Коррозионно-стойкий гидроциклон с полиуретановой футеровкой

Если вы думаете, что полиуретан — это просто 'резина подороже', то на промывке песка с высоким содержанием хлоридов через три месяца получите не гидроциклон, а решето. Проверено на комбинате в Норильске, где заказчик сначала сэкономил, взяв стандартный PU-9, а потом экстренно ставил наши коррозионно-стойкие гидроциклоны с модифицированной формулой материала.

Почему полиуретан бывает разным

Когда мы начинали проектировать футеровки для ООО 'Шаньси Хуачжань Технолоджи', то ошибочно считали, что главное — твердость по Шору. Но на самом деле стойкость к истиранию и химическая инертность часто противоречат друг другу. Пришлось разрабатывать композитный состав, где полиуретановая матрица армируется дисперсными присадками — без этого в щелочной среде (pH>10) футеровка начинает буквально 'пухнуть'.

Кстати, на https://www.hzwear.ru есть технические бюллетени по этому поводу — мы там как раз описывали кейс с обогатительной фабрикой, где пришлось заменить 12 гидроциклонов из-за неправильного выбора марки полиуретана. Не рекламы ради, а чтобы коллеги не повторяли ошибок.

Сейчас используем три модификации: PU-AS для кислотных сред, PU-CC для высокоабразивных пульп и специальную разработку для температур выше 65°C. Последнюю как раз применяли на медном концентрате в Карабаше — там и серная кислота в оборотной воде, и нагрев до 70 градусов.

Конструкционные ловушки

Самая частая проблема — несоответствие толщины футеровки диаметру аппарата. В гидроциклонах малого диаметра (до 250 мм) слишком толстый слой полиуретана искажает геометрию потока. Приходится идти на компромисс: где-то уменьшаем толщину, но вводим керамические вставки в зоне песковой насадки.

Кстати, про керамику. В ООО 'Шаньси Хуачжань Технолоджи износостойких материалов' изначально специализировались на самораспространяющейся керамике, но для гидроциклонов пришлось разрабатывать гибридные решения. Чистая керамика не выдерживает ударных нагрузок, а чистый полиуретан — постоянного абразивного воздействия.

Запомнился случай на золотоизвлекательной фабрике: поставили гидроциклон с керамической футеровкой, но при перепадах давления появились микротрещины. Пришлось экранировать зоны высоких напряжений именно полиуретаном — такой 'пирог' работает уже третий год.

Монтажные тонкости

Если монтажники затянут болты крепления крышки без динамометрического ключа — гарантированно получите вспучивание футеровки в зоне разгрузки. Мы даже разработали специальную таблицу моментов затяжки для разных диаметров, ее можно запросить у техотдела на hzwear.ru.

Еще нюанс — температура в цехе при монтаже. При отрицательных температурах полиуретан теряет эластичность, и при сборке могут образоваться зазоры. Как-то зимой на Урале пришлось разворачивать тепловые пушки в монтажной зоне — иначе гарантийные обязательства бы не выполнили.

А вот сварные работы рядом с собранным гидроциклоном вообще недопустимы — брызги металла прожигают футеровку. Пришлось обучать клиентов организовывать защитные экраны.

Реальные цифры износа

На кварцевых песках с крупностью 0,1-0,8 мм наш гидроциклон с полиуретановой футеровкой показывает износ 0,8-1,2 мм в год. Но если в пульпе есть частицы острого гранита — цифры могут ухудшиться вдвое. Поэтому всегда требуем пробу материала для испытаний.

Кстати, про испытания. Мы как-то провели сравнительные тесты шести марок полиуретана на стенде с круговой нагрузкой. Разброс по ресурсу достигал 340% — так что не все поставщики честно указывают характеристики.

Сейчас ведем статистику по 87 работающим аппаратам — средний срок службы футеровки составляет 28 месяцев при круглосуточной работе. Но есть исключения: на обогащении алмазных руд в Архангельской области один гидроциклон работает уже 52 месяца благодаря оптимальному подбору гранулометрии.

Экономика против надежности

Когда технолог предлагает увеличить производительность на 15% 'просто подняв давление', всегда показываю график зависимости износа от скорости потока. После 8 м/с кривая износа становится экспоненциальной — экономия на одном гидроциклоне оборачивается затратами на три.

Вот почему в ООО 'Шаньси Хуачжань' всегда моделируют гидродинамику перед изготовлением — лучше потратить неделю на расчеты, чем потом экстренно останавливать технологическую линию.

Кстати, про остановки. Разработали методику быстрой замены футеровки без демонтажа всего аппарата — это особенно ценится на непрерывных производствах. Техдокументацию высылаем вместе с оборудованием.

Что в перспективе

Сейчас экспериментируем с наноструктурированными добавками в полиуретан — лабораторные tests показывают увеличение стойкости на 40-60%. Но пока это дороже серийных решений в 2,5 раза, так что массово внедрять рано.

Еще интересное направление — датчики остаточной толщины, встраиваемые в футеровку. Пока не нашли надежного решения, которое бы не влияло на гидродинамику.

А вот от тефлоновых покрытий отказались совсем — адгезия с металлом недостаточная, отслаиваются пластами. Лучше уж классический полиуретан с правильной формулой и армированием.