РАЗРЯДНО-ИМПУЛЬСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АППАРАТЫ

Московское предприятие «РИТА» создано 18.09.1991г.

Основная деятельность: проектирование и устройство свайных фундаментов зданий I уровня ответственности высотой более 100м в сложных грунтовых условиях, памятников архитектуры, крепление котлованов глубиной до 20м грунтовыми анкерами, глубинное компенсационное уплотнение грунта оснований, разработка и изготовление генераторов импульсов тока.


За 17 лет изготовлено около 100 тысяч свай-РИТ и анкеров-РИТ. С участием предприятий «РИТА» построено более 700 объектов, в том числе основания из свай-РИТ для 9 зданий высотой до 40 этажей, усиление фундаментов сваями здания Старого Гостиного двора, где было выполнено 10200 свай-РИТ, сваи под первую в России санно-бобслейную трассу, 832 сваи-РИТ для усиления основания в процессе надстройки дополнительных семи этажей.


Группа проектно-строительных предприятий «РИТА» имеет собственную промбазу, оснащённую буровой техникой весом от 100кг до 75т, способной работать как в подвалах, так и на открытой площадке для устройства свай-РИТ диаметром до 400мм и длиной до 35м, несущей способностью до 200т/сваю и грунтовых анкеров на 300т, автоматизированными перебазируемыми бетоносмесительными заводами, генераторами импульсов тока (ГИТ-60) с запасаемой энергией 60кДж.

 

Разрядно-Импульсные Технологии – технологии, основанные на использовании эффектов взрывообразного преобразования электрической энергии в другие её виды в момент Разряда Импульса Тока высокого напряжения.


Общепризнанная терминология в области РИТ до настоящего времени не сформировалась, поэтому, часто используя «игру» слов выдают давно известное за самую новую технологию.

Наиболее известным примером использования РИТ может служить система зажигания горючей смеси в двигателях внутреннего сгорания при помощи искры, возникающей между электродами свечи зажигания. Разность потенциалов на электродах свечи для зажигания искры достигает 10-30кВ, а проходящий в момент пробоя ток составляет несколько миллиампер.

В разрядно-импульсных технологиях, где преимущественно используется механическая энергия, для повышения эффективности её получения электроды размещают в жидкой (конденсированной) среде, в которой происходит разряд импульса тока.


РИТ-технология в действии


РИТ относится к области импульсной электротехники.

В момент пробоя межэлектродного (разрядного) промежутка образуется канал разряда, где за десятитысячные доли секунды преобразуются десятки, а иногда сотни килоджоулей электрической энергии. Такие энергии взять из обычной энергосети без ущерба для других потребителей электроэнергии невозможно. Поэтому было создано специальное оборудование: генераторы импульсов тока (ГИТ) и генераторы импульсов напряжений (ГИН), позволяющие в течение некоторого времени без всякого ущерба для энергосети накапливать требуемую для электрического разряда энергию.


При запасаемой энергии разряда 200...250кДж её обычно накапливают в конденсаторных батареях в форме электрических полей.


При запасаемой энергии более 250кДж технически оправданными становятся индуктивные накопители, накапливающие энергию в форме магнитных полей.


В последние десятилетия активно продвигается работа над созданием электромагнитных преобразователей (синхронные генераторы, униполярные ударные генераторы, компрессионные генераторы), которые могут оказаться эффективными источниками импульсной энергии для ГИТ, где не требуются высокие напряжения, а нужны большие токи, например, импульсные сварочные аппараты и т.п. Для пробоя разрядного промежутка необходимо в межэлектродном промежутке создать соответствующую, достаточно высокую плотность энергии 1013...1014Дж/м3. В результате пробоя за 10-4...10-5 секунды в канал разряда поступает основная часть запасённой энергии, которая выделяется быстрее, чем передаётся жидкости, окружающей канал разряда. Давление в канале разряда в этот момент может достигать 108...109Па, а температура 104...105°К. В то же время, при электрическом разряде практически не нагревается окружающая среда, т.к. процесс происходит в адиабатическом режиме. Например, в электродах сферической формы температура падает обратно пропорционально четвёртой степени расстояния от центра сферы, поэтому, область прогрева на десятые доли градуса составляет 2...3 радиуса электрода.


За первые 10...20мкс канал разряда расширяется на несколько миллиметров, а порождённая разрядом ударная волна за это время успевает пройти в жидкости первые сантиметры.


Конденсированная среда, получив мощный импульс механической энергии, перемещается от центра канала разряда во все стороны. В этот период гидродинамическое течение жидкости может совершать полезную работу (дробление, деформацию, штамповку, уплотнение, запрессовку труб, очистку труб, раскольматацию скважин и т.д.).


На месте канала разряда образуется быстро расширяющаяся полость, давление в которой также быстро, по мере расширения полости, снижается до гидростатического давления жидкости и ниже. Затем полость схлопывается. При схлопывании полости формируется дополнительный импульс давления. Всё пространство вокруг электродной системы, включая разрядный промежуток между электродами, заполняется жидкостью и электродная система готова к очередному разряду.


К этому времени заканчивается процесс накопления энергии в ГИТе, и всё технологическое оборудование готово к очередному разряду импульсного тока.


Процесс разряда и сопровождающие его эффекты имеют ярко выраженный нелинейный характер, поэтому при одинаково запасённой в накопителях  энергии W=U2хC/2, эффективность воздействия на окружающую среду существенно отличается, где U – напряжение (В); С – ёмкость конденсаторных батарей (Ф).


РИТ-технология в строительстве


В строительстве РИТ применяют чаще всего для глубинного уплотнения грунтов оснований, изготовления буронабивных свай и грунтовых анкеров, цементации стен, фундаментов и зоны контакта «фундамент-грунт», компенсационного уплотнения грунта. Здесь в качестве конденсированной среды используют цементный раствор, бетонную смесь, буровые растворы или даже обычную воду.


При воздействии на бетонную смесь серии разрядов импульсного тока улучшаются потребительские свойства полученного бетона: повышается прочность, плотность, водонепроницаемость, сульфатостойкость, увеличивается стойкость бетона к воздействию агрессивных сред и т.д.


Использование РИТ позволяет создавать надёжные геотехнические конструкции непосредственно под ветхими зданиями. Несмотря на высокие давления и температуры в канале разряда, их воздействие ограничено локальной зоной, поэтому не приводятся в движение большие массы грунта. Частотный спектр скоростей смещения частиц грунта, созданный электрическим разрядом, практически «слышен» для существующих зданий. Немецкие эксперты данную технологию изготовления свай назвали щадящей технологией.


Основное оборудование, необходимое для осуществления разрядов импульсного тока, включает:

1) Генератор импульсов токов (ГИТ).


Встроенный в ГИТ трансформатор повышает рабочее напряжение электросети, имеющееся на строительной площадке до 10кВ. Далее переменный ток в блоке диодов преобразуется в постоянный, который накапливается в конденсаторных батареях. При использовании всей ёмкости батарей можно подавать импульс тока к электродам. Для этой цели в ГИТ встроен высоковольтный коммутатор.


2) Электродная система, погружаемая в цементный раствор, бетонную смесь, воду и др. жидкие среды, в которых осуществляется разряд.

Электродная система должна выдерживать многократно повторяющиеся воздействия высоких давлений и температур в момент электровзрыва.


3) Электролиния (коаксиальный кабель) соединяющая ГИТ с электродной системой.


Управляя энергией импульсных разрядов и их количеством, можно формировать требуемые камуфлетные уширения в сваях, осуществлять глубинное уплотнение грунта, создавать другие геотехнические конструкции.


При осуществлении импульсного разряда в конденсированных средах (жидкостях, эмульсиях, суспензиях, пульпах и т.п.) ток между электродами протекает по плазменному каналу, проводимость которого сопоставима с проводимостью металлических проводников. Момент пробоя чётко фиксируется падением напряжения и скачком тока до 30...50кА в разрядном промежутке. Время пробоя существенно зависит от напряжения, геометрии электродов, проводимости среды в межэлектродном промежутке и ряда других факторов.


С ростом электропроводности среды до некоторой пороговой величины возрастает скорость пробоя, после чего резко падает. Резкое снижение скорости развития лидерной системы канала пробоя приводит к разрядам, не завершающимся пробоем с образованием ударной волны (разрядам стекания, кистевым разрядам).


В результате импульсного электрического пробоя возникает ударная волна, фронт которой распространяется в жидкости со сверхзвуковой скоростью. Среда вокруг канала разряда смещается со скоростью на порядок меньшей, а на месте канала пробоя образуется парогазовая полость.


При беспробойном механизме импульсного разряда в результате большого градиента плотности тока в локальной области образуется резко локализованная область нагрева среды, что в итоге приводит также к выше описанному эффекту, но со значительны нагревом всего объёма среды.


В строительстве за годы использования РИТ изготовлено около 100 тысяч свай-РИТ и грунтовых анкеров-РИТ. Процесс их изготовления характеризуется параметрами, порядок величин которых имеет следующие значения:


• накапливаемая энергия 10...100кДж;

• напряжение на выходе из генератора импульсных токов (ГИТ) от 2...3 до 15кВ;

• максимальные значения токов в импульсах от 3...5 до 40...50кА;

• температура в области разряда (3...10).103°К;

• длительность искрового разряда 10-5...10-3сек.


Сваи-РИТ и анкеры-РИТ отличаются от свай и анкеров, изготовленных по традиционным технологиям, высокой несущей способностью по грунту и малой деформацией.


Правильно изготовленные сваи-РИТ диаметром 250мм под нагрузкой 100-130тс дают осадку не более 10-12мм, а сваи-РИТ диаметром 320мм воспринимают нагрузки 260тс при осадке 5…7мм (из отчёта лаборатории ФКС при испытании свай-РИТ на объекте по адресу ул.Профсоюзная, вл.64). Грунтовый анкер с корнем длиной 5м выдерживает нагрузку 60тс без существенных деформаций. Высокая несущая способность свай-РИТ и анкеров-РИТ достигается, благодаря созданию в заданных местах камуфлетных уширений требуемого размера за счёт уплотнения грунта. РИТ, основой которой является электровзрыв, уступая взрыву химических взрывчатых веществ (ВВ) по энергоёмкости и амплитудам ударных волн, обладает уникальной особенностью многократного повторения на заданной глубине. Параметры электровзрыва легко регулируются. Исключаются проблемы, связанные с ликвидацией взрывчатых веществ, оставшихся в скважине в случае отказа. РИТ также отличается гораздо большей экологической безопасностью в связи с меньшей бризантностью электровзрыва по сравнению с традиционными взрывчатыми веществами.


При моделировании подземных ядерных взрывов было выполнено несметное количество камуфлетных взрывов химических ВВ разной мощности, на разной глубине заложения, в различных грунтах. При этом была установлена чёткая зависимость радиуса получающейся камуфлетной полости и радиуса зоны уплотнения окружающего грунта от радиуса заряда ВВ в тротиловом эквиваленте.


Принципиальное отличие электровзрыва от взрывов зарядов химических ВВ, заключается в отсутствии у электровзрыва геометрических размеров заряда, т.е. радиуса заряда и продуктов детонации. Это обстоятельство не позволяло использовать огромный опыт, полученный при исследовании зон уплотнения вокруг камуфлетных взрывов ВВ в расчётах размеров зон уплотнения получаемых при электровзрывах.


В результате исследований, проведённых сотрудниками ПСП РИТА, удалось отказаться от радиуса заряда, а зону уплотнения вокруг камуфлетной полости определять в приведённых радиусах условной камуфлетной полости, формируемой серией электровзрывов. Учитывая, что формируемая камуфлетная полость одновременно заполнялась бетонной смесью, определение радиуса зоны уплотнения грунта электровзрывами в конкретной локальной зоне, сводилось к определению объёма бетонной смеси и вычислению радиуса сферы.

                                             

ООО «МПО  РИТА»

121357, г. Москва,

 ул. Верейская, д. 8, корп. 1

тел.: (495) 443 1884,

443 7560, 443 6157

e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра." ' + path + '\'' + prefix + ':' + addy19028 + '\'>'+addy_text19028+'<\/a>'; //-->

www.rita.com.ru

ПРЕДЛОЖЕНИЕ О СОТРУДНИЧЕСТВЕ от журнала ТОЧКА ОПОРЫ

ТОЧКА ОПОРЫ


Приглашаем вас принять участие в публикации интервью / статьи / новости о вашей компании в номерах российского делового журнала ТОЧКА ОПОРЫ.

Если вы хотите:

  • достойно представить свой бизнес;
  • сообщить о новых направлениях вашей деятельности;
  • заявить о себе как о преуспевающем игроке на рынке;
  • поделиться успехами, достижениями, опытом;
  • найти потенциальных покупателей своей продукции;

то мы будем рады вам помочь!

Закажите размещение в печатной версии журнала ТОЧКА ОПОРЫ, и ваша статья БЕСПЛАТНО появится на страницах электронной версии. А это значит, что о вашей компании узнает огромное количество интернет-пользователей и ваших потенциальных покупателей!

Также мы предлагаем:

  • Размещение баннерной рекламы на сайте;
  • Размещение вашей статьи/новости в ежедневной новостной рассылке с количеством подписчиков 17 тыс.
  • Размещение вашей новости/статьи/заметки/интервью/видеоинтервью на сайте

РЕКЛАМА В ЖУРНАЛЕ

РЕКЛАМА НА САЙТЕ

АРХИВ ЖУРНАЛА

№277 Июнь 2022
тема: промышленность