Įvadas
Kasyba aplinka sunaikina standartinius cilindrų strypus per kelis mėnesius, o ne per kelerius metus. 🪨 Abrazyvinės dulkių, uolienų dalelės ir mineraliniai teršalai veikia kaip švitrinis popierius kiekvienu smūgiu, palikdami įbrėžimus. chromavimas1 ir sukelia katastrofiškus sandariklių gedimus. Kai jūsų įranga veikia tokiomis sudėtingomis sąlygomis, įprastiniai paviršiaus apdorojimo būdai tiesiog nėra pakankami.
Keraminės cilindrų strypų dangos užtikrina 1200–2200 HV kietumą (palyginti su 850–1000 HV kietu chromu), sukurdamos itin kietą, atsparią nusidėvėjimui barjerą, kuris prailgina strypų tarnavimo laiką 300–500% abrazyviniuose kasybos darbuose. Šios dangos, įskaitant chromo karbidą, volframo karbidą ir aliuminio oksidą, yra dengiamos terminis purškimas2 arba PVD3 procesai, kurių storis yra 25–150 mikronų, užtikrinantys puikų atsparumą dalelėms ir išlaikantys lygų paviršių, reikalingą veiksmingam sandarinimui pneumatinėse cilindruose.
Praėjusį ketvirtį dirbau su Stevenu, techninės priežiūros inžinieriumi vario kasykloje Arizonoje. Jo įmonė kas 4–6 mėnesius keisdavo chromu padengtus cilindrų strypus dėl abrazyvinių vario rūdos dulkių. Kiekvienas keitimas reiškė 8–12 valandų kritinių konvejerių pozicionavimo sistemų prastovą, o tai kainavo $15 000–20 000 už kiekvieną incidentą. Mes tiekėme „Bepto“ cilindrus be strypų su volframo karbido keramikos danga ant kreipiamųjų strypų. Po 18 mėnesių nepertraukiamo darbo tokiomis pačiomis sudėtingomis sąlygomis jo strypai yra minimaliai nusidėvėję – mes pratęsėme jo keitimo ciklą nuo 6 mėnesių iki maždaug 3+ metų, sutaupydami daugiau nei $120 000.
Turinys
- Kodėl keraminiai dangos yra pranašesnės kasybos pramonėje?
- Kokie keraminių dangų tipai geriausiai tinka cilindrų strypams?
- Kaip keraminiu sluoksniu padengtos strypai palyginti su chromu pagal bendrą kainą?
- Kokie montavimo ir priežiūros aspektai yra svarbiausi?
Kodėl keraminiai dangos yra pranašesnės kasybos pramonėje?
Kasyba yra galutinis medžiagų patvarumo išbandymas. ⛏️
Keraminės dangos pranašesnės už tradicines chromo dangas kasybos pramonėje, nes jų kristalinė struktūra užtikrina 2–3 kartus didesnį kietumą (1200–2200 HV, palyginti su 850–1000 HV), geresnį atsparumą mineralinių dalelių dilimui ir geresnį sukibimą, kuris apsaugo dangą nuo sluoksnių atskilimo esant smūginiams apkrovimams. Tankus keramikos matriksas atsparus dalelių įstrigimui ir sukuria savaiminio tepimo paviršių, kuris sumažina trintį 30–40%, prailgindamas strypo ir sandariklio tarnavimo laiką bei išlaikydamas matmenų stabilumą temperatūroje nuo -40 °C iki +500 °C.
Atsparumo dilimui pranašumas
Kasyba cilindrų strypus veikia vienos iš labiausiai abrazyvinių medžiagų žemėje:
| Abrazyvinė medžiaga | Mohso kietumas | Chromavimo nusidėvėjimo greitis | Keramikos dangos nusidėvėjimo greitis |
|---|---|---|---|
| Kvarco dulkių (smėlio) | 7 | 100% (bazinis lygis) | 15-25% |
| Geležies rūda | 5-6 | 100% | 20-30% |
| Vario rūda | 3-4 | 100% | 25-35% |
| Anglies dulkių | 2-3 | 100% | 30-40% |
| Kalkiakmenis | 3-4 | 100% | 25-35% |
Kietumo pranašumas yra akivaizdus. Chromo danga, kurios kietumas yra 850–1000 HV, yra kietesnė už plieną, bet minkštesnė už daugumą mineralinių dalelių. Keraminės dangos, kurių kietumas yra 1200–2200 HV, yra kietesnės už daugumą abrazyvinių teršalų, todėl neleidžia dalelėms įsiskverbti.
Atsparumas smūgiams ir sukrėtimams
Kasyba įranga patiria nuolatinę vibraciją, smūgines apkrovas ir smūgius. Tradicinis chromavimas tokiomis sąlygomis gali įtrūkti arba atsilupinėti, sukuriant greitesnio nusidėvėjimo pradžios taškus. Keraminės dangos, tinkamai užteptos su atitinkamais rišamaisiais sluoksniais, efektyviau paskirsto smūgio energiją.
Terminio purškimo keraminiai dangos sukuria mechaninį ryšį, padidindama paviršiaus šiurkštumą ir dalelių sąveiką, užtikrinant puikų sukibimą net esant smūginiams apkrovimams. Dangos sluoksniuota struktūra sugeria smūgio energiją be katastrofiško sluoksnių atskilimo.
Temperatūros stabilumas
Požeminėse kasyklose gali būti labai dideli temperatūrų svyravimai – nuo užšalusių paviršiaus sąlygų iki 40–50 °C po žeme. Paviršinėse kasyklose dykumos regionuose dienos temperatūra siekia 50 °C ir daugiau. Keraminės dangos išlaiko savo savybes visame šiame diapazone, o chromo danga dėl pakartotinių ciklų gali susidaryti terminio įtempimo įtrūkimai.
Kokie keraminių dangų tipai geriausiai tinka cilindrų strypams?
Ne visos keraminės dangos yra vienodos pneumatinėms sistemoms. 🔬
Volframo karbido (WC-Co) dangos užtikrina geriausią pusiausvyrą tarp ypatingo kietumo (1200–1400 HV), atsparumo ir paviršiaus apdailos kasybos cilindrų strypams, užtikrinant 400–600% ilgesnį tarnavimo laiką nei chromas silicio dioksidu turtingoje aplinkoje. Chromo karbidas (Cr3C2-NiCr) užtikrina puikų atsparumą korozijai ir gerą kietumą (900–1100 HV), todėl idealiai tinka drėgnoms kasybos operacijoms. Aliuminio oksidas (Al2O3) užtikrina maksimalų kietumą (1500–2200 HV), tačiau reikalauja atsargaus naudojimo, kad išvengtumėte trapumo, todėl tinka ekstremaliam dilimui su minimaliomis smūginėmis apkrovomis.
Dangų palyginimas kasybos pramonėje
| Dangos tipas | Kietumas (HV) | Atsparumas dilimui | Atsparumas smūgiams | Atsparumas korozijai | Geriausia kasybos programa |
|---|---|---|---|---|---|
| Kietas chromas (bazinis) | 850-1,000 | Sąžiningai | Geras | Puikus | Švarus, tik vidaus naudojimui |
| Volframo karbidas (WC-Co) | 1,200-1,400 | Išskirtinis | Labai geras | Geras | Bendras kasybos, didelio dilimo |
| Chromo karbidas (Cr3C2) | 900-1,100 | Puikus | Puikus | Išskirtinis | Drėgnas kasimas, cheminių medžiagų poveikis |
| Aliuminio oksidas (Al2O3) | 1,500-2,200 | Ekstremalus | Sąžiningai | Puikus | Ekstremalus dilimas, mažas smūgis |
| Titano nitridas (TiN) | 2,000-2,400 | Labai geras | Sąžiningai | Geras | Tikslūs taikymo atvejai, mažesnės apkrovos |
Paraiškos pateikimo procesas yra svarbus
Greitaeigis deguonies kuro (HVOF) terminis purškimas: Aukščiausias standartas volframo karbido ir chromo karbido dangoms. HVOF technologija leidžia sukurti itin tankias, gerai sukibusias dangas su minimaliu poringumu. Dalelių greitis viršija 600 m/s, todėl užtikrinamas puikus sukibimas ir dangos tankis.
Plazminis purškimas: Naudojamas aliuminio oksido ir kai kurių karbido dangoms. Mažesnė kaina nei HVOF, bet šiek tiek porėtesnis. Vis dėlto užtikrina puikias eksploatacines savybes daugelyje kasybos taikymų.
PVD (fizinis garų nusodinimo procesas): Sukuria itin plonas (2–5 mikronų) ir itin kietas dangas, pvz., titano nitridą. Dėl plonos dangos storio tinka tik mažo dilimo sąlygoms, tačiau užtikrina išskirtinį paviršiaus apdailos kokybę.
„Bepto“ bendradarbiaujame su ISO 90014 sertifikuotos dengimo įmonės, kurios specializuojasi HVOF volframo karbido dengimo srityje. Mūsų standartiniai kasybos pramonės be strypų cilindrai yra padengti 75–100 mikronų WC-Co danga, kuri yra užtepta ant smėlio srove apdorotų, įtempių pašalintų pagrindų, siekiant užtikrinti maksimalų sukibimą ir ilgaamžiškumą.
Paviršiaus apdailos reikalavimai
Purkštos keraminės dangos turi šiurkštų paviršių (5–10 Ra), kuris netinka pneumatinėms sandariklėms. Po dengimo būtina šlifuoti ir poliruoti iki 0,2–0,4 Ra. Šis apdailos procesas pašalina paviršiaus iškilimus, išlaikydamas kietą keraminę matricą, ir sukuria lygų sandarinimo paviršių, kuris nepažeidžia sandariklių ir išlaiko atsparumą dilimui.
Kaip keraminiu sluoksniu padengtos strypai palyginti su chromu pagal bendrą kainą?
Pradinė kaina atskleidžia tik dalį informacijos apie kasybos programas. 💰
Keraminiu sluoksniu padengtos cilindro strypai iš pradžių kainuoja 80–150% daugiau nei chromu padengtos alternatyvos ($300–600 palyginti su $150–250 tipinių kasybos cilindrų dydžių atveju), tačiau jų tarnavimo laikas abrazyviose aplinkose yra 300–500% ilgesnis, todėl per 5 metus, įskaičiavus atsarginių dalių, darbo jėgos ir prastovų išlaidas, bendros nuosavybės išlaidos sumažėja 40–60%. Veikloje, kur cilindro gedimas sukelia $10 000–50 000 nuostolių už kiekvieną incidentą dėl prarastos produkcijos, investicijų grąžos laikotarpis paprastai yra 6–12 mėnesių.
Realaus pasaulio sąnaudų analizė
Scenarijus: Anglies kasybos konvejerio padėties nustatymo sistema
| Sąnaudų veiksnys | Chromuotas (5 metai) | Keraminiu sluoksniu padengtas (5 metai) | Taupymas |
|---|---|---|---|
| Pradinė lazdos kaina | $220 | $450 | -$230 |
| Pakeitimai (9x prieš 2x) | $1,980 | $450 | +$1,530 |
| Darbo jėga (11x @ $500) | $5,500 | $1,500 | +$4,000 |
| Prastovos laikas (11x @ $12 000) | $132,000 | $36,000 | +$96,000 |
| Plombų keitimas (dėl padidinto nusidėvėjimo) | $880 | $320 | +$560 |
| Bendros 5 metų išlaidos | $140,580 | $38,720 | $101,860 |
Ši analizė pagrįsta faktiniais duomenimis, gautais iš Vakarų Virdžinijos kliento, dirbančio sąlygomis, kuriose yra daug silicio dioksido turinčių anglies dulkių.
„Bepto“ vertės pasiūlymas
Kaip tiesioginis OEM alternatyvus tiekėjas, mes siūlome keraminiu sluoksniu padengtus cilindrus be strypų už 25–35% mažesnę kainą nei pagrindinių prekės ženklų. Mūsų volframo karbido dengimo paketas standartiniam cilindrui prideda maždaug $180–280, palyginti su $400–600, kuriuos už lygiavertę apsaugą ima aukščiausios klasės OEM prekės ženklai.
Neseniai dirbau su Patricia, kasybos įrangos gamintojo Nevadoje pirkimų vadove. Ji rinkosi cilindrus aukso kasybos įrangai, skirtai naudoti Peru ir Čilėje – itin abrazyviose, didelio aukščio aplinkose. Jos OEM tiekėjas pasiūlė $2800 už keraminiu sluoksniu padengtą cilindrą be strypo su 16 savaičių pristatymo terminu.
Mes pateikėme matmenimis suderinamus „Bepto“ cilindrus su HVOF volframo karbido dangomis už $1,850 kiekvienam, pristatytus per 4 savaites. Jos įmonė dabar standartizavo „Bepto“ visoms kasybos reikmėms, sutaupydama 30–35% komponentų išlaidų ir pagerindama pristatymo patikimumą.
Kai keraminės dangos yra prasmingos
Aukštos vertės taikomosios programos:
- Įrangos prastovos >$5 000 per valandą
- Pakeitimo ciklas <12 mėnesių su chromu
- Didelis silicio dioksido arba mineralinių dulkių poveikis
- Atokios vietovės, į kurias sunku patekti
Ribinės taikomosios programos:
- Mažo ciklo įranga (<50 000 ciklų per metus)
- Švarus arba vidutiniškai dulkėtas aplinkos
- Lengva prieiga prie techninės priežiūros
- Biudžeto apribojimų turintys projektai
Mes padedame klientams priimti pagrįstus sprendimus, remdamiesi faktinėmis eksploatavimo sąlygomis ir bendrų sąnaudų analize, o ne tik siūlydami brangius dangos produktus kiekvienam naudojimo atvejui.
Kokie montavimo ir priežiūros aspektai yra svarbiausi?
Keraminės dangos reikalauja specialaus elgesio, kad būtų pasiektas maksimalus našumas. 🔧
Keraminiu sluoksniu padengtos strypai reikalauja atsargaus montavimo, įskaitant smūgių išvengimą montavimo metu, tinkamų sandarinimo medžiagų naudojimą (poliuretano arba užpildyto PTFE, o ne standartinio NBR), tinkamą tepimą mažo trinties tepalu ir veiksmingų strypų apsaugų arba valytuvų naudojimą, kad būtų išvengta dalelių kaupimosi. Reguliariai tikrinant reikėtų atkreipti dėmesį į dangos vientisumą, o ne į nusidėvėjimo gylį, nes net nedidelis dangos pažeidimas gali pagreitinti lokalų nusidėvėjimą. Tinkamas laikymas apsauginėse movose apsaugo nuo pažeidimų prieš montavimą.
Geriausia diegimo praktika
Elgtis atsargiai: Keraminės dangos, nors ir yra labai kietos, gali suskilti ar įtrūkti, jei jas smogsite metaliniais įrankiais. Montavimo metu naudokite plastikinius arba gumu padengtus įrankius. Niekada nespaudžiokite tiesiogiai ant padengtų paviršių – naudokite apsaugines movas.
Sandariklio suderinamumas: Standartiniai NBR sandarikliai gali neužtikrinti optimalaus veikimo su keraminiais dangalais. Rekomenduojame:
- Poliuretano sandarikliai: Geriausias atsparumas dilimui ir suderinamumas
- Užpildytas PTFE: Puikiai tinka aukštos temperatūros aplinkoms
- HNBR (hidrogenizuotas NBR): Geras savybių balansas
Tinkamas tepimas: Nors keraminės dangos sumažina trintį, pradinis įsisukimo tepimas yra labai svarbus. Naudokite molibdeno disulfido arba PTFE pagrindu pagamintus tepalus, kurie nepritraukia abrazyvinių dalelių.
Priežiūra ir tikrinimas
Vizualinio patikrinimo protokolas:
- Kas mėnesį: patikrinkite, ar nėra matomų dangos pažeidimų, įbrėžimų ar atsilupimų.
- Kas ketvirtį: matuokite sandariklio nusidėvėjimo greitį kaip strypo būklės rodiklį.
- Kasmet: išsamus patikrinimas su didinamuoju stiklu, siekiant aptikti mikroįtrūkimus.
Valymo procedūros: Naudokite minkštus šepetėlius ir suspaustą orą – niekada nenaudokite vielinių šepetėlių ar abrazyvinių kempinių, kurie gali pažeisti dangą. Venkite aukšto slėgio vandens srove tiesiogiai purkšti ant padengto paviršiaus.
Aplinkos apsauga
Net keraminiu sluoksniu padengtos meškerės yra ekologiškos:
Rod batai: Akordeono tipo batai užkerta kelią 80–90% dalelių sąlyčiui su strypo paviršiumi, net 2–3 kartus prailgindami keramikos dangos tarnavimo laiką.
Valytuvai: Aukšto efektyvumo poliuretano valytuvai pašalina daleles prieš joms susiliečiant su sandarikliais, taip apsaugodami tiek dangą, tiek sandariklių paviršius.
Oro filtravimas: Tinkamas suslėgto oro filtravimas (ISO 8573-15 6 klasė arba aukštesnė dalelių atžvilgiu) apsaugo nuo vidinio užteršimo, kuris gali pažeisti sandariklius iš vidaus.
„Bepto“ siūlo išsamius aplinkos apsaugos sprendimus, specialiai pritaikytus kasybos pramonei, įskaitant tvirtas strypų apsaugas, dvigubus valytuvus ir montavimo detales, atsparias smūgiams ir vibracijai.
Išvada
Keraminės dangos paverčia cilindrų strypus iš greitai susidėvinčių komponentų į ilgalaikį turtą kasybos pramonėje, žymiai sumažindamos keitimo dažnumą, priežiūros išlaidas ir neplanuotus prastovus dėl puikios atsparumo dilimui ir ilgaamžiškumo savybių. 🏆
Dažnai užduodami klausimai apie keraminius dangus kasybos cilindrams
Klausimas: Ar keramines dangas galima uždėti ant esamų chromuotų strypų kaip patobulinimą?
Taip, bet pirmiausia chromas turi būti visiškai pašalintas šlifuojant arba cheminiu būdu, kad būtų pasiektas pagrindinis plieninis pagrindas. Tada strypas yra apdorojamas smėlio srove, kad būtų sukurtas keraminiam dengimui reikalingas paviršiaus profilis, padengiamas ir galutinai šlifuojamas. Šis atnaujinimas kainuoja 60–70% naujo keraminiu sluoksniu padengto strypo ir yra ekonomiškas didelio skersmens arba nestandartinių strypų atveju, nors paprastai rekomenduojame keisti standartinių dydžių strypus.
K: Kas nutiks, jei keraminė danga bus pažeista arba suskilusi eksploatacijos metu?
Maži paviršiaus įtrūkimai (mažesni nei 2 mm skersmens) paprastai neplinta, jei jungiamoji sluoksnis lieka nepažeistas – aplinkinė keramika toliau apsaugo pagrindą. Tačiau pažeidimai, dėl kurių atsiranda plieninis pagrindas, sukuria lokalizuotą nusidėvėjimo vietą, kuri gali greitai didėti. Pažeistus strypus reikėtų pakeisti per kitą planinę techninę priežiūrą, o ne laukti, kol įvyks katastrofiškas gedimas. Todėl rekomenduojame kas ketvirtį atlikti patikrinimus sudėtingomis kasybos sąlygomis.
Klausimas: Ar keraminiams dangalams reikalingos specialios įdirbimo procedūros?
Taip, keraminiu sluoksniu padengti strypai turi būti įdirbami 50–100 ciklų sumažintu greičiu (50–60 % normos) ir slėgiu (70–80 % darbinio slėgio) bei tinkamai sutepami. Tai leidžia sandarikliams prisitaikyti prie padengimo paviršiaus ir sukurti pradinį tepimo sluoksnį. Įdirbimo praleidimas gali sukelti ankstyvas sandariklių nusidėvėjimas per pirmąsias darbo valandas.
Klausimas: Kaip keraminės dangos veikia drėgnose kasybos sąlygose, kai jos yra veikiama vandens?
Keraminės dangos puikiai tinka drėgnoms sąlygoms – chromo karbido ir volframo karbido dangos yra labai atsparios korozijai ir nekenčia nuo paviršiaus korozijos, kuri gali pakelti chromo dangą. Tačiau vanduo gali vežti abrazyvines daleles efektyviau nei sausas dulkes, todėl aplinkos sandarinimas (strypų apsaugos, efektyvūs valytuvai) tampa dar svarbesnis. Mes matėme puikų veikimą drėgnose kasybos sąlygose su tinkamu sistemos dizainu.
Klausimas: Ar keraminiu sluoksniu padengtas strypas gali būti remontuojamas arba iš naujo padengiamas po nusidėvėjimo?
Keraminiu sluoksniu padengtos strypai gali būti nuvalomi ir padengiami iš naujo, tačiau kiekvieno ciklo metu nuvalant paviršių pašalinama 0,1–0,2 mm pagrindinės medžiagos. Paprastai strypai gali būti padengiami iš naujo 2–3 kartus, kol nepažeidžiamos matmenų tolerancijos. Pakartotinis padengimas kainuoja 50–60 % naujo strypo kainos. „Bepto“ siūlo strypų atnaujinimo paslaugas brangiems arba specialiesiems taikymams, nors standartinių cilindrų dydžių atveju dažnai ekonomiškiau yra juos pakeisti.
-
Sužinokite apie kietojo chromo dengimo savybes ir tradicinius pritaikymus pramoninėse mašinose. ↩
-
Susipažinkite su įvairiomis terminio purškimo technologijomis, naudojamomis aukštos kokybės apsauginių dangų dengimui. ↩
-
Suprasti fizinio garų nusodinimo (PVD) procesą ir jo vaidmenį kuriant ypač plonas, atsparias nusidėvėjimui sluoksnes. ↩
-
Susipažinkite su tarptautiniais kokybės vadybos sistemų standartais, užtikrinančiais nuoseklią produktų ir paslaugų kokybę. ↩
-
Peržiūrėkite tarptautinius suslėgto oro grynumo standartus, kuriuose apibrėžtos teršalų ribos pramoninėms sistemoms. ↩
