуществлять на месте выполнения работ, он не требует высокой
квалификации специалистов. Удельный расход энергии —0,5-0,7 кВт-ч/м, энергоемкость установки — 33 Дж/кг, производительность (по железобетону) — 0,5-3 м3/ч. С 1985 г. по решению межведомственной комиссии установка серийно изготавливается опытным заводом ПКБЭ АН УССР (3—5 шт. в год).
В журнале «Энергетик» (№ 11, 1988 г.) была помещена краткая информация о применении установки «Базальт-2» для разрушения фундаментов в г. Мариуполе и Николаеве при проведении текущих и капитальных ремонтов агрегатов металлургического производства, при реконструкции промышленных объектов и береговых сооружений.
В Москве специализированным предприятием Мосэнергоспецремонт в 1987 г. с помощью такой установки (заводской № 10) разрушено примерно 1000 м3 фундаментов (плашек) на ТЭЦ-9 и ТЭЦ-12.
На предприятии была организована специальная бригада по демонтажу железобетонных конструкций, отработана электрогидроимпульсная технология разрушения бетонных и железобетонных конструкций. До внедрения установки предприятие использовало скалоломы, гидромолоты, НРС и отбойные молотки. Применение этих средств не всегда обеспечивало необходимые качество и сроки разрушения. Электрогидроимпульсная технология позволила резко сократить объемы работы с отбойными молотками и гидромолотами. Время разрушения сократилось в 10—15 раз и стало определяться продолжительностью бурения шпуров, а также выемки и выгрузки кусков бетона.
Электрогидроимпульсная технология основана на воздействии на разрушаемый объект ударных волн и потоков воды, образующихся при высоковольтном разряде в межэлектродном промежутке. Для этого используют выносной (расстояние может достигать 10—27 м) коаксиальный электрод-взрыватель, который вставляют в шпур, заполненный водой.
Электрогидроимпульсная технология разрушения по скорости и эффективности сравнима с буровзрывной, а по возможности осуществления безопасного ведения работ—с технологией применения НРС. Преимущества ее перед буровзрывной технологией заключаются в сокращении комплекса мер по технике безопасности, отсутствии сейсмического воздействия и незначительного радиуса разлета кусков бетона при разрушении; перед технологией применения НРС — в скорости разрушения объектов, а также в том, что от высоковольтных импульсов бетон теряет свою монолитность и становится трещиноватым.
При воздействии на бетон высоковольтными импульсами в соответствии с выбранной схемой бурения от него отделяются куски массой 20—200 кг и более. При воздействии же на железобетон — куски бетона удерживаются арматурными прутьями и освобождаются отбойными молотками или гидромолотами.
Техническая характеристика установки
Электрогидроимпульсная технология предусматривает выполнение следующих операций: подготовку объекта к разрушению и установки к работе, разрушение и удаление отколотых кусков бетона.
При подготовке фундамента к разрушению в первую очередь необходимо освободить от грунта одну из его сторон или выполнить в нем уступ для отвала и выема кусков; максимально освободить рабочую площадку от труб, уголков, арматуры и других предметов, мешающих перемещению электродов-взрывателей по площадке. После этого следует установить деревянные или металлические щиты для защиты персонала, работающего в зоне разрушения от возможного разлета мелких кусков бетона и брызг воды (при использовании сетчатых щитов к сетке прикрепляют брезентовое полотнище), а зону работ оградить шнуром. При этом необходимо вывесить предупредительные плакаты.
Затем бурят в объекте шпуры диаметром 42—45 мм. Шаг и глубина бурения выбираются в зависимости от характеристик объекта по качеству, условиям и требуемой степени дробления (марка бетона, расположение арматуры, наличие вблизи работающего оборудования, людей и др.).
Подготовка установки к эксплуатации предусматривает размещение ее в зоне проведения работ, подачу на нее электропитания и проверку в холостом режиме, раскладку кабелей электродов-взрывателей и установку последних в шпуры, раскладку резиновых шлангов для наполнения и подпитки шпуров водой (обычно от сети водоснабжения предприятия). Объект разрушают одиночными или серией высоковольтных импульсов, подаваемых от энергетического блока на электрод-взрыватель. Для полного откола кусков бетона от неармированных объектов достаточно 1—3 импульсов. При разрушении армированных объектов после подачи 4—6 импульсов в них образуются трещины, через которые вода изливается из шпура.
Отколотые куски бетона удаляются вручную или с помощью грузоподъемных средств в накопительные емкости. По мере освобождения арматурных прутьев и других металлических предметов их обрезают.
В настоящее время Мосэнергоспецремонт и другие предприятия разрабатывают технологию применения на установке «Базальт-2» высоковольтных импульсов с введением в межэлектродный промежуток смесей, инициирующих разряд и способных выделять дополнительную химическую энергию в режиме горения. Это способствует более длительной передаче разрушающих усилий импульса материалу. Полученные трещины в нем не успевают сомкнуться после действия высоковольтного импульса и усилиями химического горения получают дальнейшее развитие. В результате в железобетонном объекте образуются трещины, размеры которых достаточны для перерезания арматурных прутьев или полного отрыва кусков бетона вместе с арматурой.
По своему составу и технологии эти смеси безопасны и просты в изготовлении, их можно подготовить на месте производства работ. Производительность электрогидроимпульсной установки «Базальт-2» с использованием смесей (по железобетону) возрастает до 6—8 м3/ч.
Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР (327018, г. Николаев, пр. Октябрьский, 43а) на основании договоров оказывает техническую помощь по внедрению установок и технологии, осуществляет пуск и наладку установок, обучает обслуживающий персонал.
