SSBK - 20 let práce s vysokotlakou technikou v ČR

Admin 28.05.2011

Vodní paprsek, příprava povrchů, vysokotlaké příslušenství.

                 20 let práce s vysokotlakou technikou v ČR

 20 years wo rking experience with high press ure units in Czech Republic

 Ing. Ivan Wolf

NET , spol. s r.o., Nádražní 309,788 32 Staré Město

Tel: 583 239 337, Fax: 583 239 011, e-mail: wolf@net-waterjet.cz, www.net-waterjet.cz

Klíčová slova: Vodní paprsek, příprava povrchů, vysokotlaké příslušenství, StoneAge tools, Water jet, surface preparation, high pressure equipment, StoneAge tools

Anotace:

Firma NET, spol. s r.o. pracuje v oblasti vysokotlaké techniky od počátku roku 1991, máme zde mnoho betonových a železobetonových konstrukcí ve špatném stavu vlivem korozí betonu.

Hlavní činností firmy NET je příprava těchto konstrukcí pro sanace. Vysokotlaký vodní paprsek je používán pro ošetření betonových prvků a pro odstranění defektních oblastí a jako příprava povrchů pro další sanační práce.

Abstract:

NET, spol. s r. o. is working with high pressure units since 1991, there are many concrete and reinforced concrete structures in bad state due to concrete corrosion. The main task of the company is to prepare these structures. The high – pressure water jet technology has been used for concrete elements treatment and for removal of failure concrete zone as a preparatory work for shotcreting.

1. Pohled do historie po užití vysokorychlostního paprsku v ČR

Je jaro roku 1990 a z výběžků vypuštěné Oravské přehrady je i z velké dálky možné pozorovat oblak páry vystupující jakoby z betonové konstrukce přehradní hráze. Začala první velká sanace betonového povrchu s použitím vysokorychlostního vodního paprsku při její přípravě. Na druhé straně republiky začíná první Symposium sanací betonových konstrukcí.

Z dnešního pohledu je to zdánlivě běžná věc, ale před dvaceti lety zde bylo použito první

vysokotlaké zařízení spolehlivě generující pracovní tlak 240 MPa. Byl to vysokotlaký agregát vyrobený ve Spojených státech firmou FLOW s pořadovým číslem jedenáct. V té době a ještě ani poměrně dlouho potom, žádný evropský výrobce nedodával vysokotlaké agregáty s tak vysokým pracovním tlakem, běžné zde bylo využívání agregátů s tlakovým výstupem maximálně 120 MPa.

Vysoký tlak při opravě zmiňované přehrady přispěl ke kvalitě provedení prací zejména v prostorách přiváděcích kanálů turbín, kde po desítky let šedesátimetrový vodní sloupec zapenetroval úsady hluboko do betonového povrchu. Úsady musely být zcela odstraněny, aby bylo zajištěno dokonalé propojení injektážních směsí mezi nově vkládanou obří ocelovou rourou a betonovým povrchem přivaděče. Dokonalá příprava povrchu by v tomto případě ani nižším pracovním tlakem nebyla možná. Sanace přehradní hráze Oravské přehrady skončila až na podzim následujícího roku, mpro dnes už legendární, první ultravysokotlaký agregát v naší republice, tak začala cesta na trh

se sanačními pracemi a technologiemi. Sanace betonových konstrukcí procházely obdobím, kdy měsíc od měsíce byly poznamenávány stoupající poptávkou. To vedlo samozřejmě naši firmu i ostatní k rozšiřování strojového a technologického parku v oblasti vysokotlaké techniky.Naše firma si pořídila vysokotlaký agregát z evropské produkce, nová technologie byla tedy „tlakovým poklesem“. S výhodou jsme však využívali kombinaci našich agregátů s tlakem nižším a vyšším a to často i při společném nasazení na jedné sanační akci.

2. Využití vysokorychlostního paprsk u v současnosti

Podle standartu z roku 2002 jsme tedy u nás už od roku 1990 prováděli ultravysokotlaké

tryskání, firmy pořizující si nové evropské agregáty pak prováděly vysokotlaké tryskání a v těchto počátcích pak většina ostatních připravovala povrchy konstrukcí k sanacím vysokotlakým čištěním. Celý historický úvod píši proto, že za uplynulých dvacet let přibývaly a zanikaly nové firmy, přibývaly nové agregáty a vyřazovaly se ty staré, opotřebené, ale při přípravách pro sanacenám s odstupem času však většinou zůstává jen to vysokotlaké čištění. Investoři a prováděcí firmy se při sanacích a rekonstrukcích železobetonových konstrukcí totiž až příliš často uchylují k chybné strategii pouhého vizuálního obnovení původního stavu. Práce začínají vysokotlakým čištěním a pokračuje se tenkovrstevným sanačním postupem tak, aby to po dokončení vypadalo jako nové, často však bez toho, že by se využívaly nejnovější poznatky a technologie z oblasti vysokotlaké techniky a rekonstrukcí. V přípravě povrchu železobetonové konstrukce jsme se v České republice omezili většinou na nijak definovanou mechanickou předpřípravu osekáním lehkým elektrickým nářadím - bouracími kladivy a již zmiňovaným následným vysokotlakým čištěním, někdy spíš výstižněji nazvaným smáčením a vlhčením povrchu. Použití vysokotlakého nebo ultravysokotlakého tryskání realizuje na svých zakázkách

jen velmi málo špičkových firem, ale i zde se údajně vlivem odlivu finančních prostředků ubírá tlak. Zjistili jsme, že velký vliv na to má i dlouhá řada subdodavatelů podílejících se na sanaci a tak se často stává, že pátý dodavatel v pořadí, který se živí prací s vysokotlakou technikou, už za ořezanou cenu nic jiného než umývat ani nemůže.

Pracujeme často i v zahraničí a nevíme, jak je vůbec možné, že v České republice nenalézá uplatnění ani jediný agregát s instalovaným výkonem nad 200 kW, používaný pro odstraňování větších vrstev betonu. Jsme součástí Evropské unie, ale jednou z mála jejich zemí, kde se hlubší zásahy do železobetonových konstrukcí vysokorychlostním vodním paprskem vůbec neprovádí. Myslím, že to mohu zodpovědně napsat, naše firma totiž stála u všech dvanácti akcí, kde se hlubší zásah paprskem do konstrukce prováděl. Bohužel se navíc u poloviny těchto případů neprováděla sanace ale odstraňování následků technologické nekázně při provádění úplně nových staveb, tedy zpravidla odstranění velké vrstvy nekvalitně instalovaného betonu či odstraňování větších,

plošných a hlubších rozměrových omylů v prostorách, kde v České republice tolik oblíbená těžká pneumatická kladiva už opravdu nebylo možné pustit.

3. Dnešní dostupná technologie vysokorychlostního paprsku

Před několika lety byla s velkým zájmem při předvádění na Symposiu SSBK přijata nově

zakoupená technologie vysokorychlostního paprsku s agregátem o výkonu téměř 400 kW a se zařízením Aquacutter, umožňujícím využití tak velké vodní síly. Dívali jsme se na zařízení jako na předěl, kterým začnou modernější a šetrnější postupy ošetření konstrukcí zejména dopravních staveb tak, jak je tomu zejména na západ od nás. Realita však se vším negativním dopadla zcela odlišně než počáteční nadšení.

Se zařízením jsme ve spolupráci s majitelem pracovali na několika společných zakázkách, pak pro nedostatek zájmu v ČR agregát pracoval na naši zakázce v zahraničí a to kupodivu na východ od nás, kde nás tímto svým způsobem technologicky předběhli. Agregát tam byl posléze i odprodán.

Současný trend prací a vývoje vysokotlaké techniky postupně směřuje v celosvětovém

měřítku k provádění prací vyšší rychlostí paprsku. U agregátů srovnatelných výkonů motorů se tak využívá vyšší pracovní tlak a menší množství průtočného média.  Současnou spolehlivou hranicí pracovního tlaku je maximum nacházející se v rozpětí 280 až 300 MPa. Ultravysoký tlak má prokazatelně lepší účinek na dokonalé, „kapilární otevření“ povrchu betonové konstrukce, snadněji odstraňuje nátěry a nežádoucí vrstvy třeba po některých nepovedených, tenkovrstvých rychlosanacích, což se právě jednoznačně prokazuje např. při realizaci našeho společného projektu s Českým vysokým učením technickým, stavební fakultou v Brně. Tento náš společný projekt je zaměřen na účinky vysokotlakého paprsku na betonových vzorcích různých skladeb včetně vzorků dlouhodobě ovlivňovaných nepřízní okolního prostředí. Současné moderní agregáty při ručních aplikacích pracují s malým průtokem vody, tedy v množství od 15 do 20 l/min, což umožňuje použití tenkých flexibilních přívodních hadic malého průřezu a umožňuje práci s mnohem menší reakční silou v ručně vedených nástrojích. Tak jako v počátcích byly Spojené státy americké napřed s výrobou spolehlivých vysokotlakých agregátů pro ultravysoký tlak, tak jsou dnes oět v čele a to s příslušenstvím, nářadím a nástroji pro vysokotlaké aplikace.

Evropští výrobci dohnali ztrátu v tlakových parametrech, spolehlivá plunžrová čerpadla několika evropských výrobců dokážou zvládnout celou stavební sezónu bez náročnějších oprav a poruch. Výrobci agregátů však sami velmi omezeně nebo vůbec nevyrábějí vhodná příslušenství, nářadí a nástroje pro využití těchto jinak špičkových zařízení. Je to patrné zejména v oblasti technologie pro aplikace v průmyslu, ale je možné si rozšířit technologické možnosti i v plošných aplikacích užívaných při sanacích betonových konstrukcí. Od roku 1997 jsme autorizovaným zástupcem firmy StoneAge USA, jejíž celý sortiment nabízíme uživatelům u nás i v zahraničí. V oblasti příprav betonových konstrukcí k sanacím si našly oblibu zejména rotační trysky pro ruční nástroje, které

dnes pracují spolehlivě až do tlaku 280 MPa. V České republice je v provozu i jedno automatické zařízení pro přípravu povrchu komínových chladících věží, které je ve své hydraulické části rovněž osazeno spolehlivými rotačními prvky a tryskami StonaAge. Jsou zde aplikace v oblasti průmyslu, kde by užití vysokorychlostního vodního paprsku bez prvků StoneAge nemělo význam nebo kde by pro práci s ultravysokým tlakem nebylo možné ani najít jiné řešení. Nejpoužívanějším prvkem pro tryskání vodním paprskem ze sortimentu firmy StoneAge je rotační tryska Barracuda určená pro ruční nástroj – vysokotlakou pistoli. Je nyní vyráběna pro tlaky do 280 MPa ve dvoutryskovém nebo čtyřtryskovém provedení. Dodává se také pro vysokotlaké agregáty s velmi malým průtokem do 12 l/min. Rotační hlava může být osazena ocelovými, karbidovými nebo safírovými tryskami. Změnou viskozity náplně rotační trysky můžeme v určitém

rozmezí měnit rychlost rotace trysky a tak i její charakter v plošném účinku od čistícího s rychlejší rotací, po bourací s rotací pomalou. Utěsnění vysokého tlaku v rotační trysce je uloženo ve snadno vyjímatelné kazetě, snadná je i výměna ložisek, která je zpravidla nutná vždy po sezóně. Trysky i příslušné veškeré náhradní díly jsou stále skladem v ČR.

Velkou možností spojenou se zvýšením produktivity práce a její kvality je použití stavebnicových částí k tryskání vnitřních průměrů betonových potrubí před diagnostikou a následnou sanací.

Jedná se např. o rotační průvlak StoneAge řady BJV vybavený nosičem trysek a centralizérem. V potrubích o průměru okolo jednoho metru lze pomocí běžných ručních nástrojů jen omezeně zaručit dobrou kvalitu tryskání, práce není navíc bezpečná. Požadavek na kompletní tryskání centrálního svodu kanalizace celého okresního města jsme tedy řešili strojním způsobem. Pojíždění samotného centralizačního vozíku je možné řešit ručně u kratších úseků nebo strojním navíjením. Pro větší průměry je ještě možné konce nástavců opatřit rotačními tryskami typu Barracuda nebo speciálními „mini“ rotačními tryskami typu BNS 13.Po otryskání potrubí jsou na povrchu patrné veškeré trhliny určené např. k injektážím a povrch je připraven pro celoplošnou sanaci.Je možné použít vysokotlaký agregát s velmi velkým výkonem a tím zajistit urychlení prací

v potrubí s ohledem na případné časově omezené odstavení kanalizační větve.

Velkou možností pro plošné aplikace vysokorychlostního vodního paprsku je nabídka

rotačních prvků poháněných reakcí vystupující vody, stlačeným vzduchem nebo hydraulickým servopohonem. Prvky lze sestavovat v různém počtu dle potřebné šířky záběru s ohledem na výkon vysokotlakého agregátu. Vše je možné dále zakomponovat do lineárního pojezdu, na lešeňový systém nebo na běžný zemní stavební stroj. Vznikne tak poloautomatické nebo automatické zařízení kvalitně ošetřující betonové plochy a povrchy.

4. Začlenění kvalitní přípravy do sanačního postupu

Příprava povrchu a nasazení vysokorychlostního vodního paprsku je nedílnou součástí

většiny sanačních postupů. Kvalitní tryskání a odstranění všeho nežádoucího z povrchu

betonové konstrukce do požadované hloubky je stejně důležité jako kvalita nově nanášených hmot a dodržování následných technologických postupů. Je třeba, aby všichni podílející se na sanacích, počínaje diagnostiky přes projektanty, investory a prováděcí firmy, věnovali přípravě povrchu a správnému začlenění vodního paprsku patřičnou pozornost. Vyhneme se tak smutným příběhům špatně provedených sanací, kdy je předepsanou diagnostikou stanovená špatná kvalita

betonu např. do hloubky 100 mm a z finančních důvodů se přikročí k pouhému vysokotlakému mytí povrchu. Povrch pak po takovém ošetření vykazuje při kontrolních odtrhových zkouškách pochopitelně špatnou pevnost, nepomáhá ani opakované lehké tryskání, přesto je v uvedeném případě provedena tenkovrstvá sanace a to poměrně kvalitní a nákladnou technologií. Na pohled pěkný výsledek však pod tenkou slupkou skrývá železobetonovou konstrukci ve stejném špatném stavu, jaký byl před takovouto sanací. Příběh je o to smutnější, že se jedná opět o přehradní těleso. Po dvaceti letech přístupnosti vysokotlaké technologie tak někteří uživatelé, investoři a firmy provádějící sanace nejsou zdaleka ani na úrovni počátku a prvních sanačních zásahů realizovaných před dvaceti lety. Bohužel takové případy za posledních deset let spíš přibývají.

O slabém současném zájmu o technologii vysokorychlostního paprsku pro použití při sanacích svědčí i nevalný ohlas na loňskou prezentaci výsledků práce v oblasti využití pulzů v této technologii. Byli jsme přímými účastníky realizace prvních zkoušek pulzního paprsku v terénu i prvních zkoušek na vzorcích a části železobetonové konstrukce. O našich výsledcích jsme pak informovali jak na půdě SSBK tak i jinde, také v zahraničí, tam však s mnohonásobně vyšším zájmem ze strany provozovatelů vysokotlakých zařízení nebo firem provádějících sanace. Přitom prezentované výsledky doložené fotodokumentací a reálným zpracováním výsledků napovídají o možnosti energeticky méně náročnějšího hlubokého zásahu do povrchu a také o větší účinnosti pulzního

vodního paprsku oproti klasické verzi. Vše by mohlo napomoci finanční stránce věci, na kterou se většinou investoři při bránění se adekvátnějším a hlubším zásahům do konstrukcí vymlouvají.

Zdroj SSBK – Sanace 2011