Износостойкие керамические отводы заводы

Когда говорят про износостойкие керамические отводы, многие сразу думают о стандартных гостевых решениях — а ведь тут весь секрет в том, как именно керамика спекается и монтируется. На практике часто сталкиваюсь с тем, что заказчики переоценивают толщину керамического слоя, не учитывая, что адгезия к металлической основе может оказаться слабым звеном.

Технологические нюансы производства

На нашем производстве в ООО Шаньси Хуачжань Технолоджи износостойких материалов долго экспериментировали с методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза — не всегда получалось добиться равномерности спекания по всей длине отвода. Помню, одна партия отправилась в угольный разрез под Красноярском, и через три месяца на внутренней радиальной поверхности появились сколы. Разбирались — оказалось, вибрация при транспортировке абразивной пульпы создавала резонансные нагрузки, которые не учли в расчётах.

Сейчас перешли на комбинированную технологию: сначала прессованная керамика, потом вакуумная пропитка связующим. Не идеально, но для большинства условий хватает с запасом. Кстати, именно после этого случая начали делать износостойкие керамические отводы с разной толщиной стенки на внешнем и внутреннем радиусе — простое решение, но снизило количество рекламаций на 40%.

Ещё важный момент — геометрия самого отвода. Если для воды можно брать стандартные углы, то для гидросмесей с твёрдыми включениями лучше делать плавные переходы. Мы как-то поставили партию 90-градусных отводов на золотодобывающий прииск — через полгода замена потребовалась. Переделали на 120 градусов с увеличенным радиусом гиба — работают уже второй год.

Практические аспекты монтажа

С монтажом вечные проблемы — монтажники часто не понимают, что керамические вставки требуют особого подхода при стыковке. Был случай на обогатительной фабрике в Воркуте: при сварке перегрели зону возле фланца — появились микротрещины, которые при вибрации пошли дальше. Пришлось разрабатывать инструкцию с температурными режимами.

Сейчас всегда советую заказчикам ООО Шаньси Хуачжань Технолоджи использовать демпфирующие прокладки между крепёжными элементами — вибрация всё равно есть, но так хоть нагрузка распределяется равномернее. На сайте hzwear.ru выложили схемы оптимального расположения креплений, но многие до сих пор монтируют 'как привыкли'.

Интересно, что для вертикальных участков трубопроводов оказалось выгоднее делать составные отводы — два по 45 градусов с промежуточным ниппелем. Так и монтаж проще, и замена дешевле, если повреждён только один элемент. Хотя для гидроциклонов такой вариант не подходит — там нужна монолитность.

Критерии выбора материалов

С керамикой вечная дилемма — оксид алюминия или циркониевая? Для большинства задач хватает Al2O3 92-95%, но когда в пульпе есть химически активные компоненты, лучше переплатить за цирконий. На медном комбинате в Норильске как раз столкнулись — через полгода стандартная керамика начала терять прочность из-за сернокислых соединений.

Толщина керамического слоя — обычно 15-25 мм, но тут важно учитывать не только абразивность, но и ударные нагрузки. Для гравитационных систем можно брать минимальные значения, а для напорных с крупными включениями — сразу 25 мм плюс резиновая демпфирующая прослойка. Кстати, такая комбинация отлично показала себя на желобах пескомоек.

Металлический корпус — многие экономят на нём, а потом удивляются, почему отвод деформируется. Мы используем сталь 09Г2С с дополнительным упрочнением в зонах максимального напряжения. Недешёво, но зато можно не бояться гидроударов — проверено на шахтных водоотливных установках.

Особенности применения в горной промышленности

В горнодобывающей отрасли основные проблемы — не столько износ, сколько комбинированные воздействия. Например, на обогатительной фабрике КМА пульпа идёт с песком и химическими реагентами — обычная керамика служит вполовину меньше. Пришлось разрабатывать специальный состав с добавками карбида кремния.

Для гидроциклонов — отдельная история. Там вихревые потоки создают эрозию в совсем других зонах, нежели в прямых трубопроводах. Как-то наблюдал, как за месяц 'съело' верхнюю крышку циклона — керамика была, но недостаточно плотная. Сейчас рекомендуем для таких случаев спечённые керамические вставки с полированной поверхностью.

Температурные расширения — частая причина разрушения. На углеобогатительной фабрике в Кузбассе ставили отводы без термокомпенсаторов — при сезонных перепадах керамика потрескалась. Теперь всегда считаем температурные зазоры, особенно для наружных трубопроводов.

Перспективы развития технологии

Сейчас экспериментируем с армированной керамикой — добавляем металлическую сетку в структуру. Пока сложно с адгезией, но первые испытания на стенде показывают увеличение ударной вязкости на 15-20%. Если удастся решить проблему с коэффициентом расширения, будет прорыв для участков с вибрацией.

Ещё перспективное направление — функционально-градиентные материалы. Плавный переход от металла к керамике через несколько промежуточных слоёв. Дорого, но для критичных участков может окупиться. На https://www.hzwear.ru есть отчёт по испытаниям таких образцов — пока в лабораторных условиях стойкость выше в 2.3 раза.

Из готовых решений сейчас наиболее востребованы комбинированные системы — керамика плюс полиуретан или резина. Особенно для рудоспусков и питателей, где кроме абразива есть ещё и ударные нагрузки. Но тут важно правильно рассчитать жёсткость демпфирующего слоя — слишком мягкий не работает, слишком жёсткий не гасит удары.