КВАЗАР-СПОСОБ ВЗРЫВНОЙ РАЗДЕЛКИ ПОДВОДНЫХ, НАДВОДНЫХ КОРАБЛЕЙ И СУДОВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1999 года по МПК F42D3/00 

Изобретение относится к области взрывного дела и может быть использовано при разделке, например, на металлолом подводных и надводных кораблей и судов или иных плавсредств (объектов).

Работы по судоразделке проводятся, как правило, на базах Вторчермета, судоразделочных базах флотов, судоремонтных заводах и других специализированных предприятиях. Методы разделки традиционны: механическое резание с использованием дисковых алмазных пил, механических или гидравлических ножниц, водоструйных установок "PAZER" или газоплазменная резка с использованием ацетиленовых, керосиновых, газодинамических и плазменных резаков. У каждого из инструментов есть свои достоинства и недостатки, однако в целом технологии малопроизводительны, дороги и наносят большой ущерб окружающей среде и людям, пребывающим на территории ведения работ и вблизи нее.

Существенным шагом в деле устранения названных недостатков общепризнанной и широко используемой технологии явилось использование взрывной резки плавсредств с применением удлиненных (шнуровых) кумулятивных зарядов (УКЗ, ШКЗ и т.п.) [1-3]. Производительность работ возрастает в 10-15 раз [1], токсичные выбросы сокращаются в тысячу раз [2] в сравнении с газорезкой.

Однако взрывная технология, несмотря на ряд преимуществ, также не нашла широкого распространения прежде всего из-за своей дороговизны; она использовалась при утилизации речных судов и, главным образом, в аварийных ситуациях для вырезки элементов корабельных конструкций. Так, в работе [3] приведен пример вырубки реакторного отсека атомохода "Ленин". Вызывают сомнения и цифры повышения производительности разделочных работ, поскольку крупные корабли и суда, особенно размещенные в доке, не могут быть быстро разделаны из-за опасности вывода из строя дорогостоящего сооружения. Приводимые в работе [3] данные о разделке прочного корпуса дизельной подводной лодки в доке судоремонтного завода г. Мурманска подтверждают вышесказанное. Так, при предельной массе заряда M=500 г был использован УКЗ-24 с погонной массой ВВ 400 г/м, т.е. возможно было использовать заряды длиной чуть более 1 м, и это при том, что длина реза только в одном поперечном сечении прочного корпуса подводной лодки составляет около 25 м.

По всей видимости не без оснований в феврале 1996 года академик РАН Е.И. Шемякин на Всероссийском Совете по взрыву (г. Москва) заявил, что "сегодня не существует технологии разделки кораблей, позволяющей решить эту задачу в масштабах страны".

В этом плане заслуживает внимания Квазар-технология ведения взрывных работ [2] , доказавшая возможность сдвинуть с мертвой точки вопрос разделки кораблей, бесплодные разговоры о чем ведутся уже около 20 лет.

Выполненная в 1996 г. авторами заявки опытная разделка подводной лодки (ПЛ) и надводного корабля (НК) инициировала постановку ряда новых задач с использованием Квазар-технологии.

Квазар-технология основана на использовании ВВ Жидкого агрегатного состояния, Изготавливаемого на Месте Использования (ВВЖИМИ или Квазар-ВВ по ТУ 7276-001-17582644-93) из двух жидких порознь взрывобезопасных компонентов: окислителя на основе четырехокиси азота (N₂O₄) и углеводородного горючего (керосин или дизельные топлива различных марок).

ВВЖИМИ с 1993 года допущен Госгортехнадзором РФ к постоянному промышленному применению и в последние годы регулярно включается в издаваемый им "Перечень (Кадастр) взрывчатых материалов, оборудования и приборов взрывного дела, допущенных к постоянному промышленному применению в Российской Федерации" М.: ГГУ, 1996 и М.: ГГУ 1997.

УКЗ с ВВЖИМИ получили название удлиненных кумулятивных Квазар-зарядов (УККЗ). В отличие от УКЗ с ВВ твердого агрегатного состояния УККЗ могут выполняться в полимерных (безосколочных и эластичных) оболочках, что позволяет легко проложить их по заданному контуру разрезаемой преграды.

НПЦ "Квазар-ВВ" является владельцем целого ряда патентов РФ, защищающих элементы Квазар-технологии, способы их изготовления и способы ведения взрывных работ, в том числе Квазар-способа разделки металлических конструкций (патент РФ N 2084818), защищающий различные варианты использования Квазар-зарядов, в частности, при разделке кораблей и судов.

Накопленный опыт и причастность к решению поставленных задач позволяет авторам сформулировать ряд новых технических решений, целями которых являются: повышение эффективности разделки кораблей и судов при снижении опасности и стоимости разделочных работ, с одной стороны, и повышения их производительности, с другой.

Все многообразие возможностей разделки плавсредств (без учета подводной разделки) можно свести к 4^м вариантам:
1) объект находится на осушке;
2) объект находится на плаву;
3) объект для разделки устанавливается в доке;
4) объект для разделки размещен на плавсекции док-матки, либо на специально построенных плавсекциях типа плавпричалов.

Общим для всех вариантов взрывной разделки плавсредств является известный [3] способ их разделки, принятый за прототип, включающий установку /размещение/ на разделяемом объекте или его фрагменте различных зарядов ВВ, в том числе, удлиненных кумулятивных зарядов /УКЗ/, монтаж электровзрывной цепи и подрыв зарядов.

Общими отличительными признаками для всех вариантов разделки объекта является то, что в качестве УКЗ применяют удлиненные кумулятивные Квазар-заряды /УККЗ/, например, в полимерных оболочках, заполняемых на месте ведения взрывных работ взрывчатым веществом жидким, изготавливаемым на месте использования - ВВЖИМИ и размещаемые непосредственно на разделяемой преграде.

Отличительными признаками разделки в первом варианте является то, что объект, находящийся на осушке, сначала взрывом с помощью УКЗ разделяют на крупные фрагменты /блоки/, которые в дальнейшем взрывным или каким-либо другим способом дорезают на фрагменты /куски/ заданных размеров, например в евростандарт /1500х500х500 мм/.

Отличительными признаками разделки во втором варианте является то, что объект, находящийся на плаву, до главной /водонепроницаемой/ палубы разделывают взрывом на плаву на крупные блоки или на фрагменты вплоть до конечных размеров, например до евростандарта, и убирают их с объекта. После этого облегченный объект с помощью троса, обведенного вокруг объекта /браги/, и механизмов, размещенных на берегу, например лебедок, либо бульдозеров, подтягивают до касания носом грунта и продолжают взрывную разделку с носа /бака/ до кормы на блоки приемлемой для выгрузки массы до /переменной/ фактической ватерлинии с таким расчетом, чтобы корма оседала, а нос приподнимался, при этом, периодически при поднятии носа подтягивают объект до касания носом грунта. Дальнейшую разделку ведут с учетом изменяющегося после каждого взрыва местоположения центра тяжести облегченного объекта, не давая ему опрокинуться и продолжая подтягивать до касания носом грунта.

Отличительными признаками разделки в третьем варианте является то, что объект, находящийся в доке, разрезают на крупные блоки (фрагменты), масса которых ограничена возможностями транспортно-перегрузочных средств, например плавкрана, с помощью которого блоки транспортируют и выгружают на берег, перемещают к месту ведения взрывных или иным способом выполняемых работ и разделывают (дорезают) блоки на куски заданных размеров, например в евростандарт.

При организации взрывных работ в доке следует иметь в виду, что доки задумывались и строились под вполне определенные задачи, никак не связанные с ведением в них взрывных работ, поэтому лучшее из решений - найти возможность разделки кораблей вне доков, а если такой возможности нет, то сделать все возможное для сохранности столь дорогостоящих сооружений.

Наиболее уязвимым местом дока, при ведении в нем разделочных работ взрывом, являются размещенные под стапель-палубой понтоны, часто выполняемые из бетона. В бетоне образуются трещины, отслоения, отколы, и док может быть выведен из строя. Максимальные нагрузки на понтоны передаются через жесткие клети и киль-блоки, на которых размещается корабль в доке, а также ударной воздушной волной.

Для ослабления воздействия ударных нагрузок на конструкции дока при ведении в нем взрывных работ предлагается осуществить целый ряд мер:
1) выставить разрезаемый объект на киль-блоках на максимально возможной (допустимой) по критерию остойчивости архитектурного сооружения (корабля и дока) высоте от стапель-палубы;
2) установить киль-блоки и клети на гидроподъемники (амортизаторы);
3) усилить стапель-палубу и эстакаду, для чего уложить на них защиту, например дополнительный металлический лист;
4) уложить на стапель-палубу в районе сечений реза объекта защитные многослойные экраны типа "сэндвич", состоящие, например, из слоя досок и слоя акустической резины, уложенных на стапель палубу, на которые, в свою очередь, кладут автопокрышки, вновь накрываемые слоями досок и акустической резины;
5) накрыть (охватить, заключить) поперечное сечение реза объекта корпусом-щитом, например разъемным.

Более предпочтительным является ведение взрывных разделочных работ не в доках, а на плавающих секциях док-маток, находящихся на вооружении некоторых доков, либо на специально построенных плавсекциях типа плавпричалов. В этом варианте объект выставляют на килевых дорожках плавсекции, размещенной в док-матке, после чего плавсекцию с объектом отбуксировывают по воде на удаленное от береговых сооружений место ведения взрывных работ, а место в док-матке занимает очередная плавсекция под очередной объект.

Преимущество такого способа (варианта) ведения работ заключается, прежде всего, в том, что гарантируется сохранность дорогостоящих сооружений (доков), которые используются в данном случае по своему прямому назначению.

Во-вторых, производительность взрывных работ на плавсекциях заметно возрастает, поскольку они не имеют стенок, интегрирующих ударные нагрузки, и сама секция выведена на акваторию, позволяющую применить заряд (УККЗ) существенно большей длины (массы).

В-третьих, отсутствие сплошных стенок позволяет при доработке плавсекции (перед установкой на ней объекта) отказаться от размещения в районах сечений реза корпусов-щитов (см. поз. 5 в числе мер для третьего варианта).

В-четвертых, объект на плавсекции может быть разделан на фрагменты конечных размеров, например в евростандарт (1500х500х500 мм), что дает дополнительные преимущества, приведенные ниже.

В-пятых, не потребуется для перегрузочных работ наличие мощного плавкрана, и можно обойтись обыкновенным автокраном.

В-шестых, все вместе взятое естественным образом положительно скажется на цене разделочных работ.

В остальном этот вариант повторяет операции, используемые в третьем варианте, т.е. перед установкой объекта на плавсекцию она должна быть дооборудована в плане ослабления воздействия ударных нагрузок уже на плавсекцию, а не на док, для чего киль-блоки и клети устанавливают на амортизаторы и усиливают и защищают стапель-палубу /эстакаду/, при этом выводят понтоны за границу килевой дорожки, разводя их в стороны.

В двух последних вариантах разделки /в доке и на плавсекции/ возможно продолжить разделку плавсредств, начатую на плаву, для чего разделанное на плаву до главной, водонепроницаемой палубы плавсредство устанавливают для дальнейшей разделки в док, либо на плавсекции док-матки или специально построенной плавсекции и дорезают на заданные размеры взрывом или иным способом, например, газорезкой.

Предлагаемые способы /варианты/ ведения взрывных работ, кроме четвертого, были опробованы Заявителем в ходе опытной разделки на металлолом списанных из состава ВМФ РФ дизельной подводной лодки /ПЛ/ и надводных кораблей /НК/, при этом разделка в доке ПЛ велась без доработки дока перед установкой объекта, что не позволило применять УККЗ большой длины и естественным образом сказалось на производительности выполняемых работ. С учетом полученного опыта и сформулированы предложения по дооборудованию дока и использованию плавсекций.

Литература
1. Козлов В.С., Колганов Е.В., Соколов О.В. Применение энергии управляемого взрыва для разделки крупногабаритных трудноперерабатываемых металлообъектов на металлолом. // III Международная конференция по буровзрывным работам. Сборник докладов. М. 1997. С. 168-173.

2. Каганер Ю.А., Шушко Л.А. Квазар-технология взрывных работ и ее применение при разделке судов на металлолом. //Судостроение. 1997. N 4.

3. Бабанин В.Ф., Прокофьев О.П. Перспективы использования энергии направленного взрыва для разделки корпусов судов. //Судостроение. 1993. N 1. С. 37-39.

Изобретение относится к взрывным работам, применяемым для разделки кораблей, судов или иных плавсредств преимущественно на металлолом. Способ взрывной разделки предусматривает установку на плавсредстве зарядов взрывчатого вещества в виде удлиненных кумулятивных Квазар-зарядов, в том числе в полимерных оболочках. Оболочки заполняют взрывчатым веществом жидким, изготавливаемым на месте использования - ВВЖИМИ. Монтируют электровзрывные цепи и подрывают заряды. Способ включает четыре варианта разделки плавсредств, учитывающих особенности их размещения при разделке, а именно: на осушке, на плаву, в доке или на плавсекции док-матки. Изобретение позволяет снизить опасность и стоимость разделочных работ, а также повысить их производительность. 4 с. и 10 з.п. ф-лы.

1. Способ взрывной разделки подводных, надводных кораблей и судов или иных плавсредств преимущественно на металлолом, включающий установку на разделяемом плавсредстве зарядов взрывчатого вещества, в том числе удлиненных кумулятивных зарядов, монтаж электровзрывной цепи и подрыв зарядов, отличающийся тем, что плавсредство, находящееся на осушке, подрывом зарядов разделяют на крупные фрагменты, которые в последующем взрывным либо иным способом дорезают на куски заданных размеров. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве удлиненных кумулятивных зарядов применяют удлиненные кумулятивные Квазар-заряды, в том числе в полимерных оболочках, заполняемых на месте ведения взрывных работ взрывчатым веществом жидким, изготавливаемым на месте использования - ВВЖИМИ. 3. Способ взрывной разделки подводных, надводных кораблей и судов или иных плавсредств преимущественно на металлолом, включающий установку на разделяемом плавсредстве зарядов взрывчатого вещества, в том числе удлиненных кумулятивных зарядов, монтаж электровзрывной цепи и подрыв зарядов, отличающийся тем, что плавсредство, находящееся на плаву, разделывают взрывом на крупные блоки или фрагменты заданных размеров до водонепроницаемой палубы и убирают их с плавсредства, после чего на корпус облегченного плавсредства монтируют брагу и с использованием размещенных на берегу механизмов, в том числе лебедок и бульдозеров, подтягивают плавсредства до касания носом грунта и продолжают взрывную разделку плавсредства до фактической ватерлинии от носа до кормы на блоки приемлемой для выгрузки массы с таким расчетом, чтобы корма оседала, а нос приподнимался, при этом периодически при поднятии носа подтягивают плавсредство до касания носом грунта, а разделку ведут с учетом изменяющегося после каждого взрыва местоположения центра тяжести облегченного плавсредства, не давая ему опрокинуться. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве удлиненных кумулятивных зарядов применяют удлиненные кумулятивные Квазар-заряды, в том числе в полимерных оболочках, заполняемых на месте ведения взрывных работ веществом жидким, изготавливаемым на месте использования - ВВЖИМИ. 5. Способ взрывной разделки подводных, надводных кораблей и судов или иных плавсредств преимущественно на металлолом, включающий установку на разделяемом плавсредстве зарядов взрывчатого вещества, в том числе удлиненных кумулятивных зарядов, монтаж электровзрывной цепи и подрыв зарядов, отличающийся тем, что плавсредство устанавливают в доке на киль-блоках на максимально возможной по критерию остойчивости образуемого архитектурного сооружения высоте от стапель-палубы дока, взрывом разрезают плавсредство на крупные блоки, массой, ограниченной возможностями транспортно-перегрузочных средств, которыми блоки транспортируют на берег, выгружают и перемещают к месту ведения взрывных или иным способом выполняемых работ, где блоки дорезают на куски заданных размеров, при этом перед установкой плавсредства в док размещают защитные экраны, усиливают стапель-палубу дока, устанавливают киль-блоки и клети дока на амортизирующие гидроподъемники, укладывают на стапель-палубе в сечениях резов плавсредства защитный многослойный экран и заключают отрезаемый блок в разъемный корпус-щит. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что плавсредство, разделанное на плаву до водонепроницаемой палубы, устанавливают для дальнейшей разделки взрывом либо иным способом в док. 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве удлиненных кумулятивных зарядов применяют удлиненные кумулятивные Квазар-заряды, в том числе в полимерных оболочках, заполняемых в месте ведения взрывных работ взрывчатым веществом жидким, изготавливаемым на месте использования - ВВЖИМИ. 8. Способ по п.5, отличающийся тем, что стапель-палубу дока усиливают путем укладки на нее металлического листа. 9. Способ по п.5, отличающийся тем, что защитный многослойный экран формируют из слоя досок и слоя акустической резины, укладываемых последовательно на стапель-палубу, затем укладывают автопокрышки, а на них - слой досок и акустической резины. 10. Способ взрывной разделки подводных, надводных кораблей и судов или иных плавсредств преимущественно на металлолом, включающий установку на разделяемом плавсредстве зарядов взрывчатого вещества, в том числе удлиненных кумулятивных зарядов, монтаж электровзрывной цепи и подрыв зарядов, отличающийся тем, что плавсредство устанавливают на килевых дорожках плавсекций док-маток либо на килевых дорожках специально построенных плавсекций типа плавпричалов, затем плавсекции отбуксировывают по воде к месту ведения взрывных работ, при этом перед установкой плавсредства на плавсекцию усиливают стапель-палубу плавсекции, устанавливают киль-блоки и клети на амортизирующие гидроподъемники, укладывают на стапель-палубу в сечениях резов плавсредства защитный многослойный экран и разводят в стороны от килевой дорожки понтоны плавсекции. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что плавсредство, разделанное на плаву до водонепроницаемой палубы, устанавливают для дальнейшей разделки на плавсекции док-матки либо на специально построенной плавсекции типа плавпричала. 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве удлиненных кумулятивных зарядов применяют удлиненные кумулятивные Квазар-заряды, в том числе в полимерных оболочках, заполняемых на месте ведения взрывных работ взрывчатым веществом жидким, изготавливаемым на месте использования - ВВЖИМИ. 13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что стапель-палубу плавсекции усиливают путем укладки на нее металлического листа. 14. Способ по п.10, отличающийся тем, что защитный многослойный экран формируют из слоя досок и слоя акустической резины, укладываемых последовательно на стапель-палубу плавсекции, затем укладывают автопокрышки, а на них - слой досок и акустической резины.