Размещено на http://www.allbest.ru/

Новое оборудование для ведения ремонтно-восстановительных работ

К. т.н. В. И. Крылов, генеральный директор,

к.т.н. В.И. Томак, руководитель комплекса,

ЗАО «ЦВТМ при МГТУ им. Н.Э. Баумана», г. Москва

Введение

Как известно, резка материалов, в первую очередь металлических, является достаточно распространенной операцией при ведении ремонтно-восстановительных работ на объектах теплоэнергетики.

В настоящее время в промышленности применяются разнообразные способы резки материалов, начиная с обычных ножниц и заканчивая лазером, но в рамках данной статьи мы не будем говорить о преимуществах и недостатках большинства из них, а ограничимся лишь рассмотрением тех методов, которые нашли наиболее широкое применение при ведении ремонтно-восстановительных работ, в частности на теплоэнергетических объектах.

материал резка промышленность теплоэнергетический

О существующих способах резки металлов

Наиболее мобильным и распространенным способом резки материалов является кислородная резка, которая также имеет несколько разновидностей. Самая распространенная - газовая резка, в которой в качестве горючего используются ацетилен, пропан или природный газ. Наилучшими свойствами обладает ацетилен, т.к. у него самая высокая теплопроизводительность и температура горения в кислороде. Но он дорогой и остродефицитный газ, поэтому он применяется в основном для сварки и пайки материалов, где требуется высокая чистота техпроцесса. Поэтому наибольшее распространение в качестве горючего для резки материалов получили газы: природный газ (для резки в производственных условиях, где есть стационарные газовые магистрали) или пропан, который заправляется в баллоны и может быть доставлен вместе с кислородом к месту проведения работ. Оба газа имеют низкую по сравнению с ацетиленом теплопроизводительность и в связи с этим намного меньшую скорость резания. Некоторые неудобства в работе создает транспортировка баллонов к месту работы, специальные условия хранения баллонов и невозможность работы на пропане при низких температурах окружающей среды.

Здесь также хочется упомянуть о достаточно новой и пока мало известной в России технологии гидроабразивного резания материалов практически любой прочности, в частности для резки трубопроводов (речь о которой уже велась на страницах журнала «НТ», см. статью «Оборудование для резки водной струей» в № 1, 2000 г., с. 41-42 -прим. ред.). На сегодня данная технология благодаря своим преимуществам все шире применяется в различных отраслях промышленности. Не вдаваясь в описание технологии, отметим лишь то, что ее применение в коммунальной энергетике при ведении ремонтно-восстановительных работ вряд ли будет экономически оправдано.

С нашей точки зрения наиболее перспективным способом резки материалов должна быть кислородная резка с применением в качестве горючего жидких компонентов керосина, дизельного топлива или бензина. Практика применения последнего показывает, что существующие резаки - бензорезы, также имеют ряд недостатков. Во-первых, в таких резаках имеется испаритель, который со временем забивается различными видами отложений, что требует регулярной чистки испарителя. Во-вторых, для испарения горючего используется маленькая горелка, которая снаружи обогревает испаритель и направлена в сторону резчика, что при наличии малейшей утечки компонентов топлива может привести к неприятным последствиям. В-третьих, наддув бачка горючего избыточным давлением может привести к попаданию горючего в магистраль кислорода и к возникновению горения компонентов в шлангах, что недопустимо.

Терморезаки

В связи с вышеизложенным, перед нами стояла задача создать инструмент, работающий на жидком горючем, который не имел бы всех перечисленных недостатков и при этом не потерял бы характеристик, присущих резакам, работающим на ацетилене, а по некоторым (например, по безопасности) имел бы преимущества.

Такой резак был создан (фото 1) и в течение нескольких лет находит широкое применение в промышленности, в частности в таких областях как: утилизация объектов и металлоконструкций, ремонтно-строительные работы, аварийно-спасательные работы, ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций, строительство и т.д.

К достоинствам созданного терморезака следует отнести:

1. удобство в работе, что достигается за счет применения в качестве горючего широко распространенного жидкого топлива (керосина или

дизельного), а также за счет отсутствия необходимости наддува бачка с горючим, т.к. оно подается в зону горения за счет эжекции, создаваемой струей кислорода внутри самой горелки;

2. высокая пробивная способность достигается в результате наличия в струе мелкодисперсных капель жидкости, что позволяет резать материалы толщиной свыше 250 мм, а также многослойные материалы или которые покрыты толстым слоем ржавчины или другими покрытиями;

3. безопасность в работе достигается за счет того, что подача горючего в зону горения прекращается сразу после закрытия магистрали подачи кислорода, т.е. попадание горючего в магистраль кислорода исключается, тем самым исключается возможность «обратных ударов»;

4. экономичность достигается за счет доступности и относительной дешевизны жидкого горючего, а также за счет удобства перевозки горючего к месту использования, не требуется специального транспорта для перевозки баллонов с газом.

В зависимости от модели терморезаки имеют различные возможности по толщинам разрезаемых материалов, диаметры сопел режущего кислорода от 1 до 2,2 мм. При этом расход кислорода при резке материалов находится в диапазоне от 3 до 25 м3/ч, а расход горючего от 0,7 до 4 л/ч.

Нами также разработана мобильная ранцевая установка (фото 2), которая состоит из 5-литрового баллона кислорода, редуктора, емкости для горючего и резака с диаметром сопла 1 мм, т.е. в этой установке имеется все для резки металлоконструкций максимальной толщиной до 40 мм в течение 15-20 мин. Подготовка к работе установки занимает меньше 1 мин. Скорость резания резаком аналогична скорости резания ацетиленовым резаком.

Помимо этого был разработан сверхзвуковой реактивный резак (фото 3) для ручной резки материалов, не поддающихся кислородной резке вышеупомянутыми типами резаков. Это высоколегированные стали, чугун, цветные металлы и их сплавы, бетон, железобетон и другие материалы. В этом резаке горение компонентов топлива (керосин или дизтопливо и кислород) происходит внутри камеры сгорания при температуре более 3000 °С На выходе из сопла реализуется сверхзвуковое истечение высокотемпературных продуктов сгорания топлива, которое позволяет резать вышеупомянутые материалы при необходимости даже под водой. Единственное условие для резки под водой - предварительный розжиг резака на воздухе.

Установка состоит из: терморезака ТР-2М для резки различных материалов; блока питания жидким горючим УПГ; коллектора группового подключения кислородных баллонов с редуктором;

системы питания резака охлаждающей жидкостью; шлангов для подачи компонентов топлива.

Основные технические характеристики сверхзвукового реактивного терморезака: давление компонентов топлива на входе - 1,4-1,9 МПа; расход компонентов: окислителя - 15-35 нм3/ч, горючего - 10-20 л/ч, охлаждающей жидкости (воды) -100-150 г/с; толщина разрезаемых материалов (без внедрения горелки в полость реза), мм: нержавеющая сталь (типа Х18Н9Т) - 150, чугун -150, алюминий и его сплавы - 250, бетон и железобетон - 150; масса резака - не более 4,5 кг.

На все вышеупомянутое оборудование имеется разрешение на применение Ростехнадзора.

Отзывы эксплуатирующих организаций о работе терморезаков

Отзыв генерального директора ЗАО «Промет-2» Андрианова Д.А., г. Москва. Оборудование термической резки материалов в составе терморезаков ТР-2 (для резки малогорючих и негорючих в кислороде материалов), резаков ТР-3БН для резки углеродистых сталей и унифицированной системы подачи горючего УПГ эксплуатируются на предприятии второй год. За это время оно показало себя с хорошей стороны:

* с помощью резака ТР-2 производилась резка нержавеющих сталей различных марок толщиной до 120 мм, алюминия и алюминиевых сплавов толщиной до 200 мм, латуни толщиной до 100 мм и др. металлов;

* время подготовки оборудования к работе не превышает 10 мин;

* ресурс горелок к настоящему времени превысил 1000 ч;

* оборудование может эксплуатироваться в диапазоне от -10 до +30 ОC;

* работа с оборудованием не требует высокой квалификации резчиков и специальной регулировки в процессе работы, давление подачи горючего стабильно;

* оборудование транспортабельно и мобильно, что обеспечивает возможность его перемещения и использования на различных площадках;

* случаев сбоев и отказов функционирования, а также аварийных ситуаций не было;

* использование относительно дешевого дизельного горючего положительно сказывается на экономичности резки.

На основании опыта применения названного оборудования считаем целесообразным внести ряд усовершенствований в существующие образцы:

* отработать модель резака ТР-2 без дополнительного водяного охлаждения, что улучшит его эксплуатационные возможности; снизить уровень шума его работы;

* предусмотреть переменный угол горелки резака ТР-3БН.

Отзыв главного инженера Государственного объединения «Белвтормет» Н.И. Воронько, г. Минск, Республика Беларусь (отзыв был написан в 2002 г.).

Резаки ТР-3БН использовались в порядке опытно-промышленной эксплуатации на предприятиях объединения «Белвтормет» с мая 1999 г. в технологии разделки черного металлолома. Общее количество используемых в работе резаков составляет более 60 штук. При этом в резаках используются горелки 3-х типоразмеров на различные диапазоны толщины разрезаемого материала: до 40 мм; от 40 до 120 мм; от 120 до 250 мм.

Опыт эксплуатации показал, что резаки удовлетворяют основным заявленным характеристикам по толщине разрезаемых материалов, расходам компонентов топлива и по производительности. Среднее время наработки за указанный период на резаки (горелки) составляет 700 ч, степень безотказности при этом составила 95%.

Основными достоинствами резаков являются:

* использование доступного относительно дешевого дизельного горючего;

* высокая производительность резки;

* отсутствие «обратных ударов»;

* безнапорная схема подачи горючего;

* повышенная «пробивная» способность режущей струи.

Отмечается также неприхотливость оборудования к температурным, погодным и другим неблагоприятным условиям ведения работ. Резаки просты и удобны в эксплуатации, надежны и безопасны в работе, что, по отзывам резчиков, характеризует перспективу их дальнейшего использования.

По результатам эксплуатации резаков предлагаются следующие рекомендации по их совершенствованию:

* увеличить толщину стенки гайки головки;

* разработать удобный для работы угол наклона.

Размещено на Allbest.ru