Bezvýkopová potrubí

Světová populace pokračuje v růstu - a spolu s tím i potřeba výkonnější infrastruktury. Spolehlivě fungující sítě pro distribuci vody, energií a komunikací jsou obzvláště důležité ve městech. Vysoký počet těchto sítí je veden v podzemí skrze tunely a potrubí. Jejich instalace se stává dražší a časově náročnější – obzvláště v hustě osídlených oblastech, kde plánované segmenty vedou pod budovami a jinými překážkami.

Pro Herrenknecht AG to však není nikterak nový druh výzvy. Společnost se sídlem v Schwanau, Baden-Württembergu, je světovým technologickým lídrem v oblasti ražby tunelů a v současnosti se podílí na řadě stavebních projektů po celém světě. Portfolio společnosti zahrnuje několik různých typů vrtacích metod. Například takzvané horizontální směrové vrtání (HDD) umožňuje rychlou, nákladově úspornou a k prostředí šetrnou instalaci potrubí a vedení ropy, plynu, odpadních vod, vytápění nebo internetových kabelů pod řekami a stávající infrastrukturou.

HDD metoda používá ovladatelnou vrtnou hlavici, která začne vytvořením pilotního vrtu mezi vstupním a výstupním bodem trasy. Vzniklý otvor je poté v několika krocích zvětšován, dokud nedosáhne požadovaných rozměrů. Závěrečným krokem je vložení již připraveného potrubí. Hlavní výhodou je zde odstranění nutnosti výkopu a tím pádem minimální dopad prací na prostředí.

Dříve byly horizontálně vrtací stroje (označované také jako soupravy) poháněny dieselovými hydraulickými jednotkami. Ty měly několik nevýhod, jak Stefan Pabst, vedoucí procesního inženýrství v Herrenknechtu, vysvětluje: “Dieselové motory jsou energeticky velmi náročné, málo efektivní a relativně hlučné. Poslední zmíněné je problémem především v obydlených oblastech.” Z těchto důvodů – stejně jako v mnoha dalších oborech – je trendem příklánět se více k elektrickým pohonům.

HK300TE je HDD plošina poháněná výlučně elektromotory, firmou Herrenknecht byla uvedena na trh v roce 2022. S tažnou silou 300 tun a točivým momentem 120,000 newtonů se v každém ohledu vyrovná naftou poháněným verzím, je oproti nim však významně energeticky efektivnější, bezemisní a tišší. “To znamená, že například může být provozována po delší dobu, protože obyvatele tolik neruší. Vrty tak mohou být dokončeny rychleji a efektivněji, ” poukazuje Pabst. “Navíc, rychlost, dopředný tah a točivý moment soupravy lze nastavit mnohem přesněji.” A přichází s další výhodou: “Různé emisní normy pro vznětové motory, platné v mnoha zemích, jsou pro naše stroje irelevantní, což nám umožňuje je používat mnohem flexibilněji.”

Prostředí, ve kterém probíhá ražba tunelů, je náročné, s nepříznivými povětrnostními podmínkami, vlhkostí, prachem, sutinami a nečistotami. Kabeláž vysoké kvality je stěžejní k zajištění spolehlivého chodu elektrických motorů při plném výkonu. “K dosažení požadovaného výkonu potřebujeme velké proudy,” vysvětluje Jens Holzwarth, elektrický inženýr procesního inženýrství v Herrenknechtu. “Kabely musí mít vhodný jmenovitý proud. Aby se předešlo narušení provozu, musí být zaručena také elektromagnetická kompatibilita (EMC).” Požadavky na váhu a velikost byly taktéž důležitými faktory ve fázi navrhování designu, protože plošiny jsou přepravovány pomocí kamionů, tudíž musí být co nejlehčí a nejkompaktnější.

S těmito požadavky v úvaze se Herrenknecht obrátili na HELUKABEL. Odborník na elektrickou spojovací technologii je již zhruba 15 let spolehlivým dodavatelem společnosti a partnerem ve vývoji nových strojů. Řada hnacích kabelů TOPFLEX, spojující frekvenční měniče s elektromotory, je jedním z několika kabelů vybraných pro HK300TE. “Mají požadovaný jmenovitý proud a jsou stíněné, aby se zabránilo elektromagnetickému rušení,” vysvětluje Michael Huser, vedoucí regionálního prodeje v HELUKABELu. Dále je zde použita řada jednožilových vodičů HELUTHERM, které se montují mezi spojovací skříň a motor. Odborníci HELUKABELu vyvinuli speciální stíněný kabel s upraveným materiálem pláště, vyhovující venkovním instalacím. Součástí dodávky jsou i datové kabely pro měření teploty motoru.

Hlavní hnací jednotkou HDD plošiny je vůz, obstarávající kroutící moment a dopředný tah potřebné pro vrtání. Vůz plošiny je schopen pohybu dopředu a nazpátek několik metrů, čímž vtlačuje vrtací kolonu do kamene nebo půdy. Každý kabel, spojující tuto část se zbytkem stroje, musí být uložen v pružném energetickém řetězu, čímž je zajištěna spolehlivá ochrana proti poškození od pohybujícího se vozu. Řetěz je vyvinut na zakázku v EKD Systems GmbH, dceřiné společnosti HELUKABEL. “Běžný plastový řetěz nedosahuje dostatečné pevnosti pro dané náročné použití, proto se konstrukční oddělení rozhodlo pro použití oceli,” vysvětluje Stefan Pabst. Díky vysoké úrovni odbornosti oddělení zakázkové výroby v KD Systems nebyl problém optimálně uzpůsobit přísun energií pro použití v HDD stroji.