Отводы износостойкие с наплавочными керамическими пластинами

Когда слышишь про отводы износостойкие с наплавочными керамическими пластинами, первое, что приходит в голову — это панацея от абразивного износа. Но на практике лет пять назад мы столкнулись с ситуацией, когда керамика отслаивалась целыми пластами после двух месяцев работы на углепромывочной установке. Оказалось, проблема была не в материале, а в технологии наплавки — некоторые поставщики экономили на подготовке основания, и адгезия страдала.

Что вообще представляют собой эти отводы

Если брать конструкцию, то здесь важно разделять типы крепления керамики. Мы тестировали варианты с механической фиксацией пластин и наплавочные. Вторые, если сделаны без косяков, дают более равномерное распределение напряжения. Кстати, у ООО Шаньси Хуачжань Технолоджи износостойких материалов в гидроциклонах как раз используется похожий принцип самораспространяющейся футеровки — там керамика интегрируется в металл на молекулярном уровне.

Но с отводами есть нюанс: угол поворота критичен. На 90 градусах в наружном радиусе толщину наплавки приходится увеличивать на 15-20%, иначе через полгода появляются ?плеши?. Один раз пришлось переделывать партию для обогатительной фабрики в Воркуте — заказчик сначала сэкономил, а потом получил прогары на стыках.

Лично я всегда требую протоколы испытаний на ударную вязкость. Керамика бывает хрупкой, особенно если в составе перебор с оксидом алюминия. Для шламовых труб подходит Al2O3 92-95%, но не 99% — последний трескается при вибрациях.

Почему классические решения проигрывают

Раньше ставили биметаллические отводы или с резиновой футеровкой. Первые служат нормально до +60°C, но при перепадах температур карбидные включения начинают ?играть?. Резина же на абразиве с крупной фракцией выходит из строя за недели — проверяли на желребоотвале в Норильске.

Керамические наплавочные пластины выдерживают до +400°C, что критично для участков после сушильных барабанов. Но тут важно смотреть на коэффициент теплового расширения — если он не сбалансирован с металлом основы, при цикличных нагрузках появляются микротрещины.

Коллеги с hzwear.ru как-то делились данными по своим тестам: их центробежные трубы с керамикой показывали износ 0.8 мм/год при работе с железорудным концентратом. Для отводов цифры должны быть сопоставимы, если геометрия внутреннего канала правильная.

Технологические провалы, которые лучше не повторять

В 2019 году мы закупили партию отводов у неизвестного китайского производителя. По паспорту всё сходилось: твёрдость 85 HRA, толщина слоя 12 мм. Но через три месяца на ГОКе в Мирном эти отводы дали течь — керамика отслоилась по всей поверхности контакта. Вскрытие показало: использовали дешёвый припой вместо тугоплавкого сплава.

После этого случая начали проверять не только сертификаты, но и технологические карты производства. Оказалось, многие забывают про термообработку после наплавки — без неё остаточные напряжения ?рвут? соединение при гидроударах.

Сейчас при выборе всегда спрашиваю, каким методом наносят керамику. Плазменная наплавка даёт более плотный слой, чем лазерная, но требует точного контроля температуры. У ООО Шаньси Хуачжань Технолоджи в описании оборудования упоминается автоматизированная линия — это как раз тот случай, когда человеческий фактор сводится к минимуму.

Где такие отводы работают лучше всего

Идеальный пример — участки перекачки пульпы с содержанием твёрдого до 65%. На золотодобывающих предприятиях в Красноярском крае такие стояли на магистральных трубопроводах диаметром 350 мм. Замена потребовалась только через 11 месяцев, тогда как стальные служили максимум 3.

А вот на линиях с каменистыми включениями свыше 5 мм нужно ставить дополнительную защиту — керамика хоть и твёрдая, но от точечных ударов крупными обломками могут появляться сколы. Мы обычно рекомендуем предварительные грохоты или измельчители.

Интересный момент: на химически агрессивных средах керамика ведёт себя лучше, чем высоколегированные стали. Но только если в составе нет фторидов — они разъедают алюмооксидную основу. Для таких случаев есть варианты с циркониевыми добавками, но их стоимость выше в 2-3 раза.

Что важно при монтаже и обслуживании

Самая частая ошибка — сварка без термокомпенсации. При нагреве выше 200°C керамический слой может потрескаться. Мы всегда используем переходные втулки и мягкие подкладки, особенно для DN200 и больше.

Ревизию нужно делать каждые 2000 часов работы: ультразвуковой контроль толщины в трёх точках — по внешнему радиусу, внутреннему и в нейтральной зоне. Если разница превышает 30%, пора готовить замену.

Кстати, на сайте hzwear.ru есть неплохая методичка по диагностике — там как раз описаны случаи неравномерного износа из-за турбулентных потоков. Для горнодобывающей отрасли это актуально, ведь состав пульпы постоянно меняется.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас экспериментируем с гибридными решениями: керамика + полиуретановые вставки для участков с ударными нагрузками. Пока результаты спорные — на высоких скоростях потока полиуретан выкрашивается быстрее.

Из явных минусов — цена. Качественный отвод износостойкий с наплавочными керамическими пластинами стоит в 4-5 раз дороже стального. Но если считать стоимость за тонну перекачанного материала, экономия на заменах окупает всё за 8-10 месяцев.

Думаю, будущее за композитными структурами — когда керамические пластины не просто наплавляются, а формируют взаимопроникающую решётку с металлом. Вроде тех, что ООО Шаньси Хуачжань Технолоджи использует в своих центробежных трубах. Но для отводов это пока дорого и технологически сложно.