Футеровка промышленного оборудования листами СВМПЭ

На горнодобывающих, перерабатывающих и сельскохозяйственных предприятиях оборудование постоянно контактирует с рудой, углём, песком, вкрышей , зерном и другими сыпучими материалами. Частицы транспортируемого материала ударяются о металлические стенки и постепенно истирают их. Влажный материал налипает на поверхность, а при отрицательной температуре может намерзать. Из-за этого уменьшается рабочее сечение перегрузочных желобов, по которым сыпучий материал поступает с одного конвейера на другой или в приёмное оборудование; в приёмных и накопительных бункерах материал зависает над выпускным отверстием и перестаёт свободно высыпаться; в кузовах самосвалов после разгрузки часть груза остаётся на стенках и днище. Оборудование приходится останавливать, очищать и ремонтировать. Предприятие теряет рабочее время, а персонал вынужден выполнять трудоёмкую ручную очистку.

Один из способов уменьшить эти проблемы — закрыть рабочие поверхности оборудования футеровкой. В качестве защитного материала применяют листы на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ).

Что такое футеровка и как она работает

Футеровка — это дополнительная облицовка поверхности, которая контактирует с транспортируемым материалом. Например, внутри стального бункера закрепляют полимерные листы: корпус по-прежнему удерживает груз, но частицы движутся уже по футеровке. Она отделяет металл от потока и принимает на себя износ.

Изношенные элементы можно заменять, сохраняя исправное металлическое основание. Это упрощает обслуживание: вместо восстановления стенки бункера или днища кузова ремонтируют сменный защитный слой. Возможность замены отдельных деталей зависит от конструкции футеровки и доступа к креплениям.

Для такой облицовки важно сочетание двух свойств: сопротивления износу и способности облегчать движение сырья. Листы СВМПЭ используют прежде всего там, где истирание сопровождается налипанием, затруднённой разгрузкой и частыми остановками для очистки.

Почему для футеровки используют СВМПЭ

Футеровка должна выдерживать удары и трение движущегося сырья, а также облегчать его выгрузку. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен сочетает высокую ударную вязкость и износостойкость с низким трением. Он практически не поглощает воду и не ржавеет, а влажное сырьё слабее сцепляется с его поверхностью. Благодаря этим свойствам сырьё может легче скользить по полимерной облицовке, чем по ржавому или повреждённому металлу. Но одной замены поверхности недостаточно: на движение потока также влияют состав и влажность сырья, давление на стенки и угол их наклона. Поэтому футеровку подбирают с учётом особенностей оборудования и условий работы.

Под эти условия можно подобрать и сам состав материала. На основе СВМПЭ выпускают композиты с добавками, которые изменяют его свойства. При выборе важно сравнивать характеристики конкретных марок: общее название основы ещё не означает, что они одинаково подходят для любой задачи.

Чтобы подобрать подходящий состав и толщину листов, можно обсудить условия работы оборудования со специалистами компании НПО «ГЕЛАР», производящей материалы для футеровки на основе СВМПЭ. Фотографии или чертежи конструкции, сведения о сырье и описание проблемы помогут уточнить требования к облицовке.

После выбора материала листы подгоняют под конструкцию оборудования. СВМПЭ поддаётся механической обработке: из него вырезают детали нужных размеров, делают отверстия и углубления под крепёж. Это позволяет облицовывать не только плоские стенки, но и переходы, наклонные поверхности и другие участки сложной формы.

Где применяют листовую футеровку

СВМПЭ используют для облицовки бункеров, течек и желобов, кузовов самосвалов и железнодорожного подвижного состава, ковшей экскаваторов и погрузчиков, вибропитателей и перегрузочных узлов. У каждого из этих применений свои требования.

Бункеры и течки

В бункере материал перемещается к выпускному отверстию под собственным весом. Отложения на стенках сужают проход и затрудняют движение. Иногда над выпуском образуется свод: частицы удерживают друг друга, и сырьё перестаёт поступать вниз, хотя бункер ещё заполнен.

Футеровка снижает сопротивление движению по стенкам и помогает уменьшить налипание. Но возможность устранить зависания зависит также от размеров выпускного отверстия, наклона стенок и свойств сырья. Если причина остановки потока связана с геометрией бункера или сильным сцеплением частиц между собой, одной замены поверхности может быть недостаточно.

Желоба и перегрузочные узлы

По желобу сырьё скользит к следующему узлу линии, а в месте пересыпки меняет направление или падает с высоты. На прямых участках преобладает скользящий износ, в зонах удара нагрузка может быть значительно выше.

Футеровку размещают с учётом этого различия. Важны направление потока, скорость, размер частиц и высота падения. На наиболее нагруженных участках могут потребоваться другая толщина листа или сочетание полимерной облицовки с дополнительной защитой.

Кузова и ковши

В кузове самосвала влажная глина, грунт или уголь может оставаться на днище и в углах после подъёма кузова. Налипший груз занимает полезный объём и увеличивает массу машины. Футеровка облегчает его сход, помогая сделать разгрузку более полной.

В ковше экскаватора или погрузчика похожая проблема сочетается с нагрузками при наборе материала. Здесь особенно важно учесть крупность и форму частиц, места прямых ударов и возможных порезов. Облицовку размещают так, чтобы она снижала налипание и выдерживала нагрузки на выбранном участке.

Листовую футеровку также используют в зумпфах — сборных ёмкостях или приямках для воды и пульпы, то есть смеси жидкости с твёрдыми частицами. В этом случае оценивают абразивность взвеси, скорость её движения и химический состав среды.

Какие проблемы помогает уменьшить футеровка

Износ металлического корпуса. Поток частиц постепенно истирает стенки и днище оборудования. Футеровка становится сменной рабочей поверхностью, защищающей основание. Её ресурс зависит от свойств материала и характера нагрузки: скольжение песка по желобу и падение крупных кусков породы требуют разных решений.

Налипание и остаток груза после разгрузки. На шероховатом металле влажное сырьё задерживается и образует отложения. Они уменьшают полезный объём, сужают проходы и мешают равномерной подаче. Поверхность с низкой адгезией облегчает отделение сырья от стенок, помогая уменьшить объём ручной очистки.

Примерзание к рабочей поверхности. Зимой влажный уголь или грунт может удерживаться на стенках даже после разгрузки. Подходящий состав футеровки снижает сцепление груза и льда с поверхностью, облегчая сход материала и очистку. Однако облицовка не исключает замерзание воды внутри самого груза: смерзание сырья и его примерзание к стенке — разные процессы.

Эти изменения отражаются на работе оборудования. Если в кузове остаётся меньше груза, машина реже перевозит его обратно. Если стенки бункера меньше зарастают отложениями, проще поддерживать подачу сырья. Поэтому пользу футеровки оценивают не только по износу листов, но и по тому, как изменились разгрузка, очистка и число остановок.

Как выбрать материал и толщину листов

Толщина задаёт запас материала на износ, но сама по себе не определяет срок службы. Более толстый лист не исправит неудачное расположение стыка, недостаточную опору или несоответствие материала нагрузке.

Подбор начинают с конкретной проблемы. Если оборудование чаще останавливают из-за налипания, важны антиадгезионные свойства. Если стенки быстро истираются, оценивают сопротивление абразивному износу. В зоне падения крупных кусков дополнительно проверяют способность футеровки и креплений выдерживать удар.

Для выбора нужны:

• вид сырья, размер и форма частиц, влажность и склонность к слёживанию;
• температура груза и рабочей поверхности, продолжительность нагрева;
• скорость движения, высота падения и места прямого удара;
• геометрия оборудования, размеры проходов и состояние основания;
• условия эксплуатации, частота очистки и расположение быстро изнашивающихся участков.

Допустимую температуру определяют по документации на конкретную марку с учётом нагрузки и времени воздействия. Для работы с зерном и другим пищевым сырьём учитывают пригодность материала к соответствующему контакту, а при обращении с пылящими горючими продуктами — требования к электростатическим свойствам футеровки.

Почему монтаж влияет на срок службы

Даже подходящий материал может быстро повреждаться, если поток цепляется за выступающий крепёж или открытую кромку. Стыки и крепления проектируют так, чтобы сырьё проходило по поверхности без лишних препятствий и не попадало под листы.

Полиэтилен расширяется при нагреве сильнее стали. Поэтому размер деталей, расположение креплений и компенсацию температурных перемещений рассчитывают совместно. Если лист зажат слишком жёстко, он может выгнуться; если закреплён недостаточно, поток способен сместить его или повредить края. Зазоры и перекрытия подбирают под конкретную конструкцию, чтобы компенсация расширения не создавала мест для накопления сырья.

Перед установкой проверяют металлическое основание. Футеровка принимает эксплуатационный износ, но не восстанавливает прочность истончённого корпуса. Повреждённые участки сначала ремонтируют, затем устанавливают облицовку.

Как оценить пользу для предприятия

Чтобы понять, оправдает ли себя футеровка, сначала определяют, сколько предприятие тратит на существующую проблему. Например, как часто приходится останавливать бункер для очистки, сколько времени занимает удаление налипшего груза из кузова самосвала и как часто ремонтируют изношенные стенки перегрузочного желоба. Учитывают продолжительность простоев, работу персонала, затраты на ремонт и недополученный объём перевозки или переработки.

Затем рассчитывают стоимость футеровки: листы СВМПЭ, раскрой, крепления, монтаж и остановку оборудования на время установки. К этим расходам добавляют предполагаемые затраты на обслуживание и замену защитных элементов. Сравнивать варианты нужно за одинаковый период — например, за год эксплуатации.

Перед оснащением всего оборудования можно проверить решение на одном бункере, желобе или самосвале. До монтажа фиксируют показатели, связанные с основной проблемой: продолжительность разгрузки, массу оставшегося груза, количество очисток за месяц, часы простоя или износ стенок. После установки собирают те же данные при сопоставимых условиях: с похожим сырьём, влажностью, объёмом загрузки и режимом работы. Одновременно проверяют состояние листов, стыков и креплений.

Например, если кузов раньше очищали после каждого рейса, а после установки футеровки очистка требуется реже, можно посчитать сэкономленные рабочие часы и дополнительные рейсы за смену. Для бункера оценивают сокращение остановок из-за зависания материала, для желоба изменение затрат на очистку и ремонт.

Так предприятие получает основание для решения: устанавливать футеровку на остальное оборудование, скорректировать конструкцию или продолжить испытание. Выгоду определяют по фактическому сокращению расходов и простоев с учётом обслуживания самой футеровки.

Подбор футеровки под конкретное оборудование

Чтобы футеровка эффективно защищала оборудование и уменьшала налипание сырья, материал, толщину листов и способ крепления подбирают с учётом условий работы конкретного узла.

НПО «ГЕЛАР» выпускает композиты на основе СВМПЭ под торговой маркой «Поликерамопласт», поставляет листовой материал и изготавливает готовые элементы по размерам и чертежам заказчика.

Подробнее ознакомиться с вариантами футеровки промышленного оборудования «Поликерамопластом» и подобрать решение для конкретного бункера, желоба, кузова или другого узла можно на сайте производителя.