Обработка труб износостойких с керамическими пластинами завод

Если честно, когда вижу запросы про 'обработку труб с керамическими пластинами', всегда хочется уточнить: речь о прессовой запрессовке или о SHS-методе? У нас на Обработка труб износостойких с керамическими пластинами завод в ООО 'Шаньси Хуачжань Технолоджи' чаще идёт разговор про самораспространяющийся высокотемпературный синтез, хотя клиенты иногда путают с эпоксидным креплением пластин. Вот этот нюанс стоило бы прояснять сразу.

Технологические тонкости SHS-футеровки

Наш завод с 2018 года делает акцент на трубы износостойкие с керамическими пластинами методом SHS. Не буду грузить терминами, но суть в том, что керамика синтезируется прямо в трубе за счёт экзотермической реакции. Помню, как в первых партиях сталкивались с проблемой неполного спекания - оказалось, виной был недостаточный вакуум в камере. Пришлось переделывать систему откачки воздуха.

Кстати, про толщину керамического слоя. Для гидроциклонов мы используем 8-10 мм, а для обычных пульпопроводов хватает 6 мм. Но вот нюанс: если брать тоньше 5 мм, при ударных нагрузках (как в дробильных узлах) появляются сколы. Проверено на объекте в Кузбассе, где поставили экспериментальную партию с 4-мм слоем - через три месяца пошли рекламации.

Сейчас довели до стабильных 6.5 мм для стандартных условий. Важно не просто 'налить' керамику, а обеспечить переходный слой между сталью и Al2O3. Мы используем феррохромовый подслой, хотя некоторые конкуренты экономят на этом. Результат их 'экономии' видел на обогатительной фабрике в Красноярске - отслоения через 7 месяцев эксплуатации.

Оборудование и производственные подводные камни

На https://www.hzwear.ru мы не зря упоминаем про 'передовое оборудование'. После того случая с вакуумной камерой закупили немецкие вакуумные насосы Busch серии R5. Да, дорого, но теперь спекание идёт равномерно по всей длине трубы. Раньше бывало, что в торцевых зонах оставались непропекшиеся участки.

Керамические пластины - отдельная тема. Мы используем 92-95% глинозём, хотя пробовали и 85% - для абразивного износа нормально, но при гидроударах показатели хуже. Кстати, про форму пластин: сначала делали шестигранные, но отходы при резке были до 22%. Перешли на кастомизированные трапеции - снизили отходы до 11%, правда, пришлось перенастраивать ЧПУ.

Самое сложное в обработке труб износостойких - это контроль температуры в SHS-процессе. Если перегреть выше 1450°C - появляются трещины, недогреть до 1300°C - нет должной адгезии. Мы сейчас используем пирометры Optris с точностью ±5°C, хотя на старте работали с советскими ТХА-метрами, где погрешность была ±40°C. Разница в качестве - как небо и земля.

Практические кейсы и ошибки

В 2021 году поставили партию труб с керамическими пластинами на угольный разрез в Воркуте. Там температура шламов иногда падала до -35°C. Через два месяца получили трещины в керамике. Пришлось разрабатывать морозостойкую модификацию с добавлением циркония. Сейчас эти трубы работают уже 16 месяцев без нареканий.

Запомнился случай с обогатительной фабрикой, где клиент требовал футеровку для труб диаметром 1420 мм. Стандартные камеры не подходили, пришлось экстренно проектировать вертикальную загрузку. Тогда поняли, что нужно иметь разноплановое оборудование - сейчас можем работать с диаметрами от 89 до 1600 мм.

Ошибка, которую повторяют многие: пытаются сэкономить на подготовке поверхности. Мы в ООО 'Шаньси Хуачжань Технолоджи' используем дробеструйную обработку до Sa 2.5, хотя некоторые ограничиваются обычной зачисткой. Разница в сроке службы - почти вдвое. Проверяли на идентичных участках шламовода на медном комбинате.

Специфика для горнодобывающей отрасли

Для гидроциклонов, которые наше предприятие производит самостоятельно, важна не просто износостойкость, а сопротивление кавитации. Стандартные трубы износостойкие с керамикой держат абразивный износ, но в зоне входа пульпы в гидроциклон нужен усиленный вариант. Мы делаем комбинированную футеровку: основная часть - SHS-керамика, а в критических зонах - наплавленный карбид вольфрама.

Интересный момент с крупностью пульпы. Для фракций до 5 мм подходит стандартная керамика, а вот для 10-15 мм уже нужен повышенный запас прочности. Как-то поставили обычные трубы на участок с крупностью 12 мм - через 4 месяца появились выбоины. Теперь всегда уточняем этот параметр при заказе.

Толщина стенки трубы - ещё один критичный параметр. Для SHS-футеровки минимальная толщина стальной основы 14 мм, иначе ведёт при термообработке. Пришлось отказаться от нескольких заказов, где клиенты хотели использовать тонкостенные трубы 8-10 мм. Объясняем, что лучше сразу сделать правильно, чем потом переделывать.

Перспективы и ограничения технологии

SHS-метод, который мы применяем в обработке труб износостойких с керамическими пластинами, даёт твёрдость до 85 HRA. Этого хватает для 95% случаев в горнодобывающей отрасли. Но для условий ударно-абразивного износа (например, в молотковых дробилках) лучше подходит композитная защита.

Сейчас экспериментируем с добавлением наночастиц карбида кремния в керамическую матрицу. Предварительные испытания показывают увеличение износостойкости на 18-22%, но стоимость производства пока слишком высока для серийного выпуска. Возможно, через год-два решим эту проблему.

Основное ограничение технологии - сложность ремонта в полевых условиях. Если резиновую футеровку можно заменить на месте, то керамическую - только в заводских условиях. Поэтому для удалённых объектов иногда рекомендуем комбинированные решения, хотя это и неидеальный вариант.

В целом, если говорить о нашем опыте на заводе, то главное - не гнаться за дешёвыми решениями. Лучше один раз нормально сделать, чем постоянно латать. Особенно это касается труб с керамическими пластинами для критических участков - на тех же гидроциклонах или песковых насосах. Мелочная экономия здесь всегда выходит боком.