Стальная футеровка бункера служит до первой серьёзной партии абразива: металл протирается насквозь, появляются дыры, материал начинает бить по корпусу, а сварщик каждый месяц латает ту же стенку. Резиновая футеровка живёт дольше, но бьётся по швам и твердеет на морозе. Полиуретановые плиты от завода ТИМОЛ дают износостойкость примерно в 2-5 раза выше резины, весят в 6-7 раз меньше стали и гасят шум от падения материала. Ниже разберём, где такие плиты работают, как они сравниваются с Hardox, резиной и полиэтиленом и как заказать футеровку под размер вашего узла.
Где применяют полиуретановые плиты
Полиуретановые плиты защищают рабочие поверхности от абразивного износа, ударов и налипания материала. Их ставят там, где сыпучий или кусковой продукт постоянно трёт, бьёт или скользит по стенке: в местах, где металл протирается, а резина не выдерживает удара.
Типовые узлы футеровки: стенки и днища бункеров и приёмных воронок, желоба и течки перегрузки, разгрузочные лотки, стенки циклонов и гидроциклонов, деки грохотов, кузова самосвалов и ковши. В этих местах плита принимает на себя весь абразивный поток и изнашивается вместо дорогостоящей металлоконструкции.
Полиуретан особенно выигрывает на влажном и липком материале. Гладкая эластичная поверхность плохо смачивается, поэтому глина, угольный шлам, руда с влагой налипают меньше, чем на сталь, и не намерзают зимой. Это снижает количество остановок на очистку бункеров. Полный перечень футеровочных изделий смотрите в каталоге.
Почему полиуретан вытесняет сталь, резину и полиэтилен
Полиуретановые плиты превосходят конкурентов по сочетанию малого веса, износостойкости и способности гасить удары. Главное преимущество перед сталью, это вес: плотность полиуретана 1,05-1,25 г/см³ против 7,7-7,9 г/см³ у конструкционной стали, то есть плита в 6-7 раз легче. Это разгружает металлоконструкцию, упрощает монтаж и не добавляет инерции движущимся элементам.
Против резины полиуретан выигрывает в износе и прочности. Истирание по DIN 53516 у полиуретана 38-39 мм³, у резины SBR 100-200 мм³, у EPDM 80-180 мм³. Прочность на разрыв у полиуретана 39-87 МПа против 8-20 МПа у SBR. То есть полиуретановая плита изнашивается в несколько раз медленнее и лучше держит закладные крепления без вырыва.
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен UHMW-PE имеет очень низкое истирание (15-30 мм³) и применяется там, где важно минимальное скользящее трение. Но он почти неупругий (отскок 5-10 %), деформируется под постоянной нагрузкой и не поглощает удары падающего материала. Полиуретан уступает UHMW-PE в чистом скольжении, однако выигрывает на ударно-абразивном режиме, где работает большинство промышленных бункеров. Износостойкая сталь Hardox держит прямой удар крупной фракции, но тяжёлая, корродирует и передаёт весь шум и вибрацию на корпус.
| Материал | Истирание DIN 53516, мм³ | Рабочая t, °C | Плотность, г/см³ | Прочность на разрыв, МПа |
|---|---|---|---|---|
| Полиуретан ТИМОЛ | 38-39 | от -60 до +100 | 1,05-1,25 | 39-87 |
| Резина SBR | 100-200 | от -40 до +80 | 0,94-1,1 | 8-20 |
| Резина EPDM | 80-180 | от -50 до +120 | 0,86-1,1 | 7-20 |
| UHMW-PE | 15-30 | от -200 до +80 | 0,93-0,95 | 17-45 |
| Сталь Hardox 400/500 | н/д | от -40 до +250 | 7,8-7,85 | 1250-1600 |
Таблица показывает главный компромисс: UHMW-PE немного опережает полиуретан в чистом истирании, но уступает в упругости и ударостойкости, а сталь Hardox выигрывает в лобовой прочности ценой веса в 6-7 раз большего и полного отсутствия демпфирования.
Совет инженера: подбирайте твёрдость плиты под характер износа. Для скользящего абразива мелкой фракции берите более твёрдый полиуретан в верхней части Shore A, 80-95 Shore A, он лучше сопротивляется резанию, оставаясь упругим. Для ударного режима с крупной фракцией, падающей с высоты, лучше работает более мягкий материал 80-95 Shore A, который отражает удар за счёт эластичности. И всегда готовьте металлическую основу под адгезию: пескоструйная обработка и обезжиривание определяют, продержится ли клеевое соединение весь ресурс плиты.
Как выбирать толщину и крепление
Толщину полиуретановой плиты определяют три фактора: абразивность материала, размер фракции и энергия удара в точке контакта. Чем тяжелее материал и выше точка его падения, тем больший запас на износ закладывают. Тонкая плита достаточна для скользящего контакта мелкого продукта, толстая нужна там, где крупный кусок падает под прямым углом.
Крепление выбирают по конструкции узла и потребности в замене. Наиболее распространённые варианты: болтовое соединение через закладные шайбы, приклеивание на конструкционный клей и литьё плиты сразу на металлической подкладке, которую приваривают к корпусу. Болтовое крепление удобно там, где плиту планово меняют, клеевое даёт сплошную поверхность без выступов, комбинированное сочетает оба преимущества.
Важная деталь монтажа, это стыки между плитами. Их располагают так, чтобы поток материала шёл вдоль шва, а не бил в него, иначе край плиты поднимается и вырывается. Правильно спроектированная раскладка плит служит заметно дольше случайного набора кусков.
Ещё один практический момент, это ремонтопригодность. Полиуретановую футеровку не обязательно менять целым комплектом: в зоне наибольшего износа, например под точкой падения материала, ставят более толстую или жёсткую плиту, а остальную поверхность закрывают более тонкими элементами. Когда изнашивается ударная зона, меняют только её, а не всю облицовочную поверхность бункера. Такой зонированный подход заметно снижает затраты на обслуживание на протяжении срока службы узла.
Отрасли, где полиуретановые плиты дают наибольший эффект
Наибольший эффект футеровка даёт в горнодобывающей и обогатительной промышленности, где абразивный поток руды, угля и породы разрушает металл за недели. Здесь полиуретановые плиты на бункерах, течках и деках грохотов окупаются за счёт резкого снижения частоты ремонтов и простоев.
Металлургия и производство стройматериалов применяют плиты для футеровки узлов перегрузки щебня, клинкера, кокса и агломерата. Сельское хозяйство и элеваторная отрасль ставят полиуретан в зерновые течки и бункеры, где важна и износостойкость, и то, что материал не травмирует зерно и не ржавеет. Энергетика использует плиты на трактах подачи угля и золошлаковых смесей.
Во всех этих отраслях полиуретан решает одинаковую задачу: перевести изнашиваемую поверхность из разряда металла, который протирается насквозь, в разряд сменного защитного слоя, который планово обновляют. Подробнее о подборе материала под отрасль читайте в разделе услуги.
Как заказать полиуретановые плиты под размер
Для заказа предоставьте чертёж узла или образец старой футеровки с размерами, укажите тип изнашивающего материала, размер фракции, температуру и желаемый способ крепления. По этим данным технолог рассчитает толщину, твёрдость и рецептуру полимера.
Завод ТИМОЛ изготавливает плиты стандартных и нестандартных размеров с отверстиями, скосами, рёбрами и закладными элементами методом свободного литья. Выполняются как единичные плиты под ремонт конкретного узла, так и комплекты футеровки под целый бункер или течку.
За консультацией, расчётом под ваше оборудование и заказом обращайтесь через контакты завода ТИМОЛ. Инженеры помогут подобрать материал и способ монтажа под ваш абразивный режим.