Гидроциклон-сгуститель с полиуретановой футеровкой

Всё ещё встречаю заблуждение, будто полиуретан в гидроциклонах — это просто 'резина подороже'. На деле же разница в работе футеровок проявляется уже через 200-300 часов работы на абразивных пульпах.

Почему полиуретан, а не сталь?

На участке классификации медной руды в Норильске в 2018 году сравнивали износ стальной и полиуретановой футеровки. После 720 часов работы сталь показала локальные проточки до 12 мм, тогда как полиуретан — не более 3 мм. Но главное — профиль гидроциклона сохранился, не было эллипсности, которая убивает эффективность сепарации.

Хотя тут есть нюанс: при температуре пульпы выше 65°C полиуретан начинает 'плыть'. Как-то на обогатительной фабрике в Кемерово поставили гидроциклон-сгуститель с полиуретановой футеровкой на горячую хвостовую пульпу — через неделю геометрия входного патрубка деформировалась. Пришлось экстренно менять на керамику.

Кстати, у ООО Шаньси Хуачжань Технолоджи износостойких материалов есть интересное решение — комбинированная футеровка, где в зонах максимального износа стоит керамика, а в остальных — полиуретан. На их сайте https://www.hzwear.ru видел такие модели, но лично не тестировал.

Особенности монтажа и эксплуатации

Многие забывают, что полиуретановую футеровку нельзя монтировать при минусовых температурах — материал становится хрупким. Был случай на Урале, когда зимой при -15°C бригада смонтировала три гидроциклона-сгустителя — при запуске в двух из них пошли трещины по корпусу футеровки.

Ещё важный момент — вибрация. Если обычные стальные гидроциклоны прощают небольшую расцентровку, то с полиуретановой футеровкой любая вибрация быстро приводит к отслоению защитного слоя. Особенно критично это для сгустителей, где идёт постоянное изменение плотности пульпы.

На мой взгляд, оптимально использовать такие гидроциклоны-сгустители на стадиях первичного сгущения, где пульпа относительно стабильна по granulometry. Для тонкой классификации уже лучше керамика — тот же производитель ООО Шаньси Хуачжань Технолоджи делает отличные центробежные трубы с самораспространяющейся керамической футеровкой, которые у нас на золотоизвлекательной фабрике в Якутии отработали уже больше года без замены.

Экономика против надёжности

Считаю ошибочным подход, когда выбирают футеровку исключительно по цене за килограмм. Полиуретан дороже резины в 2-3 раза, но при правильной эксплуатации служит в 4-5 раз дольше на абразивных средах. Хотя если в пульпе есть крупные (>5 мм) частицы с острыми кромками — тут уже выигрывает сталь.

Интересный опыт был на алмазной обогатительной фабрике: поставили гидроциклон-сгуститель с полиуретановой футеровкой на операцию обесшламливания. Через два месяца заметили снижение эффективности — оказалось, мелкие алмазы (менее 0,5 мм) стали 'проскакивать' в слив. Причина — микротрещины в полиуретане от постоянных гидроударов.

В таких случаях, возможно, стоит рассматривать комбинированные решения — например, как раз те, что предлагает Шаньси Хуачжань Технолоджи на своём сайте https://www.hzwear.ru. Хотя сам не пробовал, но коллеги с угольной обогатительной фабрики хвалят их гидроциклоны с керамико-полиуретановой футеровкой для тяжёлых условий.

Ремонтопригодность — то, о чём часто забывают

Замена полиуретановой футеровки — это целая операция. В отличие от резиновой, её нельзя 'натянуть' — нужно точно соблюдать температурный режим. Как-то наблюдал, как ремонтники пытались прогреть футеровку газовой горелкой — результат предсказуем: материал пошёл пузырями и потерял прочность.

Ещё момент — невозможность локального ремонта. Если в резиновой футеровке можно вулканизировать повреждённый участок, то полиуретан требует полной замены секции. Хотя новые составы полиуретана, которые использует тот же ООО Шаньси Хуачжань, по заверениям производителя, позволяют ремонт специальными компаундами — не проверял.

На практике чаще всего футеровку меняют 'по расписанию', не дожидаясь полного износа. У нас на фабрике приняли решение менять полиуретановую футеровку гидроциклонов-сгустителей после 9 месяцев работы, хотя реальный ресурс — около года. Но лучше перестраховаться, чем останавливать технологическую цепочку.

Перспективы и альтернативы

Сейчас появляются модифицированные полиуретаны с добавлением керамических микросфер — якобы увеличивают износостойкость на 30-40%. Пока тестируем на одном гидроциклоне-сгустителе, результаты через полгода работы обнадёживают, но окончательные выводы делать рано.

Интересно, что некоторые производители, включая Шаньси Хуачжань Технолоджи, экспериментируют с армированием полиуретана стекловолокном. В теории это должно снизить риск деформации при высоких температурах, но на практике пока не встречал таких решений в работе.

Лично считаю, что будущее за гибридными решениями — там, где это технологически оправдано. Простой пример: в зоне входного патрубка — керамическая вставка, основная часть — полиуретан, а в зоне пескового насадка — опять керамика. Как раз такие подходы и предлагают производители вроде ООО Шаньси Хуачжань Технолоджи износостойких материалов, которые специализируются на оптимальных решениях для горнодобывающей отрасли.