Ручной термоабразивный инструмент для очистки покрытий

При содержании дорог наиболее часто используется несколько видов работ – санация трещин дорожного полотна, ремонт гидроизоляции и температурных швов мостовых сооружений, очистка металлических конструкций от ржавчины и других инородных включений перед нанесением на их поверхность защитных покрытий, очистка дорожного полотна от прежней разметки, нанесенной с использованием термопластика, и некоторые другие.

Фото 1. Общий вид ТПАИ с емкостью для абразива

Технология производства таких видов работ предусматривает применение высокотемпературных и высокоскоростных потоков – газовых либо водяных струй, в состав которых для повышения воздействия на обрабатываемые поверхности включают абразивные частицы (песок, дробь, молотая стружка растительного происхождения, отходы металлургической промышленности и т. п.).

Сущность комбинированного термомеханического способа очистки поверхностей обрабатываемых материалов заключается в предварительном нагреве слоя инородных включений с последующим их механическим разрушением. Эффективность очистки достигается за счет снижения прочности сцепления двух поверхностей – материала и инородного включения. Обе поверхности прогревают, и в результате образуются поля термических напряжений, которые, суммируясь с напряжениями от механического воздействия двухфазового потока теплоносителя (тепловой поток + абразив), облегчают процесс очистки.

Фото 2. Эжекционная камера смешения

За рубежом развитие механизированного инструмента для предварительной очистки дорожных и аэродромных покрытий идет по пути создания автономных водопескоструйных моечных агрегатов. Эти аппараты различаются мощностью первичной силовой установки, рабочим давлением на выходе водяной струи, подачей водяного насоса и производительностью по очистке поверхностей. Средняя производительность по очистке металлических поверхностей от ржавчины с помощью воды и песка составляет от 4 до 30 м²/ч.

При ремонте дорог такие машины не обе
спечивают выполнение технологических требований в полном объеме. Кроме того, они требуют большого расхода воды – от 600 до 1600 л/ч, что создает трудности при восстановлении дорог в регионах с плохим водообеспечением, а также при выполнении работ в условиях отрицательных температур.

Отечественные разработчики механизированного инструмента аналогичного назначения пошли по пути его универсализации с точки зрения способности выполнять как можно больший набор технологических операций, составляющих общий технологический цикл при восстановлении и ремонте дорожного полотна и придорожных сооружений. Привод такого инструмента осуществляется либо от компрессорных станций, имеющихся в штатах дорожных организаций, либо от систем силовых установок штатных транспортных машин.

Термомеханический способ воздействия на очищаемые поверхности, реализованный в конструкции ручного термоабразивоструйного инструмента (фото 1), основан на синтезе конструкции термобура в качестве генератора высокотемпературного потока и конструкции эжектора (фото 2) для получения термомеханического потока (тепло + абразив).

Фото 3. Фрагменты работы ТПАИ при очистке металлических поверхностей

Ручной термоабразивоструйный инструмент (ТПАИ) предназначен для очистки и обезвоживания внутренних и наружных поверхностей изделий и материалов (фото 3, 4) от продуктов коррозии, других инородных включений при строительстве, восстановлении транспортных коммуникаций и объектов промышленного и гражданского строительства. ТПАИ применяется на открытой местности и обеспечивает нормальную работу при температуре окружающей среды от –40 до +40 °С, относительной влажности не более 90% и на высоте до 1000 м над уровнем моря.

Комплект ручного термоабразивоструйного инструмента (фото 5) состоит из ручного рабочего оборудования, генерирующего рабочие тепловой и термомеханический потоки; емкости для хранения абразива; шланга, соединяющего емкость для хранения абразива с тангенциальным патрубком камеры смешения (пескопроводом); шлангов подачи топлива и окислителя к генератору высокотемпературной газовой струи.

Фото 4. Фрагменты работы ТПАИ при очистке металлических поверхностей

В конструкции патрубка, соединяющего емкость для хранения абразива с каналом подачи атмосферного воздуха, предусмотрена установка управляемой заслонки. Оператор, управляя заслонкой, устанавливает вид потока и количественное соотношение абразива и атмосферного воздуха в эжектируемом потоке, чем обеспечивается рациональный расход абразива.

В качестве абразива можно применять любой сыпучий дорожно-строительный материал мелких фракций с зернами размером 0,3...3,25 мм в диаметре, например песок, купрошлак, высевку, стеклянные шарики, отходы металлургической промышленности и др.

Возможности ручного термоабразивоструйного инструмента не ограничиваются только дорожными работами. Области его применения очень широки, например, можно использовать его для бурения шпуров в мерзлых грунтах, нагревать металлические конструкции при их правке и ремонте, подогревать жидкости в емкостях, очищать дорожные покрытия ото льда и слежавшегося снега, удалять наледь и изморозь, обогревать здания и др.