Л.Певзнер, к.т.н.,
Группа микростандартов – восстановление без демонтажа
Любые системы изнашиваются или портятся ее отдельные части. Обычно для ремонта работа системы останавливается на плановый (или внеплановый) ремонт, она разбирается и поврежденная деталь заменяется. Часто бывает, что основное время тратится на сборку и разборку системы. А можно ли этого избежать? В работе собрано несколько микростандартов, которые показывают, как сократить время ремонта.
ОБЩИЙ ПОДХОД: Если для ремонта необходимо разбирать систему, что занимает много времени, то предусмотреть возможность восстановления или замены изнашиваемой детали без демонтажа системы.
1. МЕДИЦИНА
Человеческий организм – «система», которую нельзя останавливать на ремонт полностью, но можно «приостановить». При этом «зону ремонта» и его объем желательно минимизировать.
МКС 1: Установка стентов.
При зарастании кровеносных сосудов или других трубчатых органов, их работоспособность может быть восстановлена через установки специальных расширяющих трубок, которые доставляются к месту расширения через кровеносную систему.
Пример 1.
Для расширения коронарных сосудов используется технология установки стентов – пружин, расширяющих сосуду в местах их сужения, доставляющихся к месту установки через вену.
Рис.1. Стент в коронарном сосуде
хххххххххх
В настоящее время широко используются лапораскопические операции вместо полостных. Хирургические инструменты вводятся через небольшие надрезы в брюшине (или через естественные отверстия) и операция выполняется внутри полости живота без вскрытия брюшины.
МКС 2: Лапароскопия. Чтобы уменьшить травматичность оперативного вмешательства при операциях на внутренних органах, предлагается введение инструментов и выполнение операции через небольшие разрезы на теле пациента или во внутренних органах, в которые инструменты вводятся через естественные отверстия.
Рис.2. Лапароскопическая операция
Разработана технология операций по ушивке язвы желудка через пищевод, без вскрытия полости.
Рис. 3. Лапароскопическая ушивка язвы
В последнее время активно развивается технология внутриутробных операций. Она приходит на смену операций, для хирургического лечения плода в утробе матери с помощью кесарева сечения. В последнем случае делается надрез, и матка подводится к разрезу (ребенок как бы «выглядывает» из тела матери), позволяя сделать операцию на плоде. Но такое вмешательство крайне опасно для плода и может вызвать выкидыш. Лапароскопическая операция на плоде, выполняемая через влагалище существенно снижает травматичность и риск потери ребенка. После операции ребенок продолжает оставаться в теле матери до родов.
хххххххххх
Часто удается заменить хирургическое вмешательство, на лечение с помощью поля, прямо внутри человека не травмируя (или минимально травмируя) его.
МКС 3: Проверить возможность устранения болезни, заменив оперативное вмешательство на лечение управляемыми полями.
Пример. Ультразвуковое разрушение камней.
Долгое время единственным способом лечения запущенной желчнокаменной болезни было оперативное вмешательство. Это была тяжелая полостная операция.
Принцип действия установки – воздействие на камни ультразвуковыми волнами. Они проходят через мягкие ткани и разрушают камни в почках и желчном пузыре. Разрушенные камни выходят естественным путем. Опасность состоит в том, что острые обломки могут повредить желчные протоки. Это очень болезненный путь.
Дробление камней ультразвуком применяется, если у больного не более четырех камней.
Рис.4. Дробление камней ультразвуком
Пример. Лечение желтухи у новорожденных
Желтуха у новорожденных связана с повышенным содержание билирубина в крови. Обычное лечение связано с переливанием крови – операцией сложной и небезопасной.
Предложено решение
Разрушать билирубин прямо в новорожденном. Малогалогенные лампы, разработанные на предприятии «Тесло-Голошевицы» (ЧССР) своим излучением обеспечивают фотораспад билирубина прямо в организме новорожденного /1/.
хххххххххх
Часто полостные операции выполнялись для удаления нежелательных новообразований у человека – аденомы предстательной железы, камней в почках и мочевом пузыре и т.п. Традиционно это были полостные операции, причем очень травматичные. С появлением лазера появилась методика лапароскопической операции с использованием лазера (светового поля).
МКС 4: Лазер.
Для удаления нежелательных новообразований доступных через естественные отверстия без травмирующего действия можно использовать лазер, работающий через световод, вводимый через естественные отверстия и достигающий места новообразования, который сжигает новообразование.
Пример
В США разработана технология «зеленого лазера», для удаления аденомы простаты. Тонкий световод вводится в мочевой канал и под контролем на экране компьютера лазерный луч сжигает ткань аденомы простаты. В результате, вместо сложной хирургической операции с 1-2-недельным заживлением разреза, амбулаторная операция с исчезновением последствий через 1-2 дня.
Рис. 5. Операция с зеленым лазером
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ АНАЛОГИ МЕДИЦИНЫ
МКС 1а (механические стенты): При повреждении труб, их работоспособность может быть восстановлена путем установки специальных расширяющих трубок, которые доставляются к месту расширения через удаленный вход систему труб.
Пример. Установка вставок в подземные канализационные трубы под землей.
Часто бывает, что канализационная труба под землей оказывается поврежденной. Например, корни деревьев попадают в стыки и разрушают трубу или она повреждается чем-либо. Обычно место повреждения раскапывают, а поврежденный участок трубы заменяют.
В США разработана технология подземного ремонта труб без их раскопки.
Алгоритм сводится к следующим шагам:
- в трубу вставляется «гастроскоп» и проводится анализ места повреждения;
- в месте повреждения фрезой снимается внутренние слои трубы;
- в место, где сняты внутренние слои, помещается пластиковая труба чуть меньшего диаметра и надувается с нагревом. Труба расширяется, заполняя всю срезанную часть;
- фреза повторно проходит отремонтированный участок, срезая пластик вровень внутренним диаметром ремонтируемой трубы.
Так удается отремонтировать трубу, установив вставку без сужения проходного диаметра трубы.
хххххххххх
МКС 2а: Техническая «лапароскопия»
Чтобы избежать демонтажа корпусных поверхностей с их последующим восстановлением при ремонте элементов, расположенных под ними, рекомендуется сделать небольшие технологические отверстия, через которые и выполняется операция с помощь специальных гибких управляемых инструментов.
Замечание: в качестве инструментов могут использоваться:
- вакуумный (давление) инструмент;
- манипуляторы;
- магнитные инструменты; электрореологические жидкости;
- шприцы с веществами и гибким (изогнутом) наконечником.
Пример. Кража с помощью пылесоса
Датским грабителям из города Коллинг удалось похитить из ювелирного магазина драгоценности на сумму 13 тысяч долларов. Воры вырезали небольшое отверстие в витрине магазина и с помощью пылесоса высосали через это отверстие находившиеся в витрине драгоценности. При этом охранная сигнализация магазина не сработала
Пример. Восстановление утепления с помощью эковаты
Многие американские дома утеплялись минеральной ватой, которая со временем проседает. Как следствие в верхней части стены образуются пустоты, через которые проходит холод. Обычно со стен снимался гипсокартон, заменялась минеральная вата. После чего устанавливался новый гипсокартон. Довольно сложная и грязная операция.
Предложена новая технология. Дом просвечивается тепловизором. В места пустот, в стене в гипсокартоне вырезаются небольшие технологические отверстия (два-три дюйма). Через них пневматикой накачивается эковата до заполнения пустоты. Затем отверстия закрывают вырезанной вставкой и штукатурят. После этого стена закрашивается. Так удается восстановить утепление без демонтажа гипсокартона на стенах. Это намного быстрее и дешевле.
Рис. 6. Восстановление утепления без открытия стен
Замечание: Примеры технических аналогов для МКС 3 и МКС 4 я не нашел, хотя вполне очевидно их возможное применение. Это надо иметь ввиду.
К перспективным направлениям поиска новых технических решений можно отнести использование лазера на гибких световодах для ремонтных работ без разборки системы, прямо на месте установки детали.
3. ОБХОДНЫЕ ПУТИ
Традиционной обходной задачей является недопущения порчи деталей. Одним из традиционных вариантов порчи является износ трущихся частей системы. Защитой может быть использование эффекта Гаркунова-Крагельского.
МКС 5: Восстановительные присадки. Если в системе есть пара металлических деталей с трущимися стальными поверхностями, на которых происходит износ деталей, и в системе есть поток смазочно-охлаждающей жидкости для их защиты (или его можно создать), то рекомендуется использовать эффект безызносного трения (эффект Гаркунова-Крагельского).
Замечание: Д. Н. Гаркунов и И. В. Крагельский открыли явление переноса меди при трении, обеспечивающее эффект безызносности. Эффект состоит в том, что в парах деталей сталь–медь, сталь–бронза или сталь–латунь из твердого раствора благодаря разрушению межатомных связей выделяется медь. Выделившаяся чистая медь переносится на поверхность стали в виде тончайшего слоя чистом меди. В результате, восстанавливается изношенная поверхность стали и образуется скольжение меди по меди с постоянным восстановлением изнашиваемого слоя.
Образующийся тончайший слой не уносится из зоны контакта, а переходит с одной поверхности трения на другую, что придает узлам трения высокую износостойкость.
Рис.7. Эффект безызносного трения
Для реализации эффекта достаточно ввести в смазочное масло специальную медьсодержащую присадку. Она-то и защитит трущиеся поверхности от износа. Такие присадки активно используются в двигателях автомобилей и в заводском оборудовании.
хххххххххх
Другим вариантом решения обходной задачи является микростандарт в рамках приема из классических 40 приемов Г.С. Альтшуллера «сделать чуть больше, или чуть меньше». Есть такая поговорка «не убирай всю грязь, оставь немного для развода».
МКС 6: Оставить для развода. Если процесс ремонта слишком сложен или слишком дорог, чтобы получить 100% обновление выходящего из строя элемента системы, постарайтесь регулярно (или на постоянной основе) восстанавливать его, чтобы повреждения не достигали критической величины. При этом можно избежать дорогостоящего ремонта по замене изношенной детали или элемента.
Пример
Фильтр моторного масла в автомобиле постоянно удаляет часть загрязнений из масла, обеспечивая стабильную работу системы. Время это позволяет существенно увеличить срок службы моторного масла.
При смене масла иногда используют промывочные масла, чтобы в большей степени удалить загрязнения. Но это дополнительные затраты. Как правило, механики просто сливают масло (точнее большую его часть), а небольшая часть загрязнений, которая остается не в очень значительной степени снижает качество вновь залитого масла.
Литература
- Изобретатель и рационализатор, 1978-10
