книги из ГПНТБ / Бричкин А.В. Направленное разрушение искусственных минеральных сред огнеструйными горелками

свае пробуривается отверстие диаметром 40—60 мм, в которое вводится стержень, соединенный с любым подъ­ емным устройством. Скорость огневого бурения железо­ бетона таких толщин 5—8 мічас. Для бурения одного от­ верстия в свае сплошного сечения 300x300 мм2 требует­ ся 3 мин.

2.ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПОСОБА

ВЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

При строительстве тепловых электростанций номен­ клатура типоразмеров сборных железобетонных изделий непомерно велика. Это сильно нарушает поточность изго­ товления сборных железобетонных конструкций на заво­ дах, усложняет маркировку .изделий и подбор при мон­ таже, что часто приводит к несовпадению отверстий с местоположением коммуникации. При монтаже в конст­ рукциях приходится устраивать дополнительно множест­ во всевозможных проемов и отверстий. Простых, надеж­ ных и дешевых методов разделительной резки бетонных и железобетонных конструкций и сверления отверстий не имеется. Пневмоинструменты в большинстве случаев не пригодны. Известные камнерезные дисковые машины мо­ гут применяться, как правило, только в стационарных условиях для разделения бетона; они не охватывают всего многообразия строительно-монтажных работ и кон­ струкций. При этом существенное значение имеет универ­ сальность направленного разрушения, т. е. возможность в условиях строительно-монтажной площадки с помощью одной установки одинаково эффективно производить раз­ делительную резку конструкций любой толщины и кон­ фигурации с различным насыщением арматурой и делать отверстия в них. Решающее значение здесь имеют также ширина реза, чистота кромок, зона нарушения прочности бетона. Таким требованиям наиболее удовлетворяет огнеструйный способ горелками ракетного типа.

Первые опыты по применению огневого метода в энергетическом строительстве были начаты на Киевском заводе «Стройдеталь» треста «Южэнергострой» совмест­ но с Киевским отделением ВГПИ «Теплоэлектропроект» [66]. Испытания показали большие возможности огнеструйного способа. Резке подвергались железобетонные

плиты толщиной до 100 мм из бетона марки 200—500. Процесс резания осуществлялся эффективно при давле­ нии кислорода в камере сгорания 9 кГ/см2. Скорость ре­ зания бетонных плит толщиной 60 мм составляла 4— 5 м/час. При введении термитной смеси скорость резания повышалась до 8—9 м./час. Расход топливных компонен­ тов находился в следующих пределах:

Ширина реза без термита — 15—18 мм, после удале­ ния шлака она увеличивается до 25—28 мм. При резке с термитом ширина щели 45—55 мм. На основании резуль­ татов опыта по огневому методу Киевским отделением ТЭПа при проектировании Ермаковской ГРЭС с целью уменьшения типоразмеров сборных железобетонных из­ делий была запроектирована разделительная резка доборочных плит перекрытий ППЖ , перегородок ПЖ С и вырезка отверстий и проемов в плитах ПНРС-12 главно­ го корпуса.

На Ермаковской ГРЭС впервые в практике энергети­ ческого строительства [59] при содействии инженернотехнических работников монтажного управления «Средазспецэиергомонтаж» и сотрудников лаборатории КазПТИ был применен огнеструйный способ направлен­ ного разрушения бетонных и железобетонных конструк­ ций. Все работы выполнялись термобуром ТБ-ЗЗ-К-1.

Установка размещалась на площадке укрупнительной сборки Ермаковской ГРЭС.

Станция питания термобура ТБ-ЗЗ-К собрана в буд­ ке на металлических полозьях размером 2X4, состоящей из 2 отсеков, разделенных стенкой: кислородного и керо- сино-водяного. В кислородном смонтирована рампа на 10 баллонов, в керосино-водяном — емкости для керосина на 500 л и воды на 1000 л и два шестеренчатых насоса для их подачи к термобуру. Вес установки с наполненной системой питания 4 т. Она легко перевозится трактором, на монтажную отметку ставится краном. Пульт управле­ ния совмещен с местом хранения термобура, что позво­ ляет сократить время на подготовку установки к работе до 4—5 мин.

вается. Ширина реза при таком методе не превышает 25 мм. Рез ровный, достаточной чистый. Этот метод наиболее эффективен для резки плит толщиной до 100 мм с одной или двумя арматурными сетками. Следует отме­ тить, что он требует от оператора определенного навыка и внимания, так как необходимо перерезать все стержни

различными технологическими приемами па стенде

горелкой в 3,3 раза меньше, чем разделение перфорато-" ром. Вследствие того, что при огневом способе 70% стои­ мости падает на кислород, наличие высокопроизводитель­ ных кислородных станций, дающих более дешевый кисло­ род, сделают этот способ более экономичным.

Практида применения огневого способа резки бетона и железобетона на Ермаковской ГРЭС показала его вы­ сокую эффективность. Только вырезка монтажных отвер­ стий и проемов резко сократила количество типов де­ талей, последнее позволит намного упростить проектиро­ вание и повысит производительность труда на заводах стропиндустрин.

3. ОГНЕВОЕ РАЗРУШЕНИЕ НЕКОТОРЫХ

МИНЕРАЛЬНЫХ СРЕД

В настоящее время огнеструйные горелки могут най­ ти применение не только для обработки горных пород, бетона и железобетона, но и других минеральных сред:

различных диаметров широко применяются для водопро­ вода, канализации, газопровода, при прокладке телефон­ ных сетей, для транспортировки нефти, масла, морской воды и др. Высокая механическая прочность, водо- и га­ зонепроницаемость, стойкость к действию кислот, солей и щелочей, морозостойкость, низкая стоимость изготовле­ ния — основа возрастающего применения асбестоцементных труб.

Для резки, сверления в них монтажных отверстий различных форм и размеров обычно применяют механи­ ческие способы; последние дают удовлетворительные ре­ зультаты только при резке концов труб. При проходке же отверстий вокруг них часто образуются радиально на­ правленные трещины, которые приводят изделия в негод­ ность.

Опыты по резке труб и сверлению в них отверстий фа­ келом огнеструнной горелки показали, что материал асбестоцементных изделий, так же как бетон и железобе­ тон, под действием факела плавится. Полученный расплав (черного цвета) легко гранулируется и выносится из по­ лости реза или отверстия. Поверхность реза относительно ровная, чистая, без' -наплава. Асбестоцементная труба диаметром 225 мм с толщиной стенки 20 мм режется фа­

воды — 400—450 л/час). При повышении давлений в ма­ гистралях топливных компонентов происходит откол крупных кусков в виде пластинок с внутренней и внешней

стороны трубы, а поверхность реза получается рваной и недостаточно ровной.

В процессе резки асбестоцементпых изделии тепловая энергия тратится невольно на разрушение, часть идет на нагрев материала около полости реза. От глубины рас­ пространения тепла зависит зона нарушения прочности материала. Зона нарушения прочности асбестоцемента значительно меньше, чем у бетона (см. гл. V ) . Асбесто- -цементные материалы, благодаря их свойствам и способу производства (сильное уплотнение в холодном состо­ янии), обладают большой теплостойкостью. При нагреве до 400° С и последующем охлаждении структура и проч­ ность асбестоцемента не изменяются. Дальнейшее повы­ шение температуры сопровождается понижением' проч­ ности. Это связано с нарушением структуры затвердев­ шего цемента при дегидратации минералов, а также потерей асбестом абсорбционной воды. Нагревание до 600° С вызывает интенсивное снижение прочности асбе­ стоцемента вследствие дегидратации С а ( О Н ) 2 и потери асбестом части кристаллизационной воды. Последняя при

Зона нарушения прочности при резке не превышает 15 мм от края полости реза, при бурении — 10 мм.

Стоимость резки 1 пог. м асбестоцемента по расходу материалов относительно невысокая. На резку щели ши­ риной 25 мм, длиной 1 пог. м при толщине стенки 20 мм

духа).- Стоимость резки 1 пог. м асбестоцементиой трубы составляет 0,67 руб. Она снижается с уменьшением ши­ рины реза.

Первые опыты применения горелок для направленно­ го разрушения асбестоцементпых изделий показали их эффективность. Способ заслуживает практического при-

менеиия. Дальнейшее изучение процесса и усовершенст­ вование горелок может сделать его более производитель­ ным и экономичным.

Металлургические шлаки. В процессе эксплуатации мартеновских печей в шлаковиках скапливается значи­ тельное количество шлака, который залегает в них в ви­ де монолита толщиной до 1,5 м. По твердости он при­ ближается к кварцевым породам. Удаление шлака явля­ ется весьма трудоемкой операцией и предопределяет продолжительность ремонта печей.

В настоящее время для очистки шлаковиков приме­ няется буро-взрывной метод. Обычно буровыми машина­ ми или ручным перфоратором бурятся шпуры глубиной 1,0—1,2 м диаметром 60—70 мм и взрываются аммони­ том. Бурение шпуров механическим способом — операция малопроизводительная. За смену один бурильщик дела­ ет в лучшем случае 3—5 шпуров. Из-за неоднородной твердости шлака коронки буров часто ломаются.

Известен способ проходки шпуров в монолите шлака «кислородным копьем», а также с помощью кислорода и термитных патронов, состоящих из смеси чугунной струж­ ки с алюминиевым порошком [71]. Этот способ не нашел широкого применения из-за трудности выноса из шпура расплавленного материала и большого расхода кислоро­ да и металла — на 1 пог. м шпура тратится 8—12 балло­ нов кислорода (48—72 нма), 30—36 м трубок и 10—12 термитных патронов весом 80—100 г каждый. Большой расход кислорода обусловлен не только окислением тер­ митных патронов с образованием твердых продуктов, но и выносом их вместе с расплавом. Кислород, выполня­ ющий роль транспорта продуктов расплава, расходует часть тепловой энергии, выделяемой при сгорании терми­ та. Расплавленный материал несколько остывает, стано­ вится более вязким-и трудно удаляемым из шпура.

Первые эксперименты, проведенные на стенде про­ блемной лаборатории КазПТИ, показали, что мартенов­ ские шлаки горелками бурятся со скоростью 6—8 мічас. Вследствие большой скорости газового потока, по срав­ нению с таковой в термитно-кислородном способе, зна­ чительно возрастает количество тепла, поступающего от факела к шлаку, что делает последний более текучим. Механическое воздействие со стороны факела создает

условия для грануляции и обеспечивает быстрый вынос шлака из шпура [72].

Для опытов был использован огпеструйпый прибор ТР-14/22-4м. Бурению подвергались блоки мартенов­ ского шлака Коммунарского металлургического завода. Бурились шпуры диаметром 35—45 мм. Охлаждаемая вода выбрасывалась в шпур. Расплав шлака ввиду нали­

ков выносится из шпура отходящими газами. Расходные

Резка позволит отказаться от взрывных работ, вызыва­ ющих обвал сводов и удаление людей из зоны работ.

Работы по очистке шлаковиков можно вести дистан­ ционно. На тележке монтируются направляющие и элек­ тродвигатели с редукторами для перемещения горелки в

пуск горелки также производится с пульта. Все необходи­ мые показания (скорость передвижения горелки, давле­ ния в коммуникациях, показания приборов и т. д.) сосре­

сокращает затраты на материалы, а эффективность про­ цесса в несколько раз выше по сравнению с термитными патронами и «кислородным копьем».

В последнее время в лаборатории ведутся работы по созданию и испытанию специальных конструкций горе­ лок (шлакобуров) для бурения мартеновских шлаков диаметром 60 мм и более.

Строительный кирпич. Бурение и резание красного обожженного кирпича производилось прибором ТР-14/22-