Сухая резка армированного бетона алмазно-канатной пилой в рамках программы вывода ядерных объектов из эксплуатации

Большинство армированных железобетонных конструкций, которые попадают в зону вывода атомных объектов из эксплуатации, изначально не предназначались для демонтажа. Биологические защитные стены, контейнментные конструкции, плитные основания — всё это проектировалось как постоянные сооружения, рассчитанные на многолетнее поглощение радиации и армированные с высокой плотностью из конструктивных соображений, а не ради последующего демонтажа. Когда возникает задача их разрезки, приходится работать вопреки изначальному назначению каждого из применённых проектных решений.

Сам по себе материал не уникален. Армированный бетон регулярно подвергается резке при гражданском сносе. Сложности проявляются именно в условиях ядерного вывода: это среда, в которой проводится резка, недопустимость генерации определённых видов отходов и ограничения по присутствию персонала в зоне работ.

В рамках данного проекта осуществлялась сегментация железобетонных конструкций в действующей зоне вывода ядерного объекта из эксплуатации. В зоне работ находились массивные балки с плотным армированием, работы проводились в контролируемой радиационной среде. Применение мокрой резки было исключено.

Любой объём воды, внесённый в контролируемую радиологическую зону, должен учитываться как потенциальный жидкий радиоактивный отход. Сбор, идентификация, хранение, лицензированная переработка, захоронение — вся логистика и стоимость управления вторичным жидким потоком значительны. На отдельных объектах это вообще запрещено. Это стало ключевым ограничением при выборе технологии: всё оборудование должно было работать в сухом режиме.

Допустимые уровни радиационной дозы определяют, сколько времени персонал может находиться рядом с активированными и загрязнёнными конструкциями. На данном объекте прямое ручное управление в течение всего процесса резки было недопустимо — суммарная доза на одного оператора за время программы превысила бы норматив ещё до завершения работ. Требовалось оборудование, которое можно настроить, запрограммировать и оставить работать автономно, обеспечив дистанционное вмешательство только на этапе наладки.

При резке бетона образуется пыль. Это не уникально для ядерной отрасли, однако последствия выброса пыли в воздух критично отличаются при работе с радиоактивно загрязнённым материалом. Применяемый метод и система отсоса должны были гарантировать эффективный захват пыли на всех этапах процесса, а не только в устоявшемся режиме работы.

Конструкции, попадающие под сегментацию, не были одинаковы по форме. Плотность и расположение арматуры различались для каждого участка, зона доступа также менялась от точки к точке. Любая стратегия, рассчитанная на стандартные условия, неизменно дала бы сбой на каком-то этапе программы. Применяемая система резки должна была адаптироваться к реальной геометрии, а не заставлять объект подстраиваться под себя.

Технология резки алмазно-канатной пилой уже давно применяется в гражданской и промышленной демонтаже. Для данного проекта она стала идеальным решением, поскольку сочетает свойства, каждое из которых по отдельности обеспечивается разными методами, а все вместе — решают уникальный комплекс ограничений.

Резка производится механическим способом – без термического воздействия. В зоне контакта отсутствует тепло, не выделяются газы и нет аэрозолей — и, принципиально, не требуется вода. Канат работает всухую, контроль температуры осуществляется с помощью системы улавливания пыли и вихревого охлаждения. Вся образующаяся пыль остаётся в системе аспирации, не попадая в атмосферу рабочей зоны.

Управление по ЧПУ позволяет заранее спланировать последовательность резов, выполнить позиционирование оборудования и обеспечить дистанционное исполнение работ. Операторы наблюдают за процессом вне зоны непосредственного риска и корректируют работу без повторного захода для рутинных операций — что напрямую решает задачу управления дозой.

Мостовая конструкция системы обеспечивает необходимую длину и маневренность, позволяя справляться с разнообразием геометрии без существенных доработок на месте. Все параметры резки — натяжение каната, скорость подачи — регулируются под каждую зону в зависимости от плотности арматуры. Для использования метода не требуются одинаковые условия на местах.

Резка осуществлялась на различных типах конструкций и участках в рамках всей программы. Основные выводы по итогам процесса:

Арматура не требовала отдельной обработки. Алмазно-канатная пила проходила через бетон и встроенную стальную арматуру за один проход. Программы, где арматура обрабатывается отдельно, вызывают больше перестановок оборудования, этапов обращения с отходами и больше времени работы в контролируемой среде. Здесь этого не потребовалось.

На всех этапах резки не использовалась жидкость. Вторичный жидкий поток, неизбежный при мокрой технологии, полностью отсутствовал. Все отходы от резки — твёрдая пыль, которая собиралась и упаковывалась непосредственно из аспирационных модулей.

Отрезанные секции соответствовали заранее заданным размерам. Дальнейшие процедуры — такелаж, классификация отходов, упаковка — шли без необходимости повторных доработок. Это важно, поскольку каждый дополнительный этап в контролируемой зоне связан с дополнительной радиационной дозой для персонала.

Доза облучения персонала в ходе всех операций сдерживалась в пределах допустимых значений за счёт дистанционного управления процессом. Совмещение программируемых последовательностей с дистанционным наблюдением минимизировало пребывание операторов в зоне риска, ограничив их участие только настройкой и финальным осмотром.

Проекты по выводу ядерных объектов из эксплуатации всегда связаны с вопросами конфиденциальности — как в договорном, так и в операционном и, порой, политическом плане. Мы не раскрываем имена заказчиков, местоположение объектов или параметры программы. В статье описан исключительно технический вызов и методология решения; любые детали, способные идентифицировать конкретный объект, намеренно не приводятся.

Если Ваша компания работает с выводом из эксплуатации и сталкивается с армированным бетоном, самым полезным будет непосредственная беседа — о Ваших конструкциях, Ваших ограничениях по обращению с отходами и целесообразности применения сухой канатной пилы в Вашей ситуации. Оборудование Dinosaw Machine предлагает решения для сухой резки алмазно-канатной пилой, настроенные индивидуально под условия конкретного проекта.

Свяжитесь с нами для обсуждения требований к Вашему проекту.