Алмазная резка и сверление на действующих АЭС: безударный демонтаж и реконструкция

На атомных станциях и предприятиях ядерной отрасли часто возникает необходимость изменения планировки, замены оборудования, модернизации инженерных систем или частичного демонтажа конструкций. При этом традиционные методы (отбойные молотки, гидромолоты, газокислородная резка, перфораторы) неприемлемы по нескольким причинам: высокая вибрация может повредить соседние ответственные конструкции (вплоть до нарушения герметичности); ударные нагрузки недопустимы вблизи работающего оборудования; открытый огонь и искры запрещены в зонах с взрывоопасной средой или водородной опасностью; обильное пылеобразование осложняет дезактивацию и радиационный контроль.

Алмазная резка и алмазное сверление — технологии, основанные на использовании инструмента с алмазным покрытием (сегменты, коронки, канаты). Они позволяют выполнять точные, контролируемые резы и отверстия без ударных воздействий, с минимальной вибрацией, низким уровнем шума и возможностью одновременного водяного охлаждения, которое подавляет пыль. На объектах использования атомной энергии (ОИАЭ) эти методы широко применяются при реконструкции зданий, устройстве проемов, демонтаже крупногабаритного оборудования и извлечении фрагментов бетонных конструкций.


Нормативные и режимные ограничения на АЭС

Применение технологий алмазной резки на объектах регулируется:

• НП-041-22 — требования к сохранению несущей способности конструкций при выполнении проемов и вырезок.

• Правилами безопасности при работе с инструментом (внутренние регламенты АЭС) — запрет на ударный инструмент в зонах контроля доступа, требования к искробезопасности.

• Санитарными нормами по вибрации и шуму (СанПиН) — на действующих блоках уровень шума от работ не должен превышать 80 дБА для обеспечения связи персонала.

• Правилами радиационной безопасности — организация зоны работ, контроль аэрозольного выноса радиоактивной пыли (алмазная резка с водяным охлаждением снижает пылеобразование на 95–98%).


Перед началом работ оформляется наряд-допуск, проект производства работ (ППР) с разделом по алмазной резке, определяется способ пылеподавления и сбора шлама (содержащего радиоактивные частицы при работе в ЗКД).



Виды работ, выполняемых алмазной резкой на ОИАЭ

1. Алмазное сверление отверстий

• Диаметр: от 8 мм до 1000 мм (стандартные коронки до 200 мм, большие сверлильные установки до 1000 мм).
• Глубина: до 2–3 м (наращивание штанг).
• Задачи: сверление отверстий под инженерные коммуникации (трубы, кабели, воздуховоды) в стенах и перекрытиях; отбор проб бетона (керна) для контроля качества и определения остаточного ресурса; устройство анкерных отверстий для крепления оборудования; вентиляционные, дренажные и технологические каналы.
• Преимущества: идеально круглое отверстие без сколов (арматура перерезается), возможность сверления под углом, работа в стесненных условиях.


2. Алмазная резка дисковыми пилами

• Толщина реза: до 500–1000 мм однопроходно (диски 800–1600 мм).
• Назначение: прямолинейная резка проемов в стенах и перекрытиях, резка железобетонных конструкций на блоки (блочный демонтаж), удаление участков плит, балок, колонн.
• Особенности: высокая скорость реза (до 0,5–1 м²/час бетона В25–В40), ровная кромка, возможность резки армированного бетона (алмазные сегменты режут арматуру).


3. Алмазная канатная резка

• Диаметр каната: 8–11 мм (с алмазными бусинами).
• Назначение: резка массивных конструкций большой толщины (стены до 2–3 м, фундаменты, оболочки). Демонтаж крупногабаритного оборудования (резание рам, корпусов, толстостенных труб).
• Преимущества: неограниченная глубина реза, возможность резки по криволинейному контуру (например, вырезание куска стены сложной формы), низкая вибрация.


4. Штроборезка и цепная резка

• Узкие прорези: ширина 30–50 мм, глубина до 400 мм.
• Задачи: штробы под проводку, трубы, системы безопасности, монтаж гибких кабельных каналов.



Организация работ по алмазной резке на режимных объектах

Поскольку работы часто ведутся на действующих энергоблоках или в зонах с частичным радиационным контролем, процесс строго регламентирован:


1. Подготовительный этап: радиационное обследование зоны резки (для ЗКД), разметка, установка ограждений, подведение воды и электроэнергии (3×380 В, 16–32 А). Для канатного и дискового оборудования требуется система охлаждения с подачей воды до 20 л/мин.

2. Крепление оборудования: сверлильные станки и резаки фиксируются анкерами к бетону (через проверку на отрыв) или вакуумными плитами, чтобы исключить смещение при вибрации.

3. Процесс резки: постоянный контроль тока, скорости подачи, расхода воды. В ЗКД отработанная вода (шлам) собирается и направляется на анализ как потенциально РАО.

4. Извлечение вырезанного фрагмента: для демонтажа крупных блоков используют лебедки, домкраты, краны с предварительным расчетом веса блока. Края проема зачищают, арматуру проверяют на сохранность несущей способности.

5. Завершение: откачка воды, упаковка шлама в контейнеры, контроль чистоты поверхности перед заделкой проема (при необходимости).

Примеры применения алмазной резки на ОИАЭ

• Устройство технологического проема в стене реакторного зала: толщина 1 м, бетон В40, трехрядное армирование. Используется канатная резка с алмазным канатом и водяным охлаждением. Проем выполнен за 2 смены без вибрации, не потребовалось усиление соседних участков.


• Сверление 200 отверстий под трубы системы аварийного расхолаживания: диаметр 150 мм, глубина 500 мм, армированный бетон. Алмазные коронки, время на одно отверстие — 15–20 минут против 1,5 часов перфоратором с «коронкой по бетону» (без алмаза).

• Демонтаж облицовки бассейна выдержки: резка кислотоупорного кирпича и бетонного основания алмазными дисками с высоким ресурсом (полировальные алмазные сегменты). Пыль и шлам собраны в системе замкнутого цикла с очисткой, что исключило распространение радиоактивных частиц.



Контроль качества и безопасность

• Контроль параметров резки: отклонение от линии реза не более 5 мм на 10 м длины, отсутствие недопилов.

• Проверка режущего инструмента: алмазные сегменты осматриваются на износ, замена каната после 30–50 м² реза (в зависимости от класса бетона).

• Радиационный контроль: в зонах строгого режима каждый керн и шлам проверяются, оборудование после работы дезактивируется.

• Электробезопасность: оборудование подключается через УЗО (30 мА); водяное охлаждение исключает попадание воды на электронику (встроенные системы IP54).



Выводы и рекомендации

Применение алмазной резки и сверления на объектах использования атомной энергии является технически обоснованным и экономически эффективным для задач демонтажа, реконструкции и модернизации. Рекомендуется:


1. Для всех проемов в несущих конструкциях (стены, перекрытия) на АЭС применять только алмазную резку без передачи ударных нагрузок на конструкции.

2. При демонтаже крупных фрагментов (блоков) использовать канатную резку с подбором диаметра каната в зависимости от армирования и прочности бетона.

3. Для сверления отверстий под коммуникации и анкеровки применять станки алмазного сверления с фиксацией к поверхности (вакуум или анкеры) для обеспечения точности.

4. Обязательно проектировать водяное охлаждение и сбор шлама в ЗКД с последующей утилизацией как потенциально радиоактивного.

5. Включать в исполнительную документацию протоколы контроля геометрии проемов, акты освидетельствования скрытых работ (арматура, прочность краев проема).



Для получения коммерческого предложения на выполнение алмазной резки и сверления на вашем объекте (включая сверление отверстий под коммуникации, устройство проемов, демонтаж блоков канатной резкой, сбор и утилизацию шлама) направьте техническое задание с указанием типа материала, толщины и армирования, требуемой точности, класса безопасности помещения в коммерческий отдел ООО «ТехАтомСтрой» через форму обратной связи на сайте. Будет подготовлен расчет стоимости и графика работ с учетом режимных требований площадки.


*Материал подготовлен на основе НП-041-22, требований Ростехнадзора к реконструкции на действующих АЭС, стандартов безопасности при алмазной резке (EN 13236, ГОСТ Р МЭК стандарты).*