Проект реализуется в рамках программы госкорпорации по внедрению инновационных материалов на предприятиях атомной отрасли. Первым предприятием «Росатома», где для ремонта и реконструкции были применены композиционные материалы на основе углеродного волокна, стал Ковровский Механический завод, входящий в состав ОАО «ТВЭЛ».
Предприятие занимается производством газовых центрифуг для обогащения урана, который необходим для обеспечения работы ядерных реакторов атомных электростанций. По сути дела, именно производство газовых центрифуг 30 лет назад востребовало развитие отрасли углекомпозитов. Ультрацентрифуги для разделения изотопов урана с числом оборотов более 100 тысяч в минуту могли быть изготовлены только из углепластика.
Между тем, если 30 лет назад применение углекомпозитов ограничивалось космической и атомной отраслями промышленности, то сейчас сферы их использования необычайно широки. Одно из наиболее перспективных применений - строительство и реконструкция фактически любых инженерных конструкций.
Летом прошлого года генеральный директор госкорпорации «Росатом» Сергей Кириенко подписал программу внедрения полимерных композиционных материалов на основе углеродного волокна на предприятиях атомной отрасли. Реализацию проекта было решено начать как раз со строительных применений композиционных материалов на основе углеродного волокна.
В конце 2011 года холдинг «Композит» выиграл несколько конкурсов на проведение ремонта объектов «Росатома». В их числе оказался «ОАО «Ковровский механический завод» в городе Коврове.
«На данном предприятии требовалось провести усиление плит покрытия одного из цехов. Из-за систематических протечек кровли произошла существенная коррозия арматуры плит покрытия, плиты перестали нести необходимую нагрузку, встал вопрос усиления и восстановления несущей способности конструкций», - рассказал руководитель направления внедрения ПКМ в атомной отрасли Евгений Рафаилов.
По его словам, «существенная сложность состояла в том, что цех – действующий, останавливать производство нельзя, соответственно, необходимо было совместить выполнение производственных и ремонтных работ».
«Ремонт осуществляется по инновационной технологии - путём внешнего армирования поврежденных балок и плит лентами из углеродного волокна. Такой вид ремонта называют системой внешнего армирования. Данная технология позволяет проводить ремонтные работы, во-первых, фактически без остановки производства, во-вторых, со значительным сокращением временных и трудовых затрат», - сообщил Рафаилов.
Система внешнего армирования предназначена для ремонта и усиления строительных конструкций с целью устранения последствий разрушения бетона и коррозии арматуры в результате длительного воздействия природных факторов и агрессивных сред в процессе эксплуатации сооружений.
На стадии строительства и эксплуатации система внешнего армирования позволяет решить следующие задачи: устранить ошибки проектирования или исполнения работ, увеличить несущую способность конструкций при увеличении расчетных нагрузок, а также устранить последствия повреждения несущих конструкций возникшие в ходе эксплуатации.
Ремонтные работы на Ковровском Механическом заводе завершатся в конце марта. В целом, ремонт с применением композиционных материалов займет не более 2 месяцев. В настоящее время проделано более половины работ.
Ремонтные работы ведет бригада из шести человек. Все работники как на подбор: высокие, стройные, спортивные. Руководитель бригады Станислав Трифонов рассказывает, что его подчиненные прошли самый настоящий кастинг: «Мы работаем на секретных объектах, куда требуются разные степени допуска, поэтому репутация сотрудников должна быть безупречна».
В цехах Ковровского механического завода ремонтникам фактически постоянно приходится находиться под крышей на высоте 6 метров. Обычно для высотных работ используются строительные леса. Однако они помешали бы работе цеха.
«Чтобы не препятствовать производственному процессу, наши конструкторы спроектировали специальные подвесные сооружения, которые имеют длину пролета 15 метров. Они регулируются по высоте и могут перемещаться под потолком по всему цеху. Внизу идет рабочий процесс, и мы фактически не пересекаемся с сотрудниками завода», - пояснил Трифонов.
Он также рассказал, что одним из условий проведения ремонта в работающем цехе было отсутствие пыли, которая негативно может сказаться на работе высокоточного оборудования:
«Чтобы соблюсти это условие, нам пришлось приобрести зачистные машины по бетону с отсосом воздуха, а также промышленные пылесосы. Это позволило нам добиться полного отсутствия пыли».
Трифонов рассказал, что процесс ремонта поверхностей с применением углекомпозитов включает несколько стадий. Первое – это зачистка старого, разрушенного бетона, обработка поверхности пронимающим ингибитором ржавчины, которая необходима для реанимирования коррозирующей арматуры. Затем очищенный бетон грунтуется специальными составами, на поверхность наносится высококачественный полимербетон.
Для достижения стандартной адгезии необходимо укрепить слой бетона посредством пропитки связующим до 30-40 миллиметров. Следующий этап – выравнивание поверхностей, их грунтовка и нанесение адгезивного слоя связующего, на который наклеиваются углеродные ленты. Заключительный момент – нанесение защитного покрытия. По словам Трифонова, процесс наклеивания углеродных лент – затрачивает минимальное количество времени. К примеру, 15-метровое ребро фермы можно обклеить углеволокном всего за 15 минут, а ремонт не понадобится в течение ближайших лет 15-ти.
Между тем, если бы было принято решение ремонтировать цех Ковровского Механического завода традиционными методами, производство было бы остановлено на 8-10 месяцев, рассказывает Трифонов. По его словам, все оборудование в цехе пришлось бы демонтировать, а затем на подкрановые балки и колонны навесить дополнительные двутавры, весом в 10-15 тонн каждая: «Это потребовало бы усиления колон и фундаментов».
«Без остановки производства другим способом отремонтировать цех было бы просто невозможно», - подтвердил начальник строительно-архитектурного отдела Ковровского Механического завода Сергей Манакин.
Помимо Ковровского Механического завода, инновационными материалами холдинга «Композит» в 2012 году будут отремонтированы более 50 объектов на предприятиях атомной отрасли.