CN109184501A - 利用水的结冰压和钢板低温冷脆特性的防盗门破拆方法 - Google Patents

利用水的结冰压和钢板低温冷脆特性的防盗门破拆方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用水的结冰压和钢板低温冷脆特性的防盗门破拆方法，通过确定注水的合理位置，在门体内形成强约束条件，连接注水装置分别对上部注水孔和下部注水孔进行注水作业；在向上部分和下部分注入液氮使门体内的上部分和下部分分别形成封闭冰墙；根据门体钢板外部结霜的临界位置上部注水孔下方结冰临界点，施工作业孔二；由作业孔二向中间密闭空间内依次注入水和注入液氮，使中部密闭区域形成的结冰压迫使钢板胀裂变形、门体锁点脱离门框，完成破拆。本发明所提方法两个救援人员即可实施，救援时无需破墙和切割门体，安全高效，极大地提高了破拆的效率。

Description

利用水的结冰压和钢板低温冷脆特性的防盗门破拆方法
技术领域
本发明涉及一种防盗门破拆方法，尤其涉及一种利用水的结冰压和钢板低温冷脆特性的防盗门破拆方法，属于消防救援技术领域。
背景技术
防盗安全门作为当前城市居民楼中普遍安装的建筑设施，大多是采用冷轧钢板挤压而成的钢板作为内外门板，门扇双层钢板内填充岩棉、蜂窝板等保温隔声防火材料，钢板的厚度多为1.2毫米和1.5毫米，耐冲击力强，具有防盗、防火、绝热、隔声等功能。现行的防盗门质量均按照国家检测标准:GB 17565—2007《防盗安全门通用技术条件》制作，这种防盗安全门可以极大地提升了居民住宅的安全系数。但是当火灾等险情发生时，随着防盗门的整体质量越来越高，也给消防员内攻近战、开辟救生通道增加了破拆难度。目前在消防救援过程中，传统的锯切、冲撞、撬扳或拉拽等措施难以奏效，其缺陷在于：(1)门板内经常夹有可燃物，强行破拆会造成新的安全隐患；(2)防盗门更新换代快，防破坏能力大大提升，现有破拆技术难以精准破拆当前所有种类的防盗门；(3)破拆所需时间长，难以满足应急救援的需要。因此防盗安全门的破拆成为消防应急救援、室内人员逃生的掣肘，为火灾快速救援工作带来难度。
发明内容
为了克服现有技术存在的各种不足，本发明提供一种利用水的结冰压和钢板低温冷脆特性的防盗门破拆方法，可以适用于各种类型的防盗门，且无需破墙和切割门体，安全高效，提高破拆效率，保证消防人员的快速安全救援。
为了解决上述问题，本发明一种利用水的结冰压和钢板低温冷脆特性的防盗门破拆方法，包括以下步骤：
第一步、确定注水的合理位置，在门体内形成强约束条件，具体如下：将门板由上至下分为三部分分别注水，其中上部分和下部分的面积相等，且均小于中间部分的面积；上部注水孔开设在所划分的上部分的最下端且靠近门板铰链处，下部注水孔开设在所划分的下部分的最上端且靠近门板铰链处，上部分中间位置开设有作业孔一；
第二步、连接注水装置分别对上部注水孔和下部注水孔进行注水作业；高压水管一端连接储水桶上端的电动抽水装置，另一端通过三通分别连接两路注水管，两路注水管分别连接高压水枪a和高压水枪b，高压水枪a通过上部注水孔向门板的上部分注水，高压水枪b通过下部注水孔向门板的下部分注水；
第三步、在门体内的上部分和下部分分别形成封闭冰墙；由上部注水孔向门板上部分内注水3s～10s，使用液氮枪由中间作业孔一向门板上部分注入液氮，上部分注液氮作业与注水作业同时进行直至上部分的水体结冰后停止由注水孔注水；由下部注水孔向门板下部分注水直至由水从注水孔溢出则停止注水，使用液氮枪由注水孔向门体下部分注入液氮，使门体下部分中水体迅速结冰；
第四步，待门体上部分的水和下部分的水全部结冰后密封上部注水孔、作业孔一和下部注水孔完成门体上部及下部的密封，使得门体的中部形成密闭空间；
第五步，根据门体钢板外部结霜的临界位置上部注水孔下方结冰临界点，施工作业孔二；利用高压水枪由作业孔二向门体中间密闭空间内注水直至水从作业孔二溢出；
第六步，由作业孔二向中间密闭空间内注入液氮，使中部密闭区域形成的结冰压迫使钢板胀裂变形、门体锁点脱离门框，完成破拆。
由于目前市场上普遍采用的丁级防盗门内部大都含有保温隔声防火材料，这种材料具有亲水性，因此防盗门体内存在大量储水的条件，故本发明通过高压水枪使高压水流在门体上部短暂积聚，并通过边注水边冷冻的方式克服重力对水流的影响，完成门体上部的注水；而防盗门板所采用的钢结构具有高强、匀质、较高的塑性和韧性，这些特性保证钢结构具有较好工作可靠性的同时，也由于低温环境导致钢的韧性和塑性大为降低，因此在低温条件下，钢材料表现出低温冷脆特性，在外力作用下容易断裂。
水在非密闭空间中结冰时，根据空间形状向无约束的空间发生膨胀，并不会对外部空间形状造成影响；而在密闭空间中结冰时，会向易变形的方向产生结冰压，破坏密闭空间的形状结构。因此在第一步至第三步中，当门扇上部分和下部分结冰时，由于门扇内部为非密闭空间，冰在门扇中发生纵向膨胀且不会对门扇外形造成影响；在第五步和第六步中，门扇上、下部结冰后，结冰面与门扇钢板形成密闭空间，中部结冰过程中加剧钢板及锁点连杆的降温，使其脆性增加，且由于上下结冰面硬度较大、不易变形，冰在横向发生体积膨胀，结冰膨胀率约为9％，强约束条件下可形成高达42MPa的结冰压，当中间密闭空间产生的结冰压超过钢板与门框连接处可承受的极限时，锁点连杆与门体连接处就会在结冰压作用下发生断裂，在门板胀裂的情况下，消防员即可通过撬棍等工具将门体脱出门框完成破拆。
进一步的，第二步和第五步向门体内注水时，高压水枪的端部安装有柔性注水管，柔性注水管沿着对角线方向插入门板中。
为了使门板内的充岩棉、蜂窝板等保温隔声防火材料被全部润湿，同时防止水体由于重力作用快速下落，所述注水管沿着对角线方向插入门板中并向门板内注水，保证下一步注入液氮快速结冰时，结冰的表面可以在门板的上部分形成一个可以与其下部隔绝的密封冰面。
进一步的，所述柔性注水管为钢制柔性注水管，且在注水管表面分布有若干出水孔。
进一步的，柔性注水管上的出水孔由高压枪连接处至注水管出口处孔径逐渐变小，用以改善注水均匀性，便于上部均匀储水。
本发明利用水的结冰压和钢板低温冷脆特性，通过向门体上部和下部注水并结冰使门体中间锁点连杆位置附近形成密闭空间，然后再向中间密闭空间通过注水和注液氮的方法使门体中间的密闭空间快速结冰，低温条件下的防盗门钢板由于其冷脆性且受到结冰压的作用横向胀裂而发生形变，门体锁点脱离门框，使用撬棍等工具将门体脱出门框而完成防盗门的破拆。本发明所提方法两个救援人员即可实施，救援时无需破墙和切割门体，安全高效，极大地提高了破拆的效率。
附图说明
图1是防盗门作业孔位置示意图；
图2是注水装置连接示意图；
图3是密闭空间及作业孔二位置示意图；
图4是高压水枪a连接柔性注水管的结构示意图；
图5是上部注水孔注水示意图；
图6是门体破拆状态立体结构示意图；
图中：1、上部分，2、下部分，3、中间部分，4、上部注水孔，5、作业孔一，6、下部注水孔，7、高压水管，8、储水桶，9、电动抽水装置，10、三通，11、注水管，12、高压水枪a，13、高压水枪b，14、作业孔二，15、柔性注水管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细的阐述。
一种利用水的结冰压和钢板低温冷脆特性的防盗门破拆方法，包括以下步骤：
如图1所示，第一步、确定注水的合理位置，在门体内形成强约束条件，具体如下：将门板由上至下分为三部分分别注水，其中上部分1和下部分2的面积相等，且均小于中间部分3的面积；上部注水孔4开设在所划分的上部分1的最下端且靠近门板铰链处，下部注水孔6开设在所划分的下部分2的最上端且靠近门板铰链处，上部分1中间位置开设有作业孔一5；
如图2所示，第二步、连接注水装置分别对上部注水孔4和下部注水孔6进行注水作业；高压水管7一端连接储水桶8上端的电动抽水装置9，另一端通过三通10分别连接两路注水管11，两路注水管分别连接高压水枪a12和高压水枪b13，高压水枪a12通过上部注水孔4向门板的上部分1注水，高压水枪b13通过下部注水孔6向门板的下部分注水；
第三步、在门体内的上部分1和下部分2分别形成封闭冰墙；由上部注水孔4向门板上部分内注水3s～10s，使用液氮枪由中间作业孔一5向门板上部分注入液氮，上部分注液氮作业与注水作业同时进行直至上部分1的水体结冰后停止由注水孔注水；由下部注水孔6向门板下部分2注水直至由水从注水孔6溢出则停止注水，使用液氮枪由注水孔6向门体下部分注入液氮，使门体下部分2中水体迅速结冰；
第四步，待门体上部分的水和下部分的水全部结冰后密封上部注水孔4、作业孔一5和下部注水孔6完成门体上部及下部的密封，使得门体的中部形成密闭空间；
如图3所示，第五步，根据门体钢板外部结霜的临界位置上部注水孔4下方结冰临界点，施工作业孔二14；利用高压水枪由作业孔二14向门体中间密闭空间内注水直至水从作业孔二14溢出；
第六步，由作业孔二14向中间密闭空间内注入液氮，使中部密闭区域形成的结冰压迫使钢板胀裂变形、门体锁点脱离门框，完成破拆，如图6所示。
由于目前市场上普遍采用的丁级防盗门内部大都含有保温隔声防火材料，这种材料具有亲水性，因此防盗门体内存在大量储水的条件，故本发明通过高压水枪使高压水流在门体上部短暂积聚，并通过边注水边冷冻的方式克服重力对水流的影响，完成门体上部的注水；而防盗门板所采用的钢结构具有高强、匀质、较高的塑性和韧性，这些特性保证钢结构具有较好工作可靠性的同时，也由于低温环境导致钢的韧性和塑性大为降低，因此在低温条件下，钢材料表现出低温冷脆特性，在外力作用下容易断裂。
水在非密闭空间中结冰时，根据空间形状向无约束的空间发生膨胀，并不会对外部空间形状造成影响；而在密闭空间中结冰时，会向易变形的方向产生结冰压，破坏密闭空间的形状结构。因此在第一步至第三步中，当门扇上部分1和下部分2结冰时，由于门扇内部为非密闭空间，冰在门扇中发生纵向膨胀且不会对门扇外形造成影响；在第五步和第六步中，门扇上、下部结冰后，结冰面与门扇钢板形成密闭空间，中部结冰过程中加剧钢板及锁点连杆的降温，使其脆性增加，且由于上下结冰面硬度较大、不易变形，冰在横向发生体积膨胀，结冰膨胀率约为9％，强约束条件下可形成高达42MPa的结冰压，当中间密闭空间产生的结冰压超过钢板与门框连接处可承受的极限时，锁点连杆与门体连接处就会在结冰压作用下发生断裂，在门板胀裂的情况下，消防员即可通过撬棍等工具将门体脱出门框完成破拆。
进一步的改进如图4和图5所示，第二步和第五步向门体内注水时，高压水枪的端部安装有柔性注水管15，柔性注水管15沿着对角线方向插入门板中。
为了使门板内的充岩棉、蜂窝板等保温隔声防火材料被全部润湿，同时防止水体由于重力作用快速下落，所述注水管沿着对角线方向插入门板中并向门板内注水，保证下一步注入液氮快速结冰时，结冰的表面可以在门板的上部分形成一个可以与其下部隔绝的密封冰面。
进一步的，所述柔性注水管15为钢制柔性注水管，且在注水管表面分布有若干出水孔。
进一步的，柔性注水管15上的出水孔由高压枪连接处至注水管出口处孔径逐渐变小，用以改善注水均匀性，便于上部均匀储水。

Claims (4)

1.一种利用水的结冰压和钢板低温冷脆特性的防盗门破拆方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、确定注水的合理位置，在门体内形成强约束条件，具体如下：将门板由上至下分为三部分分别注水，其中上部分(1)和下部分(2)的面积相等，且均小于中间部分(3)的面积；上部注水孔(4)开设在所划分的上部分(1)的最下端且靠近门板铰链处，下部注水孔(6)开设在所划分的下部分(2)的最上端且靠近门板铰链处，上部分(1)中间位置开设有作业孔一(5)；
第二步、连接注水装置分别对上部注水孔(4)和下部注水孔(6)进行注水作业；高压水管(7)一端连接储水桶(8)上端的电动抽水装置(9)，另一端通过三通(10)分别连接两路注水管(11)，两路注水管分别连接高压水枪a(12)和高压水枪b(13)，高压水枪a(12)通过上部注水孔(4)向门板的上部分(1)注水，高压水枪b(13)通过下部注水孔(6)向门板的下部分注水；
第三步、在门体内的上部分(1)和下部分(2)分别形成封闭冰墙；由上部注水孔(4)向门板上部分内注水3s～10s，使用液氮枪由中间作业孔一(5)向门板上部分注入液氮，上部分注液氮作业与注水作业同时进行直至上部分(1)的水体结冰后停止由注水孔注水；由下部注水孔(6)向门板下部分(2)注水直至由水从注水孔(6)溢出则停止注水，使用液氮枪由注水孔(6)向门体下部分注入液氮，使门体下部分(2)中水体迅速结冰；
第四步，待门体上部分的水和下部分的水全部结冰后密封上部注水孔(4)、作业孔一(5)和下部注水孔(6)完成门体上部及下部的密封，使得门体的中部形成密闭空间；
第五步，根据门体钢板外部结霜的临界位置上部注水孔(4)下方结冰临界点，施工作业孔二(14)；利用高压水枪由作业孔二(14)向门体中间密闭空间内注水直至水从作业孔二(14)溢出；
第六步，由作业孔二(14)向中间密闭空间内注入液氮，使中部密闭区域形成的结冰压迫使钢板胀裂变形、门体锁点脱离门框，完成破拆。
2.根据权利要求1所述的利用水的结冰压和钢板低温冷脆特性的防盗门破拆方法，其特征在于，第二步和第五步向门体内注水时，高压水枪的端部均安装有柔性注水管(15)，柔性注水管(15)沿着对角线方向插入门板中。
3.根据权利要求2所述的利用水的结冰压和钢板低温冷脆特性的防盗门破拆方法，其特征在于：所述柔性注水管(15)为钢制柔性注水管，且在注水管表面分布有若干出水孔。
4.根据权利要求3所述的利用水的结冰压和钢板低温冷脆特性的防盗门破拆方法，其特征在于，柔性注水管(15)上的出水孔由高压枪连接处至注水管出口处孔径逐渐变小。
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