Гидроабразивная резка металла водяной струей: как режут материал водой под давлением по водной технологии

Бетон клином расшибают

Несколько отличным от гидроабразивной резки бетона является технология, при которой используется гидроклин для разрушения бетона. Причем отличия двух технологий весьма существенны. Примерно, как отличается топор мясника от скальпеля хирурга. И гидроклин для бетона выступает именно в роли топора.

В чем суть. При необходимости разрушения больших объемов монолитного бетона с минимальными вибрационными нагрузками и минимизацией возможности разлета вторичных фрагментов от демонтируемой конструкции, в массиве бетона с помощью алмазных коронок происходит забуривание шпуров диаметром примерно 160-180 мм.

В подготовленные отверстия вставляются рабочие цилиндры гидроклина, и подается давление, в результате чего происходит раскалывание массива на коржи – отдельные элементы, которые либо грузятся в транспорт, либо разделываются на месте с помощью ручного малогабаритного инструмента.

Вода камень режет

Сегодня на производстве используются несколько способов обработки разных материалов. Это касается как натурального, так и искусственного камня. Один из способов называется Water – Jet, поэтому становится понятно, что речь идет про воду, а точнее про струю воды.

Для этого используется струя воды под очень большим давлением, которое достигает   4100 атмосфер, и даже больше, в зависимости от используемого насоса. Используя такую технологию, из любого  плоского материала удастся придать необходимую геометрию, потому что точность резки достигает 0,1 – 0,2 мм.

Возможности водной резки металла

Многие способы применяются только для прямой распиловки, в то время как гидрорезка позволяет:

• делать фигурный разрез;
• не обрабатывать края;
• обрабатывать листы (металлозаготовки) толщиной до 120 – 200 мм, в зависимости от типа стали;
• подключить к автоматическому пульту управления трудный проект и фактически не участвовать в процессе, только контролировать;
• разрезать окружности, трубы.

Сейчас активно пользуются технологией в различных сферах:

• автомобилестроение и машиностроение в целом;
• изготовление заготовок, деталей, которые не поддаются штамповке;
• резка водой железа, утеплителей, стекловолокна, изоляторов, мрамора;
• художественная обработка.

Как работает

Работа технологии основана на слабой устойчивости массы бетона на разрыв. Бетон хорошо переносит высокие статические нагрузки, однако острые, локальные, динамические, интенсивно приложенные на отдельном участке, часто для него критичны, и ведут к деформации и разрушению массива на различной величины фрагменты.

По сути своей, гидроклин — это гидроцилиндр, быстроходный шток которого перемещает на коротком плече рабочий механизм в виде клина установленной формы, выполненный из высокопрочной легированной стали.

В целом такая система состоит из:

• Гидроцилиндра с рабочим органом.
• Маслостанции высокого давления.
• Рабочих магистралей, выполненных в виде рукавов высокого давления.
• Системы коммуникаторов, выполненных либо в виде быстросъемов, либо по классической системе штуцер-гайка.
• Системы контроля и безопасности.

Необходимо отметить, что описанная технология отличается высокой мобильностью, транспортабельностью и простотой обслуживания. В целом, при условии правильной эксплуатации гидроклиновые деструкторы надежны и долговечны.

Важно! Еще одним отличием от технологии гидроабразивной резки и применением гидроклина выступает то обстоятельство, что носителем энергии выступает не вода с примесью твердых частиц – абразива, а специальное гидравлическое масло. Причем, оно не является исключительно носителем, рабочим элементом выступает стальной клин, которому масло лишь передает полученную энергию.

Гидроклин, вещь для разрушения бетона очень удобная, а в ряде случаев, где важны мобильность, вес и габариты — порой, незаменимая. Однако как быть, когда массив железобетона нашпигован арматурой, словно арбуз семечками. В таком случае на помощь придут гидроножницы.

Канат для карьеров

Рекомендуемая скорость резки

• Гранит 1 — 2: 25 – 30 м/с
• Гранит 3 — 4: 22 – 26 м/с
• Гранит 5: 20 — 22 м/с
• Мрамор: 30 — 35 м/с

Канатная пила

• — мощность минимум: 50 лс
• — линейная скорость каната: 20-30 м/с, V=(3,14*N*Ø)/60 сек, где N – число оборотов колеса, Ø – диаметр колеса
• — скорость подачи: 0,4-0,5 м/ч
• — контрольный параметр нагрузки: постоянное показание на амперметре

Как работать?

• — натяжка каната: постоянная подстройка по показаниям амперметра
• — не перетягивать
• — натяжка на выходе должна быть достаточной, натяжка на входе должна быть свободной, при старте канат должен иметь небольшую слабину в случае увеличения контролируемого параметра (амперметр главного двигателя)
• — первый шаг: увеличить подачу воды
• — второй шаг: уменьшить обратную скорость. Нормальная скорость находится в диапазоне 40-50 см/ч, низкой считается скорость менее 40 см/влияние на скорость каната
• — в случае большой скорости, сегменты могут замыливаться – нужно снизить скорост
• — в случае низкой скорости, сегменты будут быстро изнашиваться резка в дождливый (мокрый) день.
• — накрыть внешнюю часть камня сверху п/э пленкой для предотвращения попадания воды в отверстия, дырки, трещины
• — сегменты могут собраться и канат может легко застрять.

Как работать с 50-метровым канатом?

Отрезать по 10 м от основной петли после 8-10 часов работы (чем короче, тем больше закручивать). Заменять втулки после 4-5 часов работы. При соединении опрессовывать 2 раза, поворачивая на 90°. Осматривать соединительные втулки каждые 20-30 мин, при необходимости — менять быстро финишировать в конце резки (не использовать новый канат на финише) предостережения перед началом резки:

• — скруглить кромки
• — осмотреть резину на колесе
• — максимально увеличить радиусы изгибов каната

• — 50 м в работе: 1,5 об/м
• — 40 м в работе: 1,6 об/м
• — 30 м в работе: 1,8 об/м
• — финиш: 2 об/м

Порядок применения воды при резке.

• — В норме использовать 3 – 5 точек ввода воды.
• — Положение и количество должны меняться в процессе работы.
• — Работоспособность и параметры резки во многом зависят от количества воды.

Проблемы, возникающие в процессе резки

Проблема, возникающая при нехватке воды.

Неправильно использованный канат. Такое случается при работе в форсированном режиме, когда канат недостаточно охлаждается (перегрев).В результате из-за того, что жидкость подводилась в двух точках, резинки вытерлись, а сегменты собрались.

Причина сборки сегментов вместе.

• — Сегменты собираются на выходе из-за выкрашивания камня, нужно хорошо расклинить
• — На старте из-за того, что кромки не подпилены и достаточно острые
• — Использование нового каната на финише (более жесткого)
• — Перебои или остановка подачи воды во время работы.

Износ с нарушением геометрии в виде «V».

• — Подача очень быстрая
• — Недостаток воды
• — Увеличение скорости привело к затиранию каната с одной стороны. Обломаны концы сегментов

Канатная алмазная резка железобетонных конструкций

Расценка не содержит накладных расходов и сметной прибыли, соответственно указаны прямые затраты работы на период 2000 года (цены Московской области), которые рассчитаны опираясь на нормативы 2022 года с дополнениями 1. Для дальнейших расчётов, данную стоимость необходимо умножать на индекс перехода в текущие цены. Основанием применения состава и расхода материалов, машин и трудозатрат являются ГЭСН-2001

Нажав на ссылке в шифре или наименовании ресурса, Вы перейдёте на страницу с указанием оплаты труда машинистаи списком шифров расценок, в которых используется данный ресурс.

Нажав на ссылке в шифре или наименовании ресурса, Вы перейдёте на страницу с указанием веса единицы измерения материалаи списком шифров расценок, в которых используется данный материал.

Посмотрите данный норматив в редакции 2021 года открыть страницу

Сравните значение расценки со значением ФЕР 46-09-010-01

Для составления сметы, расценка требует индексации перехода в текущие цены.Расценка составлена по нормативам ГЭСН-2001 редакции 2022 года с дополнениями 1 в ценах 2000 года.Для определения промежуточных и итоговых значений расценки использовалась программа DefSmeta

Конструкция и её сердце

Классическая установка, в которой применена технология — резка бетона гидроабразивная, состоит из:

• Насоса высокого давления состоящего из прецизионных плунжерных пар, которые сжимают воду до высоких показателей и придают ей устойчивый динамический импульс. Необходимо отметить, что плунжерный насос бывает двух типов: прямого действия и редуцированный. В отличие от насоса прямого действия редуцированный имеет магистральный канал, меньшего сечения, чем рабочая камера, что дает увеличение показателей давления и скорости протока на 25% более высоких по сравнению с прямоточниками.

• Миксерная магистраль, состоящая из высокопрочных трубок диаметром до 10 мм и длинной до 100 мм, в которых происходит смешивание абразива с водой и разгон его до рабочих скоростей. При этом соотношение внешнего диаметра к внутреннему может колебаться в определенных пределах, в зависимости от модуля крупности зерна применяемого абразива. Миксерная труба является расходным материалом, и срок ее службы составляет от нескольких часов до двухсот.
• Подводящей арматуры и магистральной системой коммуникаторов.
• Емкости для абразива.
• Элементов группы безопасности.
• Рабочего сопла различного диаметра, напрямую зависящего от вида выполняемых работ.

Крашер и кранчер: братья, но не близнецы

Гидроножницы — это один из многочисленных инструментов, которыми комплектуются экскаваторы, как правило, гусеничные. Рабочий механизм выполнен в виде пары щек из высоколегированной инструментальной стали, которые перемещаются по заданному алгоритму с помощью штоков гидроцилиндров, запитанных от штатной гидросистемы высокого давления.

Гидроножницы у серьезных производителей смонтированы на ротаторной головке, что позволяет вращать рабочий орган вокруг своей оси.

Гидроножницы являются быстросъемным механизмом и современные модели сконструированы и выполнены таким образом, что устанавливаются и снимаются одним человеком – оператором экскаватора, причем, непосредственно своими руками он соединяет лишь коннекторы гидросистемы.

Инструкция для работы оператора составлена таким образом, что повторяет рабочие алгоритмы движения стрелы и ковша экскаватора при основных и самых распространенных работах и поэтому легко осваивается экскаваторщиками даже низкой квалификации, которые составляют основную массу на отечественном рынке труда.

Стоимость таких систем высока, в первую очередь потому, что эффективные механизмы изготавливаются исключительно американскими, европейскими и японскими производителями. Китайские и отечественные разработки крайне неэффективны и недолговечны, и, по сути своей, являются низкокачественными копиями заслуженных брендов.

Для грубого разрушения железобетонных конструкций используется крашер — его рабочий орган имеет более массивные и крупные зубья и более объемные полости захвата.

Для измельчения демонтированных фрагментов бетона используется кранчер. После обработки кусков бетона его челюстями полученную массу можно использовать в качестве бетонного щебня при организации подушек, обустройства временных дорог, отсыпки площадок и прочих мероприятий.

Подробнее ознакомиться с основами гидроабразивной резки бетона, примерами демонтажа бетонных конструкций с применением гидроклина и гидроножниц,  можно просмотрев видео в этой статье.

Можно назвать несколько очень важных преимуществ водоабразивной резки камня водой.

1. Таким способом удается разрезать любые породы камня.
2. Удается создавать не только прямой, но и криволинейный разрез.
3. Отсутствуют ударные нагрузки, так что обрабатываемый камень можно не закреплять.
4. Производить резку материала можно с любого места, даже с его средины.
5. Минимальный отход при раскрое камня.
6. Универсальность процесса раскроя.

К этому стоит добавить еще один очень важный момент: так как ширина разреза составляет от 0.8 до 1.5мм, практически нет ни каких отходов. Это важно, если происходит обработка дорогостоящего природного минерала. Поэтому, когда возникает вопрос, чем разрезать камень, нужно использовать этот метод.

Об особенностях гар

Высокие режущие свойства удается получить благодаря наличию высокопрочного абразива. При этом стабильный поток обеспечивается только в том случае, если частицы гранатового песка не превышают 30 % от сечения струи. Вода же по большей части выполняет исключительно транспортную функцию.

Когда выполняется резка водой металла, то крайне важно подобрать оптимальную твердость абразива. Показатель зависит от обрабатываемого материала. Чем он более твердый, тем жестче применяют песок. Рекомендуют не использовать абразив твердостью менее 6,5 по шкале Мооса.

Область применения

Распространенность метода объясняется большими возможностями аппарата. Его можно использовать фактически для любых природных и синтетических материалов. Не распространяется это только на алмаз и каленое стекло. Особенность (а вместе с тем и востребованность) – можно проводить обработку таких вещества, которые нельзя нагревать – они теряют, меняют свои физико-химические свойства или подвержены легкому воспламенению.

• нержавейку;
• инструментальную сталь;
• алюминий;
• титан;
• латунь.

Также разрезают указанным методом гранит, мрамор и прочие натуральные и искусственные камни. Применение станка возможно только в условиях цеха, налаженного производства. Видео покажет, где его применяют:

Оборудование для гидрорезки

Называют «непыльным». Действительно, стружки фактически нет, вернее, она сразу вымывается, получается очень ровный и чистый срез, который, в большинстве случаев, даже не требует шлифовки. Технологический процесс построен на природном явлении водоемов – эрозии, то есть способности размывать берега, при этом обтачивая камни, корни деревьев. Суть остается прежней, но чтобы многократно ускорить воздействие, в жидкость добавляют абразив.

Такая смесь выпускается струей очень высокого напора. Давление доходит до 6 тысяч атмосфер, при этом развивается скорость, которая в три раза превышает распространение звуковой волны в воздухе, – 800—1000 метров в секунду. Две основные задачи оборудования:

• отрыв и вымывание частиц материала заготовки;
• моментальное охлаждение и очищение.

Особенности метода

Для того, чтобы ощутить все преимущества канатной распиловки. Необходимо строгое следование технологии.Для разных типов материалов скорость вращения троса разная, чем ниже скорость, тем быстрее стирается канат, если скорость Выше необходимой для данной породы, канат может «замылиться», и чтобы потом вновь начать работать данным тросом его необходимо перевскрыть, — потеряв при этом уйму времени и ресурса каната.

Канат необходимо закручивать.

Часто наши клиенты пренебрегают закручиванием или относятся к ней не серьезно. Но от правильной закрутки, зависит правильный износ троса, — ведь если трос стирается не равномерно, впоследствии Вы так же будете терять деньги, т.к. канат не будет вырабатывать свой ресурс до конца.

Недостаточное давление

Часто наши клиенты, чтобы добиться увеличения ресурса алмазного каната, специально занижают производительность, но для правильного вскрытия каната, давление необходимо. Поэтому и в этом пункте следует строго следовать инструкции.

Преимущества гидроабразивной установки

Сейчас это один из наиболее эффективных и востребованных методов, благодаря своим достоинствам:

• это самый «холодный» способ металлообработки, что позволяет работать даже с веществами, чьи физические и химические свойства меняются от жара;
• малые потери материала – стружки фактически нет, срез ровный и узкий;
• хорошо для тонких листов, но можно и с более плотными – до 3 см;
• нет необходимости финальной шлифовки, края очень ровные;
• самая большая точность – 0,5 мм;
• можно вырезать любые трудные детали;
• есть возможность резать «пакетом», то есть в несколько слоев сразу, если заготовки достаточно тонкие;
• очень высокая чистота работы – нет пыли, шума, газов;
• пожарная безопасность полная;
• отсутствие острого режущего инструмента, то есть его не нужно менять, точить.

Преимущества канатной резки

Алмазная резка канатом железобетона и армированного бетона появилась в конце ХХ-го века и долгое время не выходила за рамки карьерной разработки твердых скальных пород. Однако ее эффективность и совершенствование режущих машин позволило постепенно расширить сферу использования технологии, и сегодня ее преимущества широко используются в промышленности и строительстве.

Основными преимуществами алмазной канатной резки считаются:

• высокие темпы выполнения работ;
• возможность резать практически любые твердые материалы;
• резка под любыми углами и в любой плоскости, в ограниченном пространстве и на большой глубине под водой;
• способность оборудования работать в экстремальных технических и климатических условиях;
• экологичность (минимальное количество пыли и строительного мусора);
• отсутствие вибрационных и ударных нагрузок, нежелательных для некоторых видов конструкций.

Наши профессионалы готовы выполнить для вас полный комплекс работ по алмазной канатной резке за минимальную стоимость! Позвоните нам или закажите обратный звонок на сайте. И наши специалисты прибудут на ваш объект с высокотехнологическим оборудованием, составят план работ и смету расходов, настроят оборудование и проведут любые демонтажные работы с учетом ваших требований и правил техники безопасности.

Преимущества, недостатки и сравнительная характеристика

С помощью гидроабразивной или водной струи можно разрезать практически любые материалы. При этом не возникают ни механические деформации заготовки (так как сила воздействия струи составляет лишь 1–100 Н), ни ее термические деформации, поскольку температура в зоне реза составляет около 60–90°С.

• более высокое качество реза из-за минимального термического влияния на заготовку (без плавления, оплавления или пригорания кромок);
• возможность резки термочувствительных материалов (ряда пожаро- и взрывоопасных, ламинированных, композитных и др.);
• экологическая чистота процесса, полное отсутствие вредных газовых выделений;
• взрыво- и пожаробезопасность процесса.

Гидроабразивная струя способна разрезать материалы толщиной до 300 мм и больше. Резка может выполняться по сложному контуру с высокой точностью (до 0,025–0,1 мм), в том числе для обработки объемных изделий. С ее помощью можно делать скосы. Она эффективна по отношению к алюминиевым сплавам, меди и латуни, из-за высокой теплопроводности которых при термических способах резки требуются более мощные источники нагрева. Кроме того, эти металлы труднее разрезать лазером из-за их низкой способности поглощать лазерное излучение.

К недостаткам водно-абразивной резки относятся:

• существенно меньшая скорость разрезания стали малой толщины по сравнению с плазменной и лазерной резкой;
• высокая стоимость оборудования и высокие эксплуатационные затраты (характерно и для лазерной резки), обусловленные расходом абразива, электроэнергии, воды, заменами смесительных трубок, водяных сопел и уплотнителей, выдерживающих высокое давление, а также издержками по утилизации отходов;
• повышенный шум из-за истечения струи со сверхзвуковой скоростью (характерно и для плазменной резки).

Применение гидроабразивной резки и ее особенности

Мощные современные установки в состоянии прорезать массив бетона толщиной порядка 1000 мм, при этом такой метод имеет целый ряд преимуществ, которых не имеют традиционные способы:

1. Отсутствие вредной пыли, которая массово выделяется при механической резке, и борьба с которой при традиционных способах воздействия на бетон требует применения дополнительных мероприятий по пылеподавлению, например, орошения.
2. Гораздо более низкий уровень шума.
3. Отсутствие вибраций и явных динамических колебаний, что очень важно при проведении деликатных работ в помещениях с особыми условиями.
4. Возможность проведения криволинейного реза, реза под обратным острым углом, радиусного реза с малым шагом, что в большинстве способов традиционной резки трудноосуществимо или сопряжено с дополнительными операциями, затратными и по расходу инструмента и по трудозатратам оператора.
5. Носителем энергии является вода, и в большинстве случаев — фракционированный обогащенный кварцевый песок, что менее затратно по сравнению с применение кругов, коронок, фрез из твердого сплава, композита и рабочих поверхностей с алмазным напылением.
6. Вода и абразив являются экологичными материалами, не требующими применения особых мер по их утилизации по факту отработки операции.
7. Оператор установки работает в более комфортных условиях по сравнению с традиционными технологиями.
8. Установки гидроабразивной резки могут выполняться и в мобильном и в стационарном варианте, легко оцифровываются в трехмерной системе координат и могут использоваться как станки для изготовления сложных объемных изделий из бетона различного назначения.
9. Может применяться под водой, при работе, связанных с устранением аварийных ситуаций на инженерных коммуникациях.
10. Дают чистый, хорошо сопрягаемый рез.

Принцип работы и разрезаемые материалы

Резка металла: применяемые технологии

Резка металлических изделий происходит водяной струей в которую добавляют абразив, после чего она проходит через форсунку. Давление в 200-600 атмосфер позволяет разрезать множество материалов. Работа может осуществляться под любым углом, для этого лишь нужно изменить угол форсунки. В данном случае можно эффективно резать:

• металлы(черные и цветные) и их сплавы;
• каменные изделия из мрамора и гранита;
• сталь(нержавейка, жаропрочная, легированная);
• бронированное, обычное и композитное стекло;
• керамические изделия (бетон, плитка, керамика, гранит керамический);
• композит;
• резину;
• пластмассу;
• картон.

Резка особо твердого сырья осуществляется водой со специальным песком из минералов. Мягкие материалы(резина, пластик, картон) разрезаются исключительно водой без каких-либо примесей.

Процесс распиловки

Перед началом реза новым канатом необходимо первый час — два пилить с меньшей скоростью на 4 м/сек от рекомендуемой. Это обеспечит нормальное вскрытие алмазного каната, удаление остатков пластика и обеспечит работу в наилучших условиях. Перед началом распиловки уже использовавшимся ранее канатом необходимо проверить:

• — средний диаметр втулок;
• — эксцентричность (максимальное отклонение — 0,3 мм);
• — конусность (максимальное отклонение — 0,3 мм);
• — состояние соединения каната, целостность и рабочее состояние втулок;(отсутствие раковин, вскрытие алмазов

При пассивации блока

на слэбы пиление может осуществляться на достаточно высоких скоростях. При этом допускается резание без нижних направляющих шкивов, размещенные на входе и выходе блока, так как они используются преимущественно для направления подачи каната при входе в разрез, а также для ослабления вибрации каната.

При распиловке слэбов для дальнейшего полирования требуется высокая точность распиловки и гладкость поверхности. Для этого скорость реза должна быть уменьшена для предотвращения отклонений в начале и во время реза (в целом, скорость реза должна быть на 15-20% ниже, чем используемая для пассивации блоков на слябы).

При входе каната в блок рекомендуется избегать работы в автоматическом режиме, скорость подачи должна быть уменьшена на 20-30% от рекомендуемой. При резании в автоматическом режиме скорость подачи маховиков регулируется через силу тока в амперах. При увеличении нагрузок автоматически уменьшается подача, при уменьшении — увеличивается.

Резка металла под водой

– когда применяется резка металла под водой

– технологии подводной резки металлов

– как выполнять резку под водой с использованием бензина

– кислородная и электрическая подводная резка металла

– выполнение работ с использованием электрической дуги

– работа с резаком, к которому подается газовая смесь с кислородом

– экзотермические электроды для сварки и выполнения реза под водой

– характеристики экзотермических электродов

– видео применения оборудования на больших глубинах

Востребованность подводной резки металла и других конструкций не поддается сомнению. Это экономичный и наиболее рациональный способ, позволяющий работать с объектами различного размера. Оборудование для выполнения операций в воде постоянно совершенствуется, как и технологии, которые с каждым годом становятся эффективнее и безопаснее.

Резка металла струей воды: преимущества

Ключевое достоинство такого метода заключается в том, что он позволяет добиться высокого качества реза, то есть получить необходимую шероховатость после обработки. Помимо этого, стоит выделить следующие преимущества:

• исключена вероятность возникновения пожара или взрыва во время проведения обработки;
• экологическая чистота процесса (не образуются газы во время резки);
• не выгорают легированные добавки в обрабатываемом металле;
• возможность обработки металла толщиной до 30 см;
• низкая температура в зоне резки (90 градусов по Цельсию);
• высокая эффективность за счет отсутствия холостого хода режущей головки.

Как вы видите, резка металла водой под давлением имеет ряд преимуществ перед другими методами. Это экологично, безопасно и эффективно. Современные станки позволяют даже обработку сразу нескольких листов за один ход, если это позволяет толщина. В целом же ГАР с каждым годом развивается все больше, поэтому и характеристики значительно улучшаются.

Рисунок 1 – схема головки водородно-кислородного резака для подводной резки

Резак для водородно-кислородной подводной резки показан на рисунке 2. Водородно-кислородным резаком режут стали толщиной до 70 мм на глубине до 30 м. Резак состоит из мундштука 1, головки 2, колпака 7, вентилей 4 и 6 и рукоятки 5. Режущий кислород подается через вентиль 4 в – центральный канал мундштука 1.

Водородно-кислородная смесь поступает в головку 2 по трубке 3, а сжатый воздух – в колпак 7 через вентиль 6. Водород и кислород поступают в резак по шлангам из баллонов. Воздух, подается по отдельному шлангу из компрессора или баллонов.

Водородно-кислородное пламя не имеет ярко выраженного ядра (отсутствуют частицы углерода в пламени), что усложняет его регулировку. Поэтому более удобным является применение в качестве горючего бензина. При резке металлов под водой бензин не испаряется, а распыляется кислородом. В зону подогревающего пламени подается распыленный бензин, который успевает испариться и сгореть в кислороде.

Рисунок 3 – резак для бензин-кислородной подводной резки

Сущность электрокислородной подводной резки заключается в том, что место реза подогревается дугой прямого действия, горящей между изделием и трубчатым стальным электродом, через который подается режущий кислород. Кислород к электроду подводят через электрододержатель, для пуска кислорода держатель снабжен вентилем.

Для электрокислородной резки используют металлические, угольные или графитовые электроды, наибольшее применение нашли стальные электроды. Для изготовления электродов применяют стальные цельнотянутые трубки наружным диаметром 5-7 мм, внутренним – 2-3 мм, длиной – 450 мм со специальным водонепроницаемым покрытием.

Для питания используют установки постоянного тока. При резке применяется прямая полярность, сила тока не превышает 400 А. Электрокислородную резку можно выполнять на значительных глубинах до 100 м. Расход кислорода составляет 6-10 м3/ч.

а – стального трубчатого электрода; 1 – стальная толстостенная трубка, 2 – обмазка, 3 – канал для кислорода; б – угольного электрода; 1 – угольный электрод или графитовый стержень, 2 – металлическая оболочка, 3 – трубка для кислорода, 4 – покрытие; в – карборундового электрода; 1 – карборундовый стержень, 2 – металлическая оболочка, 3 – канал для кислорода, 4 – покрытие

Рисунок 4 – поперечный разрез

Для резки применяют также угольные или графитовые электроды. В осевой канал электрода вставляется медная или кварцевая трубочка. Для увеличения электропроводности электрода: и повышения механической прочности стержни покрывают снаружи металлической оболочкой, на поверхность которой наносят водонепроницаемый слой покрытия. Угольный электрод длиной 250 мм горит 10-12 мин.

К недостаткам угольных электродов относится значительный наружный диаметр 15-18 мм, что не позволяет вводить электрод в полость реза. Для электрокислородной подводной резки нашли применение трубчатые карборундовые электроды со стальной оболочкой и водонепроницаемым покрытием. Срок службы карборундового электрода длиной 250 мм, диаметром 12-15 мм – 15-20 мин.

Своими руками

Применение гидроабразивного оборудования для резки в домашней мастерской вполне возможно. К примеру: в реализации авторских работ для художественной или декоративной обработки небольших и некрупных заготовок. А вот изготовить своими руками такой станок можно разве, что для резки дерева, пластмассы, ламината или других не очень прочных материалов.

При этом надо учитывать, что стоимость оборудования плюс периодическая замена расходных материалов и постоянная потребность в абразиве, делают прямые затраты на один рабочий час гидроабразивной резки минимум 1400 рублей. Но это отдельная тема и если у вас есть свой опыт в использовании гидроабразивного резака в домашних условиях, поделитесь им с остальными в блоке комментариев.

Сущность способа и варианты его практической реализации

Разъединение материалов при гидравлической резке происходит вследствие воздействия на поверхность раздела узконаправленного потока жидкости — воды — высокого давления. При этом для интенсификации процесса в технологическую зону может одновременно подаваться мелкодисперсная абразивная среда (чаще всего с этой целью применяют различные виды песка).

Соединяясь, эти два потока образуют чрезвычайно жёсткую струю, давление в которой (благодаря повышенной скорости движения) локально превышает предел прочности разрезаемого материала. Если перемещать инструментальную головку, в которой происходят все вышеописанные механические процессы, по определённой траектории, то можно с требуемым качеством и точностью получать весьма сложные конфигурации контура.

Подробнее о гранатовом песке для гидроабразивной резки

Гидроабразивная резка металла с применением воды обычно производится при следующих рабочих характеристиках:

1. Давление — 2000…5000 ат (меньшие значения – для более мягких преимущественно тонколистовых материалов).
2. Скорость водного потока – до 1000…1200 м/с.
3. Расход абразива – до 50 г/с
4. Средний размер абразивной частицы в плане – 100…600 мкм (с увеличением этого параметра точность разъединения материалов снижается).
5. Расход воды – до 4 л/мин.
6. Гидроабразивная обработка осуществляется в следующей последовательности. Разрезаемый материал укладывается в ванну, заполненную водой, и фиксируется по трём координатам относительно инструментальной головки. Это может выполняться своими руками на неавтоматизированной установке, а на оборудовании с ЧПУ – при помощи предварительно набранной программы разъединения материала.

Далее инструментальная головка погружается в ванну, после чего включается интенсивная подача воды соответственных значений скорости и давления. Жидкость, проходя через сопло резака, смешивается там с тангенциально подаваемым потоком абразива. Обе струи смешиваются, и через отверстие в нижнем торце сопла направляются на поверхность разъединяемого материала.

Частицы материала увлекаются в образовавшийся зазор, после чего, теряя свою скорость, попадают на дно ванны, откуда откачиваются специальным насосом, предусмотренным конструкцией рабочей установки. В процессе откачки происходит отделение фракций абразива от воды, с последующей его фильтрацией и сушкой.

Пример резки металла на установке ГАР

Ванна оборудования, в которой производится гидроабразивная обработка, выполняет две функции:

• Снижает уровень шума при разрезании (до 78…80 дБ против 130…140 дБ в случае обработки вне водяной среды);
• Гасит энергию и скорость струи воды.

Строение сопла ГАР для резки чистой водой Строение сопла ГАР для резки водой с абразивом

Технологические возможности способа

Рассматриваемая технология наиболее эффективна в следующих случаях:

1. Для материалов-диэлектриков, а также токопроводящих изделий, изготовленных из цветных металлов и сплавов на основе меди. Это объясняется тем, что параметры электропроводности медных сплавов не позволяют применять для резки электрическую дугу или лазер.
2. При необходимости разъединения деталей весьма большой толщины – до 250…300 мм: в этом случае при плазменно-дуговой резке всегда происходит оплавление края.
3. Для обеспечения должной точности поверхности раздела: при правильном подборе режима шероховатость кромки находится в пределах Ra 0,5…Ra 1,25, что заметно превышает возможности любого другого высокоэнергетического метода.
4. При недопустимости коробления готового изделия, что неизбежно при любом из вариантов технологии термической резки.

Гидроабразивная резка металла имеет свои ограничения, поэтому технология разрабатывается с учётом следующих возможностей, в частности, по толщине:

• Для цветных металлов и сплавов, а также нержавеющей стали – не более 120…150 мм;
• Для углепластиков, композитных материалов – не более 150…200 мм;
• Для искусственного и природного камня (мрамора, гранита, базальта и т.п.) – не более 270…300 мм.

При разработке технологии следует учитывать, что токопроводящие материалы относительно небольшой толщины (до 5…10 мм) струя, вырабатываемая рабочей установкой, режет плохо: сказывается заметная энергоёмкость, при производительности, сравнимой с плазменно-дуговой или лазерной обработкой.

Однако это не означает, что рассматриваемая технология неприменима для разделения тонких пластин или листов: в этом случае абразивный поток отключается, и отделение выполняется непосредственно водяной струёй. В результате поверхность не нагревается, что исключает окалинообразование, высокотемпературное оплавление лини раздела и прочие недостатки, характерные для всех технологий термического разделения материалов.

Технология гидрорезки камня

На самом деле, гидроабразивная резка камня, является более ускоренным природным явлением, которое каждый внимательный человек может наблюдать в природе. На пляжах часто можно находить камни с настолько гладкими и закругленными сторонами, что их приятно держать в руках.

Но ведь в такой обработке камня используется не только вода, здесь обязательно присутствует и песок, выступающий в роли абразива. В данной технологии  в воду добавляется абразив. Создается очень тонкая струя, которая может быть толщиной 0,5 – 1,1 мм.

Управление

Управление может осуществляться через интерфейс самого станка, либо путем загрузки в систему подготовленных файлов-заданий в виде чертежей и технологических параметров, подготовленных в формате любого графического редактора, совместимого с ПО станка (CAD. COREL-DRAW или подобных).

Оператор, используя сервис интерфейса, может задавать координаты начала и окончания движения, корректировать скорость резки и направление.

Задание передается в систему автоматизированного управления для выполнения операций.

После этого надо установить режущую головку в начальную точку и запустить станок в работу. ПО станка преобразует данные файла-задания в команды управления насосом, дозатором абразива и двигателями привода головки.

Обратная связь САУ считывает показания датчиков, корректирует подачу воды и скорость движения головки, следит за выполнением задачи, обеспечивает плановое или аварийное отключение станка.

Кроме того, у оператора есть возможность в любой момент остановить работу устройства, отключить насос и сбросить давление в системе.

Услуги по алмазной канатной резке

При решении многих строительных задач нередко возникает необходимость выполнить работы, связанные с резкой кирпичной кладки, бетона, больших глыб из природного камня, железобетонных конструкций. Такой процесс выполнить невозможно без специализированного инструмента алмазной канатной резки.

Алмазная канатная резка обладает неограниченными возможностями резки утолщенных конструкций за счет алмазного каната с алмазными втулками. При применении отводящих и отклоняющих роликов становится возможным резка конструкций любой конфигурации. Резка производится в разных направлениях и под разными углами от 45 градусов и далее.

Устройство станка, который режет водой

Классический аппарат имеет множество узлов:

• корпус – обычно состоит из металла, как наиболее износостойкого и долговечного материала, благодаря нему, он достаточно массивный;
• емкость – крупная, обычно не меньше двух кубических литров, но может быть больше;
• мощный насос – он выполняет важную функцию, нагнетает высокое давление и направляет жидкость из резервуара в место объединения двух компонентов;
• прочные шланги – соединяют все узлы;
• отсек для хранения и подачи абразивных частиц;
• смеситель;
• инструмент – он регулирует мощность струи, ее ширину, направление;
• плоскость, на которой расположена заготовка и будет происходить работа;
• блок управления.

Большинство станков оснащены ЧПУ, инженер только руководит процессом с помощью пульта, но не занимается резкой вручную. Это удобно – нет негативного воздействия на обслуживающего машину человека и при этом достигается отличная точность. Еще одно достоинство ЧПУ – возможность использования программ для автоматизированного проектирования, на которых можно создавать проект в формате, совместимым с блоком управления.

Экзотермические электроды для сварки и выполнения реза под водой

Абсолютно иной подход к резке металла под водой предложила компания BROCO, которая разработала уникальные по своим характеристикам экзотермические электроды. Их действие основано на химической реакции, которая происходит между электродом и обрабатываемым металлом.

Преимущество метода состоит не только в его высокой эффективности, безопасности, экономичности. Данная технология также является универсальной, поскольку экзотермические электроды легко разрезают не только металлические конструкции под водой, но и бетонные, композитные и иные материалы.

Этапы большого и сложного пути

О том, что капля воды успешно камень точит, было известно давно. Суть вопроса заключалась во времени окончания процесса, который мог запросто растянуться на тысячелетия. Дело было за малым —  ускорить процесс, а с этим как-то долгое время не получалось.

Первые попытки теоретического обоснования процессов гидравлической резки были предприняты немецкими военными инженерами третьего рейха еще в преддверии Второй Мировой войны. Идея заключалась в разрывании молекулярных связей стали очень доступным материалом и при этом хорошо передающим энергию – обыкновенной водой.

Практическая реализация уперлась в невозможность при тогдашнем уровне технологий создания прецизионного насоса, реально выдающего на выходе необходимые параметры рабочей струи.

• Это на минуточку 4000 атмосфер давления и 1200 метров в секунду скорости потока. И сегодня выглядит внушительно, не правда ли? В общем, дело благополучно заглохло, и было поднято из архивной пыли советскими трофейными командами, активно охотившимися за технологическими секретами нацистской Германии в конце войны. После некоторой доработки, советские ученые в 1947 году объявляют об открытии инновационного способа резки материалов с помощью воды. Однако, учитывая отсутствие практических наработок, реализация проекта в действующей установке так же не состоялась.
• Слово предоставлялось американцам. И они его сказали. Первый действующий образец был использован для раскроя бревен большого диаметра. Установка работала, но была нестабильна.
• Дальше дело пошло несколько веселее, и режущая способность воды стала использоваться для раскроя композитов и жаропрочных материалов при броске в космос.
• Следующий шагом стало создание технологии гидроабразивной резки, когда к воде добавляли небольшое количество абразива, что ускоряло скорость протекания процесса в десятки раз. Через год с момента создания действующей универсальной установки, уже в 1980-ом технология вышла на рынок и стала широко использоваться для резки металла, бетона и стекла.

Специализированная установка, созданная для гидроабразивной резки бетона, была успешно опробована в 1974 году, когда было необходимо создать технологическое отверстие в несущей железобетонной конструкции здания вычислительного центра, специфика которого не допускала проведение работ с высокими вибрационными нагрузками.

Заключение

В заключение представленного материала хочется резюмировать следующее.

Современные технологии резки и обработки бетона, в частности, такая как резка бетона гидроабразивная, дают отличные результаты как по скорости проведения, так и по качеству выполняемых работ. Однако применение таких систем видится исключительно в коммерческом образе.

Это связано, прежде всего, со стоимостью стартового комплекта оборудования, использованию расходных материалов, первоначальному обучению и приобретению устойчивых практических навыков, что в сугубо бытовой среде весьма и весьма затратно и, в конечном итоге, крайне нерентабельно.

При возникновении объективной необходимости применения таких технологий в системе малых объемов индивидуального строительства и ремонта, выходом может служить привлечение сторонних специализированных организаций.

Организация бизнеса, основанного на предоставлении такого рода услуг, видится с хорошими перспективами при обязательном наличии устойчивого спроса в конкретном регионе. Похожая ситуация вырисовывается и с системами демонтажа бетона на основе гидроклина.

Гидроножницы вообще стоят особняком, поскольку являются не самостоятельным инструментом, а неотъемлемой частью системы навеска-экскаватор, цена которой составляет не одну сотню тысяч конвертируемой валюты. Приобретение, эксплуатация и обслуживание такого оборудования по силам лишь серьезным организациям с устойчивыми позитивными финансовыми показателями.

https://www.youtube.com/watch?v=dkulgafGB8w

На этом все, что в теории нужно знать о том, что представляет собой резка бетона гидроабразивная. Материал хоть и малоприменим в практике, однако очень интересен.