Обработка труб износостойких с керамическими пластинами производитель

Когда слышишь про обработку труб износостойких с керамическими пластинами, многие сразу представляют себе просто наклеенные пластины на сталь. На деле же — это целая технологическая цепочка, где каждая ошибка в подготовке поверхности или термообработке приводит к отслоению керамики при первых же вибрациях. Мы в ООО ?Шаньси Хуачжань Технолоджи износостойких материалов? через это прошли — в 2018 году партия труб для угольного разреза в Кемерово показала 40% брака именно из-за неверной подготовки металла перед наплавкой.

Почему керамика, а не просто сталь?

В горнодобывающих условиях, особенно на гидроциклонах, абразивный износ в 5-7 раз выше, чем в цементных транспортировочных линиях. Стальные трубы с напылением держатся 3-4 месяца, тогда как наши трубы износостойкие с керамическими пластинами на том же разрезе отработали 11 месяцев без замены. Но тут важна не просто твердость керамики, а её сцепление с металлом. Раньше пробовали эпоксидные составы — отваливались при перепадах температур. Перешли на металлокерамические переходные слои.

Самое сложное — подбор толщины керамического слоя. Если сделать слишком тонко — пробивает крупной фракцией породы. Слишком толсто — трескается при монтаже. Для гидроциклонов мы остановились на 8-12 мм, но для центробежных труб тоньше — 6-8 мм, иначе нарушается балансировка. Кстати, о балансировке — это отдельная головная боль. Приходится шлифовать каждую трубу после установки пластин, иначе вибрация на высоких оборотах разобьёт подшипники за неделю.

Один из наших клиентов в Воркуте как-то прислал фото трубы, где керамика отслоилась фрагментами. Разбирались — оказалось, не учли температурный коэффициент расширения при работе в -45°C. Пришлось разрабатывать гибридную систему крепления пластин с компенсационными зазорами. Теперь все арктические поставки идут с этой доработкой.

Технология, которую не найти в учебниках

На сайте https://www.hzwear.ru мы пишем про самораспространяющуюся керамическую футеровку, но в цеху это выглядит как адская смесь металлургии и ювелирной работы. Пластины мы прессуем из порошка оксида алюминия с добавлением циркония — без циркония получается хрупко. Пропорции не раскрою, это ноу-хау, но скажу, что пробовали десятки составов пока не добились устойчивости к ударным нагрузкам.

Самое критичное — температура спекания. Если недогреть — пористость выше 3%, и абразив быстро выедает материал. Перегреть — керамика ?стекленеет? и трескается при механическом воздействии. Мы вывели свой режим с тремя фазами прогрева, но даже сейчас иногда попадаются партии с дефектами. Недавно для золотодобывающего комбината в Красноярске пришлось перебрать 120 труб прежде чем отгрузить 80 — брак по скрытым микротрещинам.

Монтаж пластин на трубы — отдельная история. Раньше делали на заклёпках, но в зонах повышенного износа они быстро стирались. Перешли на комбинированный метод: сначала вакуумная пайка, потом точечная аргоновая сварка по контуру. Да, дороже, но на трубах для гидроциклонов, которые мы делаем для угольных разрезов Кузбасса, такой метод показал увеличение срока службы на 67%.

Ошибки, которые стоили нам денег

В 2019 пробовали упростить процесс — стали покупать готовые керамические пластины у стороннего производителя. Сэкономили на производстве, но потеряли на гарантийных случаях. Оказалось, их рецептура не подходит для ударных нагрузок — в мельницах второй стадии измельчения пластины раскалывались от попадания металлических предметов. Вернулись к собственному производству, хотя это удорожает себестоимость на 15%.

Ещё был случай с неправильной геометрией пластин для центробежных труб. Сделали стандартные прямоугольные — в местах стыков образовались ?карманы? для абразива, которые за 2 месяца протерли трубу насквозь. Теперь все пластины для изогнутых поверхностей фрезеруем с учётом радиуса кривизны. Дорого, но дешевле, чем менять трубы на объекте каждые полгода.

Самая обидная ошибка — когда перестарались с твердостью. Сделали керамику с твердостью 9,5 по Моосу — да, износостойкость феноменальная, но при транспортировке 30% пластин потрескалось от вибрации в кузове. Пришлось разрабатывать амортизирующие прокладки для перевозки. Теперь все отгрузки идут в специальных контейнерах с демпфирующими вставками.

Что действительно работает в полевых условиях

За 7 лет поставок на горнодобывающие предприятия от Норильска до Урала убедились — теория часто расходится с практикой. Например, лабораторные испытания показывали, что наши трубы износостойкие с керамическими пластинами должны выдерживать 14 000 часов работы с угольным шламом. В реальности на разрезе в Кемерово они проработали 11 200 часов — разница в том, что в лаборатории не имитировали попадание кусков породы размером до 50 мм.

Важный момент — подготовка поверхности перед установкой пластин. Раньше использовали пескоструйную обработку, но остающиеся микрочастицы песка снижали адгезию. Перешли на гидроабразивную резку и очистку — дороже, но зато сцепление металла с керамикой улучшилось на 40%. Это подтвердили испытания на сдвиг в нашем техцентре в Шаньси.

Толщина стенки трубы — ещё один критичный параметр. Для гидроциклонов мы используем трубы с толщиной стенки 18-22 мм, но с учётом того, что после установки керамических пластин внутренний диаметр уменьшается. Приходится заранее закладывать этот параметр в расчёты, иначе падает пропускная способность узла. Один раз уже попадали на этом — пришлось переделывать всю партию из 34 труб.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас экспериментируем с армированием керамики углеродным волокном — пока лабораторные образцы показывают увеличение ударной вязкости на 25%, но стоимость производства возрастает почти вдвое. Для большинства заказчиков это неприемлемо, разве что для особо ответственных узков на обогатительных фабриках.

Основное ограничение — размеры. Не можем делать керамические пластины больше 300×300 мм — при спекании ведёт. Для больших поверхностей приходится стыковать, а стыки — слабое место. Пробовали делать замковые соединения — сложно в производстве, но для мельниц полусамоизмельчения это того стоит.

Будущее видится в гибридных решениях — где в зонах максимального износа стоят керамические вставки, а на остальной поверхности наплавленные твердые сплавы. Такой подход уже тестируем на центробежных трубах для золотодобывающего предприятия в Магадане — предварительные результаты обнадёживают, износ равномернее распределяется по всей поверхности.

В ООО ?Шаньси Хуачжань Технолоджи износостойких материалов? продолжаем совершенствовать технологию, хотя понимаем — идеального решения не существует. Каждый новый объект заставляет что-то менять в процессе, подстраиваться под конкретные условия. Но именно в этом и есть суть работы с трубами износостойкими с керамическими пластинами — не слепое следование стандартам, а постоянный поиск баланса между стоимостью, долговечностью и технологическими возможностями.