Процессы очистки промышленного оборудования и изделий от технических и природных загрязнений являются составной частью технологических процессов промышленных предприятий. Очистка необходима для поверхностей обрабатываемых и производимых изделий, а также для элементов производственного оборудования и коммуникаций.
— Михаил Николаевич, по каким принципам руководители промышленных предприятий выбирают технологию очистки оборудования?
— Здесь имеют значение несколько ключевых показателей:
— производительность очистки: в погонных или квадратных метрах в час, либо в количестве деталей в час, с учетом времени на монтаж и пуско-наладку очистного оборудования (мобильные установки), а также на перестановку очищаемых деталей (стационарные установки).
Важен также рабочий материал: простота, доступность и стоимость используемого рабочего материала с учетом затрат на доставку, хранение и рециркуляцию.
Руководители учитывают повреждение очищаемой поверхности: степень износа очищаемой поверхности, затраты на восстановление или нанесение защитных покрытий; сложность применяемой технологии: дополнительные затраты на монтаж, пуско-наладку, обучение персонала, дополнительное оснащение и приспособления; стоимость оборудования с учетом всего жизненный цикла – приобретение, ввод в эксплуатацию, обслуживание, ремонт, вывод из эксплуатации, утилизация по окончании срока службы.
Имеют значение отходы в процессе очистки: затраты на сбор, хранение, транспортировку и утилизацию отходов очистки, рециркуляцию рабочего материала (вода или песок); энергопотребление: потребляемая мощность плюс затраты на подключение оборудования, квалификация специалистов – специальная профессиональная подготовка и переподготовка, повышение квалификации, допуски к определенным видам работ; безопасность применения — специальные меры, принимаемые для снижения опасности травматизма работников, повреждения оборудования и конструкций.
При выборе технологий очистки также учитывается периодичность выполнения работ: непрерывная (очистка как часть непрерывных технологических процессов), посменная (очистка по завершении смены), профилактическая (один или несколько раз в месяц или год), аварийная (очистка для устранения неисправности оборудования вследствие загрязнения).
Итоговые сравнения сводятся к интегральной оценке затрат в течение всего жизненного цикла применяемой технологии:
- затраты на приобретение, ввод в эксплуатацию, ремонт и обслуживание, вывод из эксплуатации и утилизацию оборудования;
- стоимость эксплуатации, определяемая через стоимость часа с учетом энергопотребления и расхода рабочего материала, умноженную на количество рабочих часов в назначенном ресурсе, с учетом выбранной интенсивности эксплуатации;
стоимость сбора, хранения, транспортировки и утилизации отходов очистки плюс затраты на рециркуляцию рабочего материала.
— Есть ли некие универсальные технологии, применимые для решения разноплановых задач по очистке поверхностей?
— Наиболее универсальные Гидродинамические технологии, которые в большинстве случаев являются оптимальным выбором, в особенности для мобильных передвижных установок.
Правда, при оценке их применения необходимо принимать во внимание периодичность выполнения работ, учитывая сравнительно высокую полную стоимость оборудования и его ввода в эксплуатацию.
Механические абразивные технологии — наиболее доступные по цене при поточном выполнении работ по соотношению «качество/производительность». Хотя неизбежное повреждение очищаемых поверхностей зачастую требует дополнительных затрат на нанесение защитных или восстановительных покрытий.
Химические технологии очистки – «нишевые» решения при очистке сложных загрязнений в труднодоступных местах, делающих невозможным применение других способов. Необходимо тщательно оценивать вопросы сбора, хранения и утилизации токсичных шламов, объём которых может быть довольно значительным.
— Как определиться с выбором необходимой технологии? И существуют ли стандарты оценки качества очистки?
— В России пока нет стандартизированных процессов промышленной очистки, что вызвано проблемой отсутствия нормативных показателей качества и производительности, опираясь на которые специалисты и руководство производственных предприятий могут сравнивать и оценивать разнородные технологии.
Другой проблемой отрасли является длительный производственный цикл на промышленных предприятиях и связанная с этим необходимость проведения ресурсных испытаний, показывающих долговременное воздействие процессов очистки на промышленное оборудование.
В отсутствие принятых стандартов оценки качества очистки и соответствующих нормативных показателей производительности предприятия опираются на существующие технологии очистки, которые, однажды себя зарекомендовав, в дальнейшем применяются годами – несмотря на то, что появляются новые, более совершенные решения.
Отсутствие стандартов промышленной очистки также не позволяет предприятиям эффективно обмениваться информацией об особенностях применении очистных технологий, с проведением семинаров и конференций. Отсутствие единой нормативной базы не позволяет сравнивать технологии качественно и количественно, учитывая специфику выполнения очистных работ на различных предприятиях.
— Вы разработали и запатентовали уникальную технологию микрогидроударной очистки. Можете сравнить ее с традиционно применяемым способом очистки сверхвысоким давлением?
— Конечно.
Для сравнения возьмем наиболее типичный вид оборудования гидродинамической очистки: «типовая» очистка с давлением 1000 бар и современная микрогидроударная очистка с давлением 500 бар.
ТАБЛИЦА
| Критерий | Микрогидроудар | Типовая | Примечание |
| Рабочее давление | 500 бар | 1000 бар | |
| Потребляемая мощность | 50 квт | 100 квт | с ростом давления энергопотребление растет линейно |
| Производительность очистки | 1 м/мин | 0,2 м/мин | эффект микрогидроудара |
| Стоимость оборудования (порядок) | 3-4 млн | 6-7 млн | с ростом давления стоимость оборудования растет экспоненциально |
| Стоимость инструмента и комплектующих | средняя | высокая | инструменты и комплектующие для 1000 бар дорогостоящие |
| Стоимость ремонта и обслуживания | 0,2 млн | 2,5 млн | выход из строя оборудования 1000 бар происходит чаще по причине водоподготовки |
| Стоимость владения | 0,2 млн | 4,3 млн | амортизация, энергия, обслуживание* |
| Срок поставки запасных частей | 1-2 нед. | до 2,5 мес. | для 1000 бар запчасти поставляются только на заказ |
| Необходимость водоподготовки | нет | да | + стоимость оборудования и расходных материалов для водоподготовки |
(при этом в стоимость владения за год включены: амортизация в течение 5 лет, энергопотребление из расчета: 1000 часов в год х 4 руб/квт х потребляемая мощность (50 квт / 100 квт), обслуживание 1 раз в год).
Этот пример интегрального сравнения двух технологий демонстрирует возможность достаточно объективного сопоставления различных способов очистки, а также демонстрирует необходимость наличия единой нормативной базы показателей производительности и качества промышленной очистки.
— Расскажите о конкурентных преимуществах разработанной вами технологии.
— Опыт применения микрогидроударной технологии промышленной очистки и практика её внедрения на предприятиях химической, нефтехимической промышленности и энергетики показали её преимущества перед традиционными способами очистки высоким давлением.
Дело в том, что традиционный подход к повышению качества и производительности очистки водой осуществляется путем повышения рабочего давления для создания большего энергетического воздействия. В результате применяются установки с давлением 1500-2000 бар со всеми последствиями столь прямолинейного решения: высокий расход энергии и воды, дороговизна оборудования и его эксплуатации, особые требования к водоподготовке (необходимость специальной фильтрации), низкий ресурс насосных деталей; высокая опасность работ со сверхвысоким давлением, требующая специальных защитных мер и подготовки персонала.
Микрогидроударный же эффект, основанный на явлении кавитации жидкости, позволил обеспечить сопоставимую или лучшую производительность при существенно меньшем давлении (200 — 500 бар) и меньшем энергопотреблении. Поскольку энергетическое воздействие микрогидроударного эффекта не связано с повышением давления, то возникают случаи очистки особо устойчивых отложений, с которыми не справляются установки сверхвысокого давления.
Сама суть эффекта (пульсация давления в струе жидкости) позволяет контролировать степень очистки инструментально, что открывает дорогу к автоматизации процессов очистки.
— Что показал опыт внедрения новой технологии на предприятиях? Возникают ли какие-то сопутствующие явления и процессы, требующие особого внимания заказчиков?
— Наши специалисты отметили необходимость разработки специализированной оснастки для выполнения работ: так, при очистке трубчатых теплообменных агрегатов появляется необходимость механизации и автоматизации процесса в силу большого объема однотипных операций и выполнения работ в стесненных условиях в строго ограниченных временных рамках. При этом разработка специализированной оснастки напрямую связана с оценками производительности в каждом конкретном случае.
Здесь и возникает необходимость создания и использования единой нормативной базы:
что считать достаточным качеством очистки поверхности?
какая производительность очистки будет оптимальной по соотношению «скорость / качество»?
какова должна быть нормативная стоимость выполнения работ?
В настоящее время ответом на эти вопросы становятся «контрольные очистки» на предприятиях, что занимает значительное время и требует много ресурсов.
Для примера управления качеством очистки можно привести задачу очистки внутренних поверхностей теплообменников на химических и нефтехимических производствах.
Часто на вопрос о требуемом качестве очистки заказчик неуверенно уточняет: «До металла?». Однако практика показывает, что в результате очистки на поверхности остается тонкий слой осадка толщиной несколько микрон. Насколько критичен такой осадок для практических целей? Ответом на вопрос являются тепловые испытания агрегата после очистки: теплообменник должен демонстрировать паспортные характеристики температур охлаждающей и охлаждаемой среды на входе и выходе агрегата – с учётом принятых допусков отклонений.
Совершенно очевидно, что в случае, если оставшийся тонкий слой осадка на поверхности трубок обеспечивает нормальный теплообмен агрегата, то очистку следует признать качественной.
Если же исполнитель будет добиваться требуемой заказчиком «очистки до металла», то это приведет к дополнительным затратам (иногда весьма существенным), а также к повреждению слоя металла, если исполнитель решит прибегнуть к механическим способам очистки – что может существенно сказаться на ресурсе теплообменного агрегата.
Наличие стандартов и соответствующих нормативных показателей промышленной очистки позволит планировать применение технологий очистки и обоснованно подходить к вопросам управления качеством, а именно: выбирать на основе нормативных показателей оптимальное соотношение затрат (энергетических и временных), необходимых для достижения требуемого качества очищаемой поверхности.