sistema-gidrokavitatsionnoj-ochistki-mis

Тема: «Модульная инженерная система МИС-90.
Техническая концепция и прикладное значение»
Вопрос качественной очистки поверхностей от загрязнений, продуктов коррозии и пр.
является важной и актуальной задачей. В настоящее время применяется достаточно широкий
круг инструмента для проведения очистных работ в частности: пескоструйная очистка,
гидропескоструйная очистка, очистка поверхностей потоком гранул «сухого льда». Каждый из
способов имеет свои недостатки и преимущества. Предлагаемая система гидрокавитационной
очистки позволяет максимально собрать в один единый узел преимущества предлагаемых
технологий. В качестве расходного материала используется обыкновенная вода и в ряде случаев
дополнительно применяется “жидкий лёд” (например, для полировки турбинных лопаток или
судовых лопастей винтовой группы).
Стандартный гидродинамический метод очистки, при котором осуществляется механическое
воздействие струи высокого давления, не позволяет сочетать высокую производительность
процесса и высокое качество. Ни один из традиционных методов не позволяет удалять
сплошные пробки – отложения солей бария, карбонатов металлов и солей кальция в трубах.
Предлагаемая нами технология универсальна, при этом исключает все недостатки, присущие
традиционным методам очистки – механическим (трудоемкость, порча поверхности
аппаратуры), химическим (малая производительность, экологическая нагрузка). В данном
случае используется гидрокавитационный метод, где полезную работу выполняют
двигающиеся с высокой скоростью кавитирующие паровые пузырьки (эффект холодного
кипения), а сама вода является промывочным и транспортирующим средством. Разрушение
(схлопывание) кавитационного пузырька при соприкосновении с поверхностью объекта
(обратной динамической волной в районе поверхности) влечет конверсию энергии
поверхностного натяжения каждого микропузырька в ударную волну с образованием
кумулятивной струйки. Скорость кумулятивной струйки может достигать одного километра в
секунду и развивать давление при ударе о твердую поверхность сотни сотни тысяч атмосфер. В
зависимости от механических параметров подвергаемого воздействию материала, его
когезионных и адгезионных свойств, применяются насадки, которые обеспечивают
оптимальное отношение количества кавитационных пузырьков, их размера и объема жидкости,
а также создают необходимый динамический напор жидкости, фокусировку и частоту
ультразвуковых волн. Количество кумулятивных струек воздействующих на один сантиметр за
секунду может превышать десятки тысяч. Глубина проникновения кумулятивной струйки
варьируется от миллиметров до микрон. Кавитирующая струя имеет диапазон фокусировки от
единиц квадратных миллиметров до сотен квадратных сантиметров.
Предлагаемый способ не имеет физических аналогов.
Система отвечает следующим требованиям, предъявляемым к специальной технике:

универсальность, функциональность;

простота и надежность конструкции, легкость обслуживания;

относительно невысокая стоимость, низкие эксплуатационные затраты;

высокая мобильность;

новизна, абсолютная пригодность к выполнению современных боевых задач.
1. МИС-90, комплектация «КРОТ»:
В базовый комплект входит:

грузовой автомобиль типа ЗИЛ-130 (МАЗ, КАМАЗ) с кунгом или 20-футовым
контейнером,

насосная установка сверхвысокого давления МГК- 4000 (тип УН 50/63) с приводом от
собственного или автономного дизельного двигателя и комплектом автоматики (640
атм, 90-100 кВт., 4 м.куб./час);



рукав высокого давления длиной 200-500 п.м.;
рукав низкого давления для подвода питательной воды.
резервная емкость для технической жидкости (вода).
Принципиальная схема комплекта МИС-90 “КРОТ”.
Специальная оснастка дополнительно к базовому комплекту:
- набор специальных рабочих головок (кавитационных и эжекторных насадок);
Гидрокавитационный метод воздействия на материал (объект) заключается в использовании
работы кавитирующих пузырьков создаваемых в струе жидкости специальными
гидрокавитационными насадками. Насадки преобразуют гидродинамический напор жидкости в
двухфазный поток (кавитационные пузырьки - жидкость). Данный способ в отличие от
существующих в настоящее время механической промывки струей воды высокого давления и
химического способа с применением реагентов, является экологически безопасным, так как в
нем рабочей и транспортной жидкостью является вода без добавок, и экономически более
эффективным. В связи с применением принципиально нового физического эффекта, на
очищаемой поверхности и во внутренних полостях создается не высокое давление, а локальное
разрежение, что не приводит к повреждению труб и трубозапорной арматуры. Поверхности
очищаются по требованию заказчика до чистого металла без снятия или со снятием защитной
оксидной пленки металла.
Применение данного физического эффекта позволяет добиваться успеха там, где
традиционные методы воздействия на материал слишком трудоемки, энергозатратны или
малопроизводительны. Данный способ в ряде случаев не имеет физических аналогов, что
открывает новые технологические, а значит и экономические перспективы.
Опытный образец на базе а/м ЗИЛ-130 показал высокую эффективность во время испытаний
на работах по очистке трубопроводов (в т.ч. теплообменников котельных установок ТЭЦ),
нефтесодержащих емкостей, поверхностей сооружений на промышленных объектах г. Москвы.
Использование системы возможно для выполнения следующих работ:
 Очистка теплообменной аппаратуры и внутритрубного пространства от отложений (в
т.ч. солей бария) d=15-1200 мм; L = до 200 метров;
 Очистка канализации, в т.ч. внутридомовых сетей с отводом отходов;
 Очистка внутренней и внешней поверхностей емкостей и газгольдеров;
 Очистка подшипников от масляной пленки, поверхности металлических конструкций от
красок и битума (до чистого металла);
 Очистка турбинных лопаток от отложений;
 Удаление покрытий фасадов зданий, разборка кирпичных конструкций, вырезка
бордюрного камня.
 Все виды земляных (фортификационных) работ, скрытая прокладка инженерных
коммуникаций (без вскрышных работ), трубопроводы, канализация, проколы под дорогами.
Гидронож: насос высокого давления подает воду (или специальную смесь) в гидронож (набор
кавитационных струйных насадок на направляющей), где давление преобразуется в
кавитирующую струю (паровых пузырьков более 105 ед/см3.). При схлопывании паровых
пузырьков возникают кумулятивные струйки, воздействующие на преграду и разрушающие её.
При оснащении рабочей головки эжекторным устройством производится одновременный отвод
удаляемой породы (в виде мелкодисперсной смеси);
 гидроизоляция, дренаж, понижение гигроскопичности каналов, повышение уровня
грунтовых вод. Изготовление водонепроницаемых гидрогоризонтов, прокладка гидротуннелей,
горизонтальный водозабор;
 очистка и санация трубопроводов, резервуаров питьевой и промышленной воды, нефтемазутохранилищ, и др. Для топливопроводов: прошедшая через инжектор и кавитирующую
головку техническая жидкость (топливо) создает двухфазный поток, в котором количество
паровых пузырьков и мощность ультразвуковых волн, выбирается исходя из изношенности
системы, мощности отложений, длины и сечения трубопровода. К выходу системы подключен
эжектор с резонансной камерой, в которой создается стоячая ударная волна. Благодаря
эжектору на выходе системы поддерживается пониженное давление, и генерируются
импульсный высокочастотный режим сброса давления. В ряде случаев в нефть добавляются
вещества понижающие вязкость нефти и захватывающие мелкие взвеси, что ускоряет скорость
очистки системы. В итоге нефть в системе вскипает без дополнительного нагрева, разрушая
отложения, захватывает илистые отложения, при этом давление в системе пониженное, а
скорость выноса отложений повышена;
 гидрокавитационный способ очистки позволяет совместить очистку внутренних
поверхностей водоводов с обследованием состояния коллекторов и выводом (при наличии
телесистемы) панорамного изображения на экран пульта управления и с привязкой на
электронной карте, как дислокации места повреждения, так и трассы самого коллектора с
существующими врезками. Таким образом, применение гидрокавитационного способа очистки
позволит расширить возможность проведения мониторинга водных объектов, к которым
относятся системы подачи и распределения, а также системы водоотведения;
 разборка строительных конструкций полностью, а также проделка отверстий и проемов;
 очистка гидросооружений и плавсредств от бионаростов и ржавчины, остатков краски,
грунтовки. Снятие поврежденного бетона с тела плотины, санация бетонных поврежденных
участков, трещин, применение при восстановлении и ремонте мостовых сооружений;
 очистка
русел
водоканалов,
рек,
дноуглубительные
работы,
повышение
производительности драг, очистка водоемов механическим и биологическим способом;
 при строительстве с помощью технологии «гидроножа»: сотовых укреплений дамб, сот в
грунте, дорог, ленточных фундаментов, укрепление берегов водоемов, защита от эрозии
заглубленных сооружений;
 очистка орудийных стволов от нагара.
 уничтожение взрывчатых веществ (ВВ) безвзрывным способом, расснаряжение
боеприпасов:
Таким образом, кроме соблюдения основных требований к соответствующему
спецоборудованию, концепция реализует принципы рациональности и экономичности: в
период, свободный от выполнения боевых задач система в штатном исполнении выполняет
множество прикладных практических задач.
Работу системы можно посмотреть по ссылкам:
http://www.youtube.com/watch?v=lfCktr995HM&list=UUcAXNSNNcyw0HGg1rVk80ug
http://www.youtube.com/watch?v=V33wayg4rzM&list=UUcAXNSNNcyw0HGg1rVk80ug
http://www.youtube.com/watch?v=b_ZT4Ggnahc&list=UUcAXNSNNcyw0HGg1rVk80ug
Возможен автоматизированный вариант системы для очистки труб, коллекторов,
теплообменников, орудийных стволов, расснаряжения боеприпасов и пр.:
http://www.youtube.com/watch?v=_wy9W6mvl4Y&list=UUcAXNSNNcyw0HGg1rVk80ug
Примеры проводимых работ по очистке поверхностей.
Очистка теплообменников.
Очистка до «белого» металла.
Очистка маслянистых и битумных поверхностей.
Очистка бетонных загрязнений.
Удаление старой краски.
Дефектация поверхности.
Очистка до «белого» металла.
Разборка кирпичной кладки.
Удаление цементной штукатурки.
2. Применение системы для целей пожаротушения
Специальная оснастка к базовому комплекту:
1. самоходная телеуправляемая тележка, оборудованная:
- двумя гидроприводами (ходовая часть и исполнительная часть);
- телекамерой;
- гидронасадкой или другим рабочим органом в зависимости от задачи;
2. привязная воздушная гидроструйная платформа (гидровертолёт);
3. набор специальных рабочих головок для ручного и дистанционного применения
(кавитационных и эжекторных насадок).
Установка применяется в составе комплексов или самостоятельно при проведении работ по
пожаротушению. На тележке с телесистемой или самостоятельно в режиме «гидрокопье» (для
инженерных сетей), рабочий орган свободно достигает очага пожара как по внутренним
коммуникациям, так и по наружной стене на расстояние до 450 м. от базы (в т.ч. по вертикали).
По мере продвижения и непосредственно в районе очага, головка осуществляет распыление
ультрадисперсного облака воды (или специальной смеси) в радиусе 10-12 м. с
производительностью 6-8 л/сек.
Технология позволяет максимально эффективно осуществлять тушение в районе
распространения пожара при минимальной водяной нагрузке на перекрытия (при работе в
зданиях и сооружениях), а также максимально эффективно использовать ограниченный объем
воды при работе на удаленных объектах (торфяниках и лесных пожарах). При выборе
наружного способа доставки рабочего органа к месту тушения, шланг подачи одновременно
может исполнять роль элемента системы эвакуации (выдерживает усилие на разрыв до 5 тыс.
кг).
Принцип доставки системы тушения (рабочей жидкости) к очагу горения локально не имеет
альтернативы при тушении подземных (торфяных) пожаров в связи с высокой
гигроскопичностью объекта.
Привязная воздушная платформа может подниматься на высоту до 450м над землёй и
осуществлять распыление ультрадисперсного облака воды (рабочей жидкости) над очагом
горения, может выставлять водяную завесу (экран) при работе личного состава в
непосредственной близости от огня, а также осуществлять эвакуацию людей и грузов с
высотных зданий и сооружений свыше 24 этажей, где стандартная пожарная техника
функционировать уже не может.
Работа комплекса по тушению подземных торфяных пожаров:
http://www.youtube.com/watch?v=3E2fdIJmWV0&list=UUcAXNSNNcyw0HGg1rVk80ug
В 2011г. наша компания получила одобрение установки для тушения лесных и торфяных
пожаров от ФГУ ВНИИПО МЧС России для практического внедрения в структурах ФПС МЧС
России:
https://yadi.sk/i/XTlcMpTNbsV9a