Технологии ХХI века. Вода как инструмент.

Всем нам приходилось слышать и употреблять термин «технологии третьего тысячелетия». В приведенном ниже материале речь пойдет о стремительно развивающейся технологии основанной на энергии воды. Около 40 лет назад началось использование очистительных свойств водяной струи высокого давления (до 1000 bar*) и сверхвысокого давления (более 1000 bar). В настоящее время данные технологии всё шире применяются в развитых странах, в том числе и в нашем государстве. Они активно используются там, где необходимо быстро, качественно и безопасно выполнить работы по очистке и подготовке поверхности. Такое оборудование по своему назначению многофункционально и позволяет выполнять широкий спектр работ в различных отраслях промышленности. Например: Ремонт фасадов зданий (удаление лакокрасочных покрытий, штукатурки и т.п.). Санация бетона и железобетона (в т.ч. полное удаление бетона). Беспыльное, пожаробезопасное удаление коррозии с металла. Отмывка речных и морских судов, подготовка поверхностей судна к нанесению защитных покрытий. Чистка высоковольтных изоляторов. Удаление любых покрытий, отложений с поверхностей. Утилизация вооружений. Внутренняя и наружная чистка теплообменного оборудования, труб и коллекторов различных диаметров и конфигураций. Пожаробезопасная резка различных материалов (стальные и железобетонные конструкции, стекло, натуральный камень и т.п.). Агрегаты высокого и сверхвысокого давления представляют собой высокоэффективное, экологически чистое и энергосберегающее оборудование на базе водоструйных технологий высокого давления. Принцип их действия основан на эффекте силового воздействия высоконапорной водяной струи на обрабатываемую поверхность. При этом струя воды позволяет удалять с поверхности загрязнения и отложения любой физической природы и химического состава, включая коррозию, консервирующие смазки, смолы, битум, лакокрасочные покрытия, нагар, окалину и т.д. Введение в струю абразива позволяет легко удалять поверхностные слои бетона, гранита и металла. Оборудование высокого и сверхвысокого давления находит применение практически во всех отраслях промышленности, это: строительные предприятия; судостроение и судоремонт; электростанции; предприятия химической промышленности; нефтеперерабатывающая промышленность; фармацевтическая промышленность; сахарные заводы; деревоперерабатывающие предприятия; автомобильные заводы; пищевая промышленность; бумажная промышленность; стеклозаводы и предприятия по производству керамических изделий и др. Воздействие водяной струи высокого или сверхвысокого давления на поверхность можно подразделить на: гидравлическое (однородная струя воды той или иной формы); гидродинамическое (динамические удары струей воды по поверхности); гидроабразивное (смешанная струя воды и абразива). Чистка металлической поверхности высоким и сверхвысоким давлением не вызывает нарушений в структуре металла, но снимает с него неоднородные покрытия, будь то коррозия, смола, полимерная пленка, краска. Подача в водяную струю абразива значительно усиливает чистящие свойства, а при давлении свыше 1000 bar режет металл. Для решения различных задач используются гидравлические очистители с различными параметрами. При этом каждый из агрегатов имеет две главные характеристики: - максимальное рабочее давление воды; - поток воды на выходе тракта высокого давления при максимальном давлении воды. Величина давления воды позволяет решать определенные задачи по очистке, а поток воды (л/мин) определят производительность при решении этих задач. Чем больше поток воды при заданном давлении – тем выше производительность при очистке поверхностей. Практически в каждом строении применяется кирпич, цемент, железобетон и металл. Эти материалы подвержены коррозии и старению. Бетон долгое время считался материалом, обладающим свойствами природного камня. Однако время показало, что он уязвим к воздействиям окружающей среды. Во всем мире сейчас актуальна проблема реставрации металла и бетона, продления сроков службы этих материалов. Перед нанесением защитных материалов на металлические и бетонные конструкции необходимо произвести их санацию (удалить поврежденные слои и участки), подготовить поверхность (придать шероховатость). Для этого применяются несколько альтернативных способов, имеющих свои преимущества и недостатки: q механическая ручная очистка; q химическая очистка; q пневмопескоструйная (дробеструйная) очистка; q термическая пневмопескоструйная очистка; q гидродинамическая очистка; q гидроабразивная очистка. Механический способ дает продолжительную работу сотрудникам предприятий, он очень трудоемок и бывает единственно возможным в особых условиях. Такие работы можно производить круглый год. Однако этот способ не позволяет быстро и качественно выполнить большие по объему работы, а во взрыво- и пожароопасных зонах требует применения специального инструмента. Химический способ зачастую комбинируют с механическим. Этот способ дает некоторое преимущество в сроках выполнения работ, однако ведет к их удорожанию и, нередко, к возникновению экологических проблем. Пневмопескоструйный способ, в том числе термический, значительно увеличивает скорость и качество очистки металла и бетона, особенно удаление коррозии. Однако эти способы не всегда возможны в силу запретов на их использование во взрыво- и пожароопасных зонах (при соприкосновении песка с металлом происходит искрение), эти работы всегда сопряжены с облаком пыли, требуется специальная защита для работающего персонала. Гидродинамический и гидроабразивный способы наиболее перспективны, они лишены многих из перечисленных недостатков. Производительность и степень обработки поверхности значительно выше, чем при пневмопескоструйном способе, полностью отсутствует пыль, можно производить работы, в том числе удаление коррозии, на взрыво- и пожароопасных объектах. Однако данные работы производятся только при положительных температурах, может потребоваться утилизация воды и продуктов очистки. После обработки черных металлов гидроабразивной струей процесс окисления металла ускоряется, поэтому необходимо применять срочные или специальные меры по защите/консервации поверхности. В строительстве и ремонте сооружений, при очистке фасадов, проведении санации фасадной плитки, чистке гранитных плит и бордюрного камня, очистке мостов и тоннелей от старой краски и грязи, а также при мойке сильно загрязненных нефтепродуктами и консервирующими смазками ходовой и моторной частей транспортных средств и специального транспорта наибольший эффект дает применение установок с рабочим давлением 200 - 500 bar при потоке воды 10 – 30 л/мин. Использование прямоструйной форсунки при давлении около 350 - 500 bar позволяет аккуратно и быстро санировать рыхлый бетон, резать асфальт, удалять битумные покрытия и застывший цементный раствор. Установки с такими характеристиками положительно зарекомендовали себя также в ходе проведения работ по очистке крупногабаритных нефтехранилищ, трубопроводных обвязок на газокомпрессорных станциях. Очистительные свойства воды можно усилить на 30 – 50 % за счет использования ее динамических свойств (применение гидрофрезы) и на 50 – 100 % за счет подачи в струю воды абразива (использование гидропескоструйной насадки). Гидрофреза реализует режущие свойства воды и позволяет быстро удалять штукатурку, лакокрасочные покрытия, остатки цемента и бетона, масел, битума, консервирующих смазок и т.п. с поверхностей большой площади, производить санацию бетонных и железобетонных конструкций. Гидропескоструйная насадка с соплом из износостойкого материала обеспечивает полное удаление любых видов покрытий, изоляции, нагара, окалины, коррозии с поверхностей металлоконструкций, трубопроводов, емкостей и т.п. при этом профессиональные гидропескоструйные насадки позволяют работать абразивом с фракциями диаметром до 3 мм. Ресурс сменного износостойкого сопла в таких насадках зависит прежде всего от твердости и размера фракций абразива и составляет, в среднем, 300 – 400 часов. К примеру, гидроочиститель с рабочим давлением 350 – 380 bar при потоке воды около 20 л/мин. позволяет достигнуть производительности: снятие штукатурки и краски с фасадов при обработке поверхности водой – до 150 м2/час; удаление коррозии с металла при обработке поверхности водой с абразивом – до 20 м2/час. Струя воды с абразивом под давлением около 2000 bar позволяет резать различные конструкции. Сущность такой резки заключается в воздействии на обрабатываемый материал высокоскоростной струи воды. Под сверхвысоким давлением вода вытекает из сопла малого сечения, образуя плотную высокоскоростную струю. Данная струя обладает высокой режущей способностью, для повышения которой в струю может вводиться абразив (сыпучий или пульпа) различной зернистостью, как правило – диаметром до 1 мм. Аппараты высокого давления серии ЛМ (ЛИМЕНС-LIMENS) с повышенным рабочим давлением представляет собой класс промышленного очищающего оборудования ICE. Данное оборудование позволяет решать все вышеперечисленные задачи, а их конструктивные особенности обеспечивают возможность их применения для продолжительной безостановочной работы. Выбор аппарата серии ЛМ ЛИМЕНС зависит от задач очистки или мойки поверхности, включающих необходимую производительность и требуемое качество очистки, характер загрязнений, которые необходимо смыть с поверхности, форму объектов мойки и условия эксплуатации аппарата. Чем тверже загрязнения или наслоения, которые необходимо чистить, тем выше должно быть рабочее давление выбираемого аппарата. Но при этом необходимо помнить, что слишком высокое давление может оказывать и вредное воздействие на саму поверхность, например на лакированные и окрашенные поверхности. Использование горячей воды обеспечивает лучшее качество мойки масляных, мазутных и жировых загрязнений, для этого необходимо использовать специальные аппараты с подогревом воды. Аппарат высокого давления серии ЛМ ЛИМЕНС оснащен насосом, запитывающимся от водопровода и повышающим давление до 100 и более бар. Насос оснащается приводным двигателем. Двигатель аппарата высокого давления серии ЛМ ЛИМЕНС может быть автономным (бензиновый или дизельный двигатель) либо неавтономный (электрический двигатель). Двигатель должен обеспечивать необходимую мощность для работы насоса при максимальных рабочих параметрах аппарата и учитывать возможности его применения в местах планируемой эксплуатации аппарата. Автономные двигатели должны обладать достаточным запасом для работы аппарата на требуемых параметрах и уверенного старта. Желательно, чтобы двигатель аппарата высокого давления имел все необходимые защиты от неправильного подключения или возможных перепадов напряжения. Аппарат высокого давления серии ЛМ ЛИМЕНС оснащается также приборами контроля и регулировки давления: регулятором давления, позволяющим осуществлять плавную регулировку давления, манометром высокого давления для визуального контроля рабочего давления и предохранительным клапаном избыточного давления на случай случайного превышения максимально допустимого давления в системе.