La plaque de gainage en acier d’une trémie tient jusqu’à la première grosse livraison d’abrasif : le métal se perce, des trous apparaissent, la matière commence à frapper le boîtier, et le soudeur colmate les mêmes zones chaque mois. Le gainage en caoutchouc dure plus longtemps mais s’arrache aux joints et durcit par le froid. Les plaques en polyuréthane de l’usine TIMOL offrent une résistance à l’usure environ 10 fois supérieure au caoutchouc, pèsent 6 à 7 fois moins que l’acier et amortissent le bruit de chute du matériau. Voici où ces plaques travaillent, comment elles se comparent au Hardox, au caoutchouc et au polyéthylène, et comment commander un gainage aux dimensions de votre noeud.
Où les plaques en polyuréthane sont utilisées
Les plaques en polyuréthane protègent les surfaces de travail contre l’usure abrasive, les impacts et l’adhérence du matériau. Elles sont installées là où un produit en vrac ou en morceaux frotte, frappe ou glisse en permanence contre la paroi : là où le métal se perce et où le caoutchouc ne supporte pas le choc.
Les noeuds de gainage typiques sont les parois et fonds de trémies et de goulotes de réception, les goulottes et déversoirs de transfert, les auges de déchargement, les parois de cyclones et d’hydrocyclones, les tabliers de cribles, les bennes de camions et les godets. Dans ces zones, la plaque absorbe tout le flux abrasif et s’use à la place de la construction métallique coûteuse.
Le polyuréthane est particulièrement avantageux sur les matières humides et collantes. Sa surface lisse et élastique se mouille peu, de sorte que l’argile, les boues charbonneuses et le minerai humide adhèrent moins qu’à l’acier et ne gèlent pas en hiver. Cela réduit le nombre d’arrêts pour nettoyage des trémies. Le catalogue complet des produits de gainage est disponible dans le catalogue.
Pourquoi le polyuréthane supplante l’acier, le caoutchouc et le polyéthylène
Les plaques en polyuréthane surpassent les concurrents par la combinaison de faible poids, de résistance à l’usure et de capacité d’amortissement des chocs. L’avantage principal par rapport à l’acier est le poids : la densité du polyuréthane est de 1,05 à 1,25 g/cm³ contre 7,7 à 7,9 g/cm³ pour l’acier de construction — la plaque est donc 6 à 7 fois plus légère. Cela décharge la structure métallique, simplifie le montage et n’ajoute pas d’inertie aux éléments mobiles.
Contre le caoutchouc, le polyuréthane l’emporte en usure et en résistance. L’abrasion selon DIN 53516 du polyuréthane est de 20 à 45 mm³, du caoutchouc SBR 100 à 200 mm³, de l’EPDM 80 à 180 mm³. La résistance à la traction du polyuréthane est de 25 à 60 MPa contre 8 à 20 MPa pour le SBR. La plaque en polyuréthane s’use donc plusieurs fois plus lentement et maintient mieux les inserts de fixation sans arrachement.
Le polyéthylène à très haute masse moléculaire (UHMW-PE) a une abrasion très faible (15 à 30 mm³) et s’utilise là où un frottement glissant minimal est requis. Mais il est pratiquement non élastique (rebond 5 à 10 %), fluage sous charge constante et n’absorbe pas les chocs du matériau tombant. Le polyuréthane cède à l’UHMW-PE en glissement pur, mais l’emporte en régime choc-abrasif, qui est celui de la plupart des trémies industrielles. L’acier Hardox résiste au choc direct de gros morceaux, mais il est lourd, corrode et transmet tout le bruit et les vibrations au boîtier.
| Matériau | Abrasion DIN 53516, mm³ | Temp. service, °C | Densité, g/cm³ | Résistance à la traction, MPa |
|---|---|---|---|---|
| Polyuréthane TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 1,05-1,25 | 39-87 |
| Caoutchouc SBR | 100-200 | -40…+80 | 0,94-1,1 | 8-20 |
| Caoutchouc EPDM | 80-180 | -50…+120 | 0,86-1,1 | 7-20 |
| UHMW-PE | 15-30 | -200…+80 | 0,93-0,95 | 17-45 |
| Acier Hardox 400/500 | n/d | -40…+250 | 7,8-7,85 | 1250-1600 |
Le tableau montre le compromis principal : l’UHMW-PE devance légèrement le polyuréthane en abrasion pure, mais cède en élasticité et en résistance aux chocs ; l’acier Hardox l’emporte en résistance frontale au prix d’un poids 6 à 7 fois supérieur et d’une absence totale d’amortissement.
Conseil de l’ingénieur : adaptez la dureté de la plaque à la nature de l’usure. Pour les abrasifs glissants à fine granulométrie, choisissez un polyuréthane plus dur dans la partie haute du Shore A, 80-95 Shore A — il résiste mieux à la coupe tout en restant élastique. Pour le régime à impact avec une grande granulométrie tombant de hauteur, un matériau plus souple de 80 à 95 Shore A fonctionne mieux — il rebondit sous le choc grâce à son élasticité. Et préparez toujours la surface métallique pour l’adhésion : le sablage et le dégraissage déterminent si le collage tiendra toute la durée de vie de la plaque.
Comment choisir l’épaisseur et le mode de fixation
L’épaisseur de la plaque en polyuréthane est déterminée par trois facteurs : l’abrasivité du matériau, la granulométrie et l’énergie du choc au point de contact. Plus la matière est lourde et plus le point de chute est élevé, plus la réserve d’usure est grande. Une plaque mince suffit pour le contact glissant d’un produit fin, une plaque épaisse est nécessaire là où un gros morceau tombe en angle droit.
Le mode de fixation est choisi selon la conception du noeud et la nécessité de remplacement. Les variantes les plus répandues sont le boulonnage via des inserts noyés, le collage par colle structurale et la coulée de la plaque directement sur une tôle support soudée au boîtier. Le boulonnage est pratique là où la plaque est remplacée de façon planifiée, le collage donne une surface continue sans saillies, la combinaison réunit les deux avantages.
Un détail important du montage est le positionnement des joints entre les plaques. Ils sont disposés de façon que le flux de matière aille dans le sens du joint, non contre lui — sinon le bord de la plaque se soulève et s’arrache. Un agencement correctement conçu dure sensiblement plus longtemps qu’un assemblage aléatoire de morceaux.
Un autre aspect pratique est la réparabilité. Le gainage en polyuréthane n’a pas besoin d’être remplacé en totalité : dans la zone d’usure maximale — par exemple sous le point de chute du matériau — on monte une plaque plus épaisse ou plus dure, et on couvre le reste de la surface avec des éléments plus minces. Quand la zone à impact est usée, on ne remplace que celle-là, pas toute la surface de gainage de la trémie. Cette approche zonée réduit sensiblement les coûts de maintenance sur la durée de vie du noeud.
Secteurs où les plaques en polyuréthane donnent les meilleurs résultats
Le gainage est le plus efficace dans les mines et les usines de traitement, où le flux abrasif de minerai, de charbon et de stériles détruit le métal en quelques semaines. Ici, les plaques en polyuréthane sur les trémies, déversoirs et tabliers de cribles s’amortissent rapidement grâce à la réduction drastique de la fréquence des réparations et des arrêts.
La métallurgie et la production de matériaux de construction utilisent les plaques pour le gainage des noeuds de transfert de concassé, de clinker, de coke et d’aggloméré. L’agriculture et le secteur des silos installent le polyuréthane dans les goulotes à grain et les trémies, où la résistance à l’usure et l’absence de rouille et de blessures aux grains sont également importantes. Le secteur de l’énergie utilise les plaques sur les voies d’alimentation en charbon et les mélanges de cendres.
Dans tous ces secteurs, le polyuréthane résout la même tâche : faire passer la surface d’usure de la catégorie métal qui se perce à travers à celle de couche protectrice de substitution renouvelée de façon planifiée. Pour le choix du matériau selon le secteur, consultez la section services.
Comment commander des plaques en polyuréthane aux dimensions
Pour la commande, fournissez le plan du noeud ou un échantillon de l’ancien gainage avec les dimensions, indiquez le type de matière usant la surface, la granulométrie, la température et le mode de fixation souhaité. A partir de ces données, le technologue calcule l’épaisseur, la dureté et la formulation du polymère.
L’usine TIMOL fabrique des plaques de dimensions standard et non standard, avec trous, chanfreins, nervures et inserts noyés, par coulée libre. Aussi bien des plaques unitaires pour la réparation d’un noeud spécifique que des jeux de gainage complets pour toute une trémie ou goulotte.
Pour une consultation, un calcul adapté à votre équipement et une commande, contactez-nous via les contacts de l’usine TIMOL. Les ingénieurs vous aideront à choisir le matériau et le mode de montage pour votre régime abrasif.