- Просмотров: 18755
Материал статьи представлен только для ознакомления с данной технологией производства работ.
В данный момент ЧУП "ДОЛБО" не использует описываемый метод в своей работе.
При частичном разрушении конструкций кроме механизированного инструмента (отбойных молотков, отрезных дисков) применяют установки термического воздействия — кислородное копье, порошково-кислородный резак и так далее.
Для прожигания отверстий в бетоне и железобетоне, а также для разделительной резки в промышленной практике используют кислородное или кислородно-порошковое копье.
Например, с помощью копьевой резки прожигались отверстия в бетонной плите, на которой был установлен реактор Чернобыльской атомной станции. Отверстия были необходимы для размещения датчиков, контролирующих температуру, радиационный фон и другие параметры в разрушенном реакторе.
Технология
Кислородное копье — стальная трубка необходимой длины, по которой пропускается кислород. Будучи предварительно нагретым до температуры 1350–1400 °С, рабочий конец копья после пуска кислорода начинает интенсивно окисляться (гореть), развивая температуру до 2000 °С. Для увеличения тепловой мощности копья внутрь трубки обычно закладывают стальные прутки, но иногда их прихватывают сваркой к наружной поверхности копья.
Для начального нагрева копья используют обычно посторонние источники нагрева, например сварочную дугу или подогревающее пламя резака. В начальный момент, при зажигании копья, давление кислорода устанавливают небольшим, не более 0,05 МПа (0,5 кгс/см2), после же воспламенения трубки и установления устойчивого процесса давление кислорода поднимают до рабочего.
В процессе горения копье непрерывно укорачивается, причем в зависимости от толщины прожигаемого материала длина сгоревшей части трубки копья может быть в 5–25 раз больше длины прожигаемого отверстия. Обычно процесс прожигания кислородным копьем отверстий производят без применения подогревающего пламени.
Особенность прожигания отверстий в бетоне и железобетоне состоит в том, что для поддержания материала в месте контакта с копьем в расплавленном состоянии копье необходимо прижимать к обрабатываемому бетону с силой до 300–500 Н (30–50 кгс), преодолевая сопротивление густоплавких шлаков.
Последнее вызвано тем, что бетон, состоящий из оксидов (Al2O3, CaO и SiО2), кислородной струей не окисляется и теплоты не выделяет, в связи с чем быстро застывает при удалении от его поверхности горящего конца копья. Поэтому прожигать отверстия в бетоне и других неметаллических материалах следует без возвратно–поступательных движений копья, а лишь периодически поворачивая копье на угол 10–15° в обе стороны.
Порошково-кислородное (кислородно-флюсовое) копье представляет собой стальную трубку с проходящими по ней кислородом и флюсом — мелкодисперсной смесью металлических порошков (железного и алюминиевого).
Так же, как и при кислородном копье, рабочий конец порошково-кислородного копья в начале процесса нагревают источником теплоты до температуры 1350–1400 °С, после чего в копье подают кислород и флюс.
На выходе из копья порошок воспламеняется, образуя ярко светящийся факел длиной до 50 мм с температурой 4000 °С и выше. Направляя факел копья на поверхность обрабатываемого материала, ее расплавляют и кислородной струей удаляют образующиеся шлаки. При резке металлов наряду с расплавлением имеет место и окисление основного металла.
В отличие от кислородного порошково-кислородное копье во избежание закупорки его шлаком не прижимают к прожигаемому материалу, а выдерживают на расстоянии 30–50 мм от торца образуемого отверстия. Достигается это периодической с интервалом в несколько секунд подачей копья вперед до упора в торец отверстия.
Промежутки времени между очередными подачами копья вперед зависят от скорости сгорания трубки копья. В процессе прожигания отверстий копью иногда придают вращательные движения, поворачивая его рукой на угол 10–15° в обе стороны.
Отверстия в бетоне и железобетоне порошково-кислородным копьем прожигают обычно в горизонтальном или наклонном снизу вверх направлении. Диаметр образуемого порошковым копьем отверстия зависит от диаметра копья, наличия или отсутствия вращательных движений копья и от удельных расходов кислорода и флюса. В результате получаются отверстия приблизительно круглой формы и составляет 30–90 мм.
Разделительную резку начинают от края разрезаемого материала или от начального сквозного отверстия внутри контура. Сущность процесса состоит в том, что, направляя факел копья на поверхность разрезаемого материала и совершая копьем возвратно–поступательных движения по касательной к передней грани реза, расплавляют поверхность материала факелом и удаляют расплавленный материал и шлаки струей кислорода.
Углубляя постепенно копье в разрез, прорезают материал насквозь, т. е. осуществляют разделительную резку. Ширина образуемого щелевого разреза в зависимости от толщины материала и диаметра копья может составлять 25–70 мм.
Резка порошковым копьем возможна во всех пространственных положениях независимо от толщины материала (для бетона и железобетона в пределах 3–3,5 м).
В зависимости от толщины разрезаемого железобетона резку можно выполнять по одной из схем, представленных ниже. Так, , когда ванна расплавленного бетона и шлака на поверхности передней грани реза может поддерживаться на всей длине этой грани в жидком состоянии, резку целесообразно проводить по следующим схемам.
В этом случае копье совершает возвратно–поступательные движения на всю толщину разрезаемого материала, смывая расплавленный бетон в шлаки. Резка железобетона большей толщины этим способом не может быть производительной, так как жидкая ванна шлака на передней грани (длина которой может составлять не более 300 мм) по мере продвижения копья в глубь железобетона застывает.
Последнее вызывает необходимость повторного разогрева передней грани реза до расплавления, что сильно снижает производительность процесса.
Резка бетона и железобетона толщиной до 300 мм (а — при направлении копья сверху вниз; б — при горизонтальном направлении):
Для лучшего удаления шлака из образуемого разреза и достижения большей производительности резку железобетона толщиной более 300 мм следует проводить по следующим схемам.
В этом случае резку начинают от нижней или боковой, задней поверхности разрезаемого железобетона, причем для поддержания шлаковой ванны на всей длине в жидком состоянии максимальная длина передней грани реза не должна превышать 300 мм. Сказанное в полной мере относится к резке в вертикальной плоскости и вертикальном направлении.
Резка бетона и железобетона толщиной более 200 мм (а — в горизонтальной плоскости и вертикальном направлении; б — в вертикальной плоскости и горизонтальном направлении):
Резка бетона и железобетона в вертикальной плоскости и вертикальном направлении (а — при толщине разрезаемого материала до 300 мм; б — при толщине разрезаемого материала более 200 мм):
Резку железобетона толщиной более 200 мм осуществляют участками. Резку в пределах одного участка выполняют послойно.
Схема резки «участками» бетона и железобетона толщиной более 200 мм:
Схема послойной резки бетона и железобетона толщиной до 200–300 мм и послойной резки отдельных участков при толщине материала более 200 мм:
При разделительной резке железобетона важно начало процесса. В простейшем случае резку железобетона начинают от внешней кромки. Однако в практике весьма часты случаи, когда процесс приходится начинать внутри контура железобетонной стены или перекрытия.
Для этого необходимо иметь начальное отверстие диаметром 70–100 мм, которое можно получить как кислородным, так и порошково–кислородным копьем. При порошково–копьевой резке применяют стальные водо–газопроводные трубки с внутренними диаметрами 10 и 15 мм (ГОСТ 3262).
Один из основных параметров режима резки — удельный расход кислорода — зависит от удельного расхода и состава флюса, сечения копья, насыщенности бетона арматурой, а также от толщины разрезаемого железобетона.
При порошково–копьевой разделительной резке железобетона с применением флюса, состоящего из 80–85% Fe и 15–20% Al (по объему), на окисление трубки копья и флюса ориентировочно расходуется до 40% кислорода. Остальное количество его идет на удаление образующихся шлаков и непроизводительные потери.
Коэффициент полезного действия процесса прожигания в большей мере зависит от толщины разрезаемого железобетона, с увеличением которой наблюдается более полное использование кислорода и флюса за счет увеличения времени протекания реакций окисления. Следовательно, удельный расход части кислорода, идущей на окисление трубки копья и флюса при разделительной порошково–копьевой резке, уменьшается с увеличением толщины железобетона.
Однако практически для лучшего удаления шлака при резке больших толщин железобетона давление кислорода увеличивают, в результате чего (при сохранении постоянства проходных сечений кислородопровода) удельный расход кислорода с увеличением толщины разрезаемого железобетона возрастает.
Давление кислорода определяет в основном степень трудности удаления шлака, зависящая, в свою очередь, от толщины железобетона и направления процесса резки.
Так, если при резке железобетона толщиной 1500 мм в вертикальном направлении сверху вниз рабочее давление кислорода составляет 0,6 МПа (6 кгс/см2), то при резке железобетона той же толщины в горизонтальном направлении оно должно составлять не менее 1 МПа (10 кгс/см2).
Однако во избежание чрезмерно большого охлаждающего действия струи и непроизводительных потерь кислорода давление его даже при резке в горизонтальном направлении бетона толщиной до 2000 мм не должно превышать 1,4 МПа (14 кгс/см2).
Большое влияние на производительность резки оказывает также удельный расход флюса, изменение которого в пределах 24–48 кг/ч и более (при резке железобетона толщиной 150–1500 мм) изменяет скорость резки до 25–30%.
Смотреть также:
