Ocelové obložení zásobníku vydrží do první sérióznější dávky abrazivu: kov se proprotřebuje skrz, vzniknou díry, materiál začne bít do korpusu a svářeč každý měsíc záplatuje tutéž stěnu. Gumové obložení žije déle, ale praská po švech a tuhne v mrazu. Polyuretanové desky od závodu TIMOL dávají odolnost vůči opotřebení přibližně 10× vyšší než guma, váží 6-7× méně než ocel a tlumí hluk od pádu materiálu. Níže rozebereme, kde takovéto desky pracují, jak se porovnávají s Hardox, gumou a polyetylenem a jak objednat obložení na míru vašeho uzlu.
Kde se používají polyuretanové desky
Polyuretanové desky chrání pracovní povrchy před abrazivním opotřebením, nárazy a nalepením materiálu. Instalují se tam, kde sypký nebo kusový produkt trvale třecí, bije nebo klouže po stěně: kde se kov protírá a guma neodolá nárazu.
Typické uzly obložení: stěny a dna zásobníků a příjmových nálevek, žlaby a skluzy přepravy, vykládací lopatky, stěny cyklonů a hydrocyklonů, dena třídičů, korbety sklápěčů a lopaty. V těchto místech deska přebírá celý abrazivní proud a opotřebovává se místo drahé kovové konstrukce.
Polyuretan zvlášť vyniká na vlhkém a lepkavém materiálu. Hladký elastický povrch je špatně smáčivý, takže hlína, uhelný kal, ruda s vlhkostí se lepí méně než na ocel a nezamrzají v zimě. To snižuje počet zastavení na čištění zásobníků. Úplný přehled obložovacích výrobků viz katalog.
Proč polyuretan vytlačuje ocel, gumu a polyetylen
Polyuretanové desky předčí konkurenci v kombinaci malé hmotnosti, otěruvzdornosti a schopnosti tlumit nárazy. Hlavní výhoda oproti oceli je hmotnost: hustota polyuretanu 1,05-1,25 g/cm³ oproti 7,7-7,9 g/cm³ u konstrukční oceli, tedy deska je 6-7× lehčí. To odlehčí kovovou konstrukci, zjednodušuje montáž a nepřidává setrvačnost pohyblivým prvkům.
Oproti gumě polyuretan vyhrává v opotřebení a pevnosti. Obrušování dle DIN 53516 u polyuretanu je 38-39 mm³, u gumy SBR 100-200 mm³, u EPDM 80-180 mm³. Pevnost v tahu u polyuretanu je 39-87 MPa oproti 8-20 MPa u SBR. Tedy polyuretanová deska se opotřebovává několikanásobně pomaleji a lépe drží vložené upevnění bez vytrhnutí.
Polyetylen s ultravysokou molekulovou hmotností UHMW-PE má velmi nízké obrušování (15-30 mm³) a používá se tam, kde je důležité minimální klouzné tření. Ale je téměř nepružný (odraz 5-10 %), deformuje se pod trvalým zatížením a nepohlcuje nárazy padajícího materiálu. Polyuretan sice UHMW-PE v čistém klouzání mírně zaostává, ale vyhrává v úderně-abrazivním režimu, ve kterém pracuje většina průmyslových zásobníků. Otěruvzdorná ocel Hardox odolá přímému úderu velké frakce, ale je těžká, koroduje a přenáší veškerý hluk a vibrace na korpus.
| Materiál | Obrušování DIN 53516, mm³ | Pracovní t, °C | Hustota, g/cm³ | Pevnost v tahu, MPa |
|---|---|---|---|---|
| Polyuretan TIMOL | 38-39 | -60 do +100 | 1,05-1,25 | 39-87 |
| Guma SBR | 100-200 | -40 do +80 | 0,94-1,1 | 8-20 |
| Guma EPDM | 80-180 | -50 do +120 | 0,86-1,1 | 7-20 |
| UHMW-PE | 15-30 | -200 do +80 | 0,93-0,95 | 17-45 |
| Ocel Hardox 400/500 | n/a | -40 do +250 | 7,8-7,85 | 1250-1600 |
Tabulka ukazuje hlavní kompromis: UHMW-PE mírně předčí polyuretan v čistém obrušování, ale zaostává v pružnosti a rázové odolnosti, a ocel Hardox vyhrává v přímé pevnosti za cenu 6-7× vyšší hmotnosti a úplné absence tlumení.
Rada inženýra: vybírejte tvrdost desky dle charakteru opotřebení. Pro klouzavý abraziv jemné frakce berte tvrdší polyuretan v horní části Shore A, 80-95 Shore A, lépe odolá řezání a zůstává pružný. Pro úderný režim s velkou frakcí padající z výšky lépe pracuje měkčí materiál 80-95 Shore A, který odráží úder díky elasticitě. A vždy připravte kovový základ pro adhezi: tryskání a odmašťování určují, zda lepidlový spoj vydrží celou životnost desky.
Jak volit tloušťku a uchycení
Tloušťku polyuretanové desky určují tři faktory: abrazivita materiálu, velikost frakce a energie nárazu v místě kontaktu. Čím těžší materiál a vyšší bod pádu, tím větší rezerva na opotřebení se přidává. Tenká deska postačí pro klouzavý kontakt drobného produktu, silná je potřeba tam, kde velký kus padá pod přímým úhlem.
Uchycení se volí dle konstrukce uzlu a potřeby výměny. Nejrozšířenější varianty jsou: šroubové spojení přes vložené podložky, lepení na konstrukční lepidlo a lití desky přímo na kovové podložce, která se přivaří ke korpusu. Šroubové uchycení je výhodné tam, kde se deska plánovaně vyměňuje, lepidlové dává souvislý povrch bez výstupků, kombinované spojuje obě výhody.
Důležitý detail montáže jsou spoje mezi deskami. Rozmísťují se tak, aby proud materiálu šel podél švu, nikoli do něj, jinak se hrana desky zdvihne a vytrhne. Správně navržená skladba desek slouží výrazně déle než náhodná sada kusů.
Dalším praktickým bodem je opravitelnost. Polyuretanové obložení není třeba měnit celým komplektem: v zóně největšího opotřebení, například pod místem pádu materiálu, se instaluje silnější nebo tužší deska a zbytek povrchu se zakryje tenčími prvky. Když se opotřebí úderná zóna, mění se pouze ona, nikoli celý obložovací povrch zásobníku. Takový zonální přístup výrazně snižuje náklady na obsluhu po celou dobu životnosti uzlu.
Odvětví, kde polyuretanové desky dávají největší efekt
Největší efekt obložení dává v hornickém a obohacovacím průmyslu, kde abrazivní proud rudy, uhlí a hlušiny ničí kov za týdny. Zde se polyuretanové desky na zásobnících, skluzech a denách třídičů amortizují díky prudkému poklesu četnosti oprav a prostojů.
Metalurgie a výroba stavebních materiálů používají desky pro obložení uzlů přepravy štěrku, slínku, koksu a aglomerátu. Zemědělství a výtahový obor instalují polyuretan do obilních skluzů a zásobníků, kde je důležitá jak otěruvzdornost, tak to, že materiál neporaní zrno a nerezaví. Energetika používá desky na trasách přísunu uhlí a popílo-šlakových směsí.
Ve všech těchto odvětvích polyuretan řeší stejný úkol: převést opotřebovaný povrch z kategorie kovu, který se proprotřebuje skrz, do kategorie vyměnitelné ochranné vrstvy, která se plánovaně obnovuje. Podrobněji o výběru materiálu pro odvětví viz sekce služby.
Jak objednat polyuretanové desky na míru
Pro objednávku poskytněte výkres uzlu nebo vzorek starého obložení s rozměry, uveďte typ materiálu opotřebovávajícího povrch, velikost frakce, teplotu a požadovaný způsob uchycení. Na základě těchto dat technolog vypočítá tloušťku, tvrdost a recepturu polymeru.
Závod TIMOL vyrábí desky standardních i nestandardních rozměrů, s otvory, úkosy, žebry a vloženými prvky technologií volného lití. Provádějí se jak jednotlivé desky pro opravu konkrétního uzlu, tak sady obložení pro celý zásobník nebo skluz.
Pro konzultaci, výpočet pro vaše zařízení a objednávku se obraťte prostřednictvím kontaktů závodu TIMOL. Inženýři pomohou vybrat materiál a způsob montáže pro váš abrazivní režim.