Dėvėjimui atsparūs kasybos įrangos liejiniai

1. Įvadas

Kasybos pramonė susiduria su sudėtingiausiomis veiklos aplinkomis, su mašinomis, kurios nuolat veikiamos ekstremaliomis sąlygomis, pavyzdžiui, dilimas, poveikis, ir cheminė korozija.

Kasybos įranga, pvz., trupintuvai, malūnai, o srutų siurbliai patiria negailestingą įtampą, dėl kurių atsiranda dažnų gedimų ir didelių veiklos pertrūkių. Tai galiausiai turi įtakos produktyvumui, saugumas, ir pelningumas.

Įrangos gedimas dėl nusidėvėjimo sukeltos žalos sukelia brangiai kainuojančias prastovos, kai reikia remontuoti ar pakeisti ir patirti dideles priežiūros išlaidas.

Tokių sutrikimų finansinis poveikis yra didelis, turinčios įtakos tiek trumpalaikiams pinigų srautams, tiek ilgalaikiam gyvybingumui.

Didėjantis didesnio našumo kasybos operacijų poreikis tik padidina atsparumo dilimui svarbą užtikrinant sklandų ir efektyvų darbą..

Taigi, pažangių sprendimų, pvz., dilimui atsparių liejinių, įgyvendinimas yra labai svarbus siekiant sumažinti šias problemas ir išlaikyti optimalų našumą.

Dėvėjimui atsparių liejinių vaidmuo

Dėvėjimui atsparūs liejiniai yra labai svarbūs didinant kasybos įrangos ilgaamžiškumą.

Šie liejiniai sukurti iš pažangių lydinių, kurie užtikrina puikų atsparumą dilimui, poveikis, ir cheminis susidėvėjimas.

Įtraukus naujausias medžiagų mokslo ir tikslaus liejimo technikos naujoves,

gamintojai gali sukurti dalis, kurios siūlo ne tik geresnį našumą, bet ir ilgesnį kasybos komponentų tarnavimo laiką.

Sumažėjus su nusidėvėjimu susijusių gedimų, mažiau trukdžių, o tai padidina bendrą kasybos operacijų efektyvumą.

Pažangūs dilimui atsparūs liejiniai suteikia esminės naudos kasybos pramonėje:

• Sumažinti įrangos gedimų ir prastovų laiką.
• Sumažės priežiūros ir keitimo išlaidos.
• Veiklos efektyvumo ir pelningumo didinimas.

2. Susidėvėjimo mechanizmų supratimas kasyboje

Kasybos įrangos nusidėvėjimo tipai

Kasybos operacijos apima įvairių rūšių nusidėvėjimą, kiekvienas skirtingai paveikia įrangą:

• Abrazyvinis nusidėvėjimas: Šio tipo susidėvėjimas atsiranda, kai kietos dalelės arba medžiagos šlifuoja į metalinius paviršius, dėl kurių medžiaga laikui bėgant dils.
  Rūdos smulkinimo ir malimo kasybos mašinos, pvz., malūnų įdėklai ir trupintuvai, yra labai jautrūs abrazyviniam nusidėvėjimui.
  Nuolatinė trintis tarp kietųjų mineralų ir metalinių komponentų pagreitina medžiagų degradaciją.
• Smūginis susidėvėjimas: Dažnas, didelio smūgio susidūrimai tarp mašinų ir medžiagų sukelia tokį susidėvėjimą, kuri ypač paplitusi trupintuvuose ir malūnuose.
  Smūgio jėgos nuolat apkrauna komponentus, vedantis į nuovargį, įtrūkimas, ir galiausiai materialinė nesėkmė.
• Korozinis/erozinis nusidėvėjimas: Kasyboje, daug komponentų, ypač srutų transportavimo sistemose, yra veikiami korozinių skysčių ir cheminių medžiagų.
  Dėl šios agresyvios aplinkos ir didelio skysčių greičio bendras poveikis pablogina įrangą, ardančius komponentus, tokius kaip srutų siurbliai ir vožtuvai.
  Erozija pablogėja sąlygomis, kai yra abrazyvinių dalelių, kurias perneša srutos.

Svarbūs komponentai, kuriems reikalingas atsparumas dilimui

Keletas kasybos įrangos komponentų yra labiausiai nusidėvėję, todėl labiausiai naudingi nusidėvėjimui atsparūs liejiniai:

• Smulkintuvai: Žandikaulio plokštelės, kūgio įdėklai, ir smūginiai plaktukai trupinimo proceso metu patiria ir abrazyvinį, ir smūginį nusidėvėjimą.
• Šlifavimo malūnai: Rutulinių malūnų įdėklai ir šlifavimo rutuliai patiria didelį abrazyvinį nusidėvėjimą, nes jie nuolat mala rūdą.
• Konvejeriai: Konvejerio sistemos apdoroja didelius rūdos kiekius, komponentų nuolatinis dilimas.
  Pagrindinės dalys, pvz., latako įdėklai, tuščiagarsiai, ir diržų grandikliai yra linkę nusidėvėti.
• Ekskavatoriai & Krautuvai: Komponentai, tokie kaip kaušo dantys, kastuvas lūpas, ir bėgių trinkelės
  dėl nuolatinio sąlyčio su akmenimis patiria didelį smūgių ir abrazyvinį nusidėvėjimą, purvas, ir rūda.
• Srutų siurbliai: Srutų siurblių sparnuotės ir korpuso dalys susiduria su korozija, erozija, ir dilimas nuo skysto cheminių medžiagų mišinio, vanduo, ir abrazyvinės dalelės.

3. Dilimui atsparių liejinių medžiagų mokslas

Dėvėjimui atsparių liejinių medžiagų sudėtis ir savybės yra kertinis jų veikimo akmuo kasybos įrangoje.

Medžiagų pasirinkimo santykio supratimas, apdorojimas,

ir susidėvėjimo mechanizmai yra būtini kuriant komponentus, kurie gali atlaikyti ekstremalias kasybos operacijų sąlygas.

Tinkamas lydinių derinys, Šilumos procedūros, ir metalurginiai procesai daro didelę įtaką šių liejinių ilgaamžiškumui ir eksploatacinėms savybėms.

Šiame skyriuje kalbama apie pagrindinius lydinius, jų savybes, ir terminio apdorojimo bei metalurgijos vaidmuo didinant atsparumą dilimui.

Pagrindiniai lydiniai ir jų savybės

Medžiagos, naudojamos dilimui atspariuose liejiniuose, turi pasižymėti išskirtiniu tvirtumu, kietumas, ir atsparumas dilimui.

Šiuo atžvilgiu išsiskiria keli lydiniai, kiekvienas skirtas konkrečioms kasybos reikmėms:

Baltoji geležis, turinti daug chromo (HCWI)

• Kietumas: 600+ Hb
• Savybės: HCWI lydiniai yra žinomi dėl savo išskirtinio atsparumo dilimui, daugiausia dėl to, kad geležies matricoje susidaro kietojo karbido fazės.
  Chromo ir anglies buvimas leidžia susidaryti chromo karbidams, kurie padidina medžiagos kietumą ir atsparumą abrazyviniam nusidėvėjimui.
  Dėl to jis puikiai tinka šlifavimo darbams, gniuždymas, ir frezavimas, kai tokios medžiagos kaip uolos ir rūda gali greitai susidėvėti įprastus plieno komponentus.

  

• Paraiškos: HCWI dažniausiai naudojamas malūnų įdėklams, trupintuvai plaktukai, ir šlifavimo kamuoliukus.
  Šie komponentai pasižymi dideliu lydinio kietumu, kuris sumažina susidėvėjimą ilgą laiką naudojant abrazyvinėje aplinkoje.

Mangano plienas (Hadfieldo plienas)

• Kietumas: 200-550 HB (priklauso nuo darbo grūdinimosi laipsnio)
• Savybės: Mangano plienas yra unikalus savo gebėjimu sukietėti, Tai reiškia, kad jo kietumas didėja veikiant smūgiui ir trinčiai.
  Tai ideali medžiaga didelio poveikio aplinkai, nes jo kietumas gerėja, nes jis sugeria energiją.
  Dėl šios savybės grūdinimas mangano plienas yra ypač efektyvus įrenginiuose, kurie kartojasi, didelės jėgos smūgiai, pavyzdžiui, trupintuvai, kastuvų kibirai, ir ekskavatoriai.
• Paraiškos: Mangano plienas dažniausiai naudojamas žandikaulio plokštėms, trupintuvai, ir krautuvų kaušai dėl savo nepaprasto atsparumo smūgiams ir darbo kietėjimo savybių.

Nikelio kietieji lygintuvai ir kompozicinės medžiagos

• Savybės: Nikelio lydiniai ir kompozicinės medžiagos yra suprojektuotos taip, kad būtų labai tvirtos ir atsparesnės dilimui ir korozijai.
  Nikelio lydiniai puikiai tinka labai erozinėje aplinkoje, kur vyrauja cheminis ir fizinis susidėvėjimas.
  Jie pasižymi geresniu atsparumu korozijai, palyginti su kitais kietaisiais lydiniais, todėl jie idealiai tinka srutų siurbliams ir hidrociklonams, veikiamiems abrazyvinių srutų ir korozinių skysčių.
• Paraiškos: Nikelio lydiniai paprastai naudojami srutų siurbliuose, hidrociklonai,
  ir kita įranga, veikiama labai ėsdinančios ir abrazyvinės aplinkos, pavyzdžiui, randami cheminio ir rūgščių apdorojimo operacijose.

Terminis apdorojimas ir metalurgijos patobulinimai

Kai dilimui atsparūs lydiniai yra išlieti į komponentus, medžiagos mikrostruktūrą galima dar labiau sustiprinti įvairiais terminiais apdorojimais.

Šie procesai pagerina kietumą, Tvirtumas, ir atsparumas dilimui, kad pailgintų dalių tarnavimo laiką.

Gesinimas ir grūdinimas

• Procesas: Grūdinimas ir grūdinimas yra įprasti terminio apdorojimo procesai, kurie pagerina liejinių kietumą ir kietumą.
  Komponentai pašildomi iki aukštos temperatūros ir greitai atšaldomi (užgesintas) vandenyje arba aliejuje.
  Šis procesas sukietina lydinį, todėl jis atsparesnis nusidėvėjimui.
  Vėlesnis grūdinimo procesas apima medžiagos pakaitinimą iki žemesnės temperatūros, kad būtų sumažintas įtempis ir pagerintas jos lankstumas., taip sumažinama trapumo ir įtrūkimų rizika.
• Nauda: Grūdinimas ir grūdinimas padidina komponentų atsparumą dilimui, išlaikant optimalią kietumo ir kietumo pusiausvyrą.
  Šis procesas yra būtinas tokiems komponentams kaip trupintuvų įdėklai, kurioms reikia atlaikyti dideles smūgio jėgas be įtrūkimų.

Rytų grūdinimas

• Procesas: Austemperavimas yra dar vienas terminio apdorojimo būdas, pirmiausia naudojamas daug anglies turinčiam plienui ir lygintuvams.
  Tai apima medžiagos kaitinimą iki temperatūros, kurioje susidaro austenito fazė, po to greitai atvėsinama išlydytos druskos vonioje.
  Dėl šio proceso susidaro baininė mikrostruktūra, kuris užtikrina didesnį kietumą nei įprastas grūdinimas, išlaikant aukštą kietumą.
• Nauda: Austempering idealiai tinka komponentams, kuriems reikia tvirtumo ir atsparumo dilimui derinio, pvz., šlifavimo malūnų įdėklai ir tam tikrų tipų kaušų dantys.
  Didelis kietumas užtikrina atsparumą dilimui, o pagerintas tvirtumas apsaugo nuo įtrūkimų smūgio metu.

Karbido susidarymas

• Procesas: Karbido susidarymas yra labai svarbus metalurginis procesas gaminant HCWI lydinius.
  Laidos metu, anglis ir chromas sąveikauja ir sudaro kietas karbido daleles geležies matricoje.
  Šie karbidai yra ypač kieti ir žymiai padidina liejinio atsparumą dilimui.
  Šių karbidų pasiskirstymas ir koncentracija turi įtakos bendram liejinio atsparumui dilimui ir smūgiams.
• Nauda: Karbido susidarymas yra viena iš pagrindinių didelio HCWI atsparumo dilimui priežasčių,
  todėl jis tinkamas tokioms reikmėms kaip malūnų įdėklai, trupintuvai plaktukai, ir kitos stipriai trinties paveiktos dalys.

Lyginamoji medžiagų analizė

Pasirinkus geriausią medžiagą tam tikram kasybos pritaikymui, reikia subalansuoti kietumo kompromisus, Tvirtumas, Kaina, ir kiti našumo veiksniai.

Gamintojams ir inžinieriams labai svarbu suprasti santykinius skirtingų lydinių pranašumus ir trūkumus renkantis tinkamą medžiagą konkrečioms reikmėms..

Medžiaga	Kietumas	Tvirtumas	Kaina	Geriausios programos
Baltoji geležis, turinti daug chromo	600+ Hb	Nuo vidutinio iki žemo	Vidutinio sunkumo iki aukšto	Malūno įdėklai, trupintuvai, šlifavimo kamuoliukus
Mangano plienas	200-550 HB	Aukštas	Nuo žemo iki vidutinio	Žandikaulio plokštelės, krautuvų kaušai, trupintuvai plaktukai
Nikelio lydiniai	450-550 HB	Vidutinis	Aukštas	Srutų siurbliai, hidrociklonai
Keramika patobulinti kompozitai	800+ Hb	Žemas	Aukštas	Šlifavimo terpė, specializuoti susidėvintys komponentai

HCWI vs. Mangano plienas

Nors HCWI yra kietesnis ir užtikrina puikų atsparumą dilimui, jis gali būti trapesnis veikiant smūgio apkrovoms, palyginti su mangano plienu.

Mangano plienas, su savo unikaliu gebėjimu dirbti ir sukietėti veikiant smūgiams, dažnai pasirenkamas komponentams, kurie kartojasi, didelės energijos poveikis.

Pagrindinis kompromisas yra patvarumas (atsparumas dilimui) ir kietumas (Poveikio atsparumas), o pasirinkimas priklauso nuo konkretaus kasybos veiklos pobūdžio.

Keramikos sutvirtinimai liejiniuose

Keramika sutvirtintos medžiagos sujungia ypatingą keramikos kietumą su metalų lydinių kietumu.

Šie kompozitai dažnai naudojami ten, kur reikalingas didžiausias kietumas, pvz., šlifavimo terpę ar specializuotus susidėvėjusius komponentus.

Tačiau, keraminiai sutvirtinimai būna trapūs, tai riboja jų taikymą didelio poveikio aplinkoje.

Nepaisant šio apribojimo, Šios medžiagos turi didelių pranašumų konkrečiose srityse, kur atsparumas dilimui yra labai svarbus, o smūgio jėgos mažesnės.

Nikelio lydiniai vs. Chromo lygintuvai

Nikelio lydiniai pasižymi geresniu atsparumu korozijai nei chromo lydiniai, todėl jie idealiai tinka naudoti srutų siurbliuose ir kitoje įrangoje, kuri veikia atšiauriomis sąlygomis, erozinės cheminės medžiagos.

Tačiau, chromo lygintuvai, ypač HCWI, paprastai yra ekonomiškesni, kai pagrindinis rūpestis yra atsparumas dilimui,

nes jie užtikrina puikias dėvėjimosi savybes be didelių nikelio lydinių kainų.

4. Dėvėjimui atsparių liejinių gamybos procesai

Liejimo būdai

The liejimo technika Pasirinktas dilimui atsparių komponentų gamybai, priklauso nuo tokių veiksnių kaip komponentų geometrija, dydis, ir reikiamas detalės tikslumas:

• Smėlio liejimas: Šis metodas idealiai tinka dideliems ir storasieniams komponentams, tokiems kaip malūnų įdėklai ir trupintuvai. Tai ekonomiškai efektyvu didelio masto gamybai.
• Investicijų liejimas: Ši technika gamina didelio tikslumo liejinius, kuri idealiai tinka sudėtingoms geometrijoms, pvz., siurblio sparnuotės arba srutų siurblio korpusas.
• Išcentrinis liejimas: Šis metodas naudojamas cilindriniams komponentams, tokiems kaip įvorės ir įdėklai, užtikrinant vienodas medžiagos savybes viso liejimo metu.

Gydymas po liejimo

Apdorojimas po liejimo gali dar labiau padidinti lietinių dalių atsparumą dilimui:

• Paviršiaus inžinerija: Tokie metodai kaip kietėjimas, terminis purškimas,
  o lazerinis padengimas gali būti naudojamas apsauginiam sluoksniui pridėti prie liejimo paviršiaus, taip padidindamas atsparumą dilimui ir pailgindamas tarnavimo laiką.
• Neardomasis bandymas (Ndt): Kokybės kontrolė yra labai svarbi siekiant užtikrinti dilimui atsparių liejinių patikimumą.
  NDT metodai, tokie kaip rentgeno spinduliai, Ultragarsinis bandymas, ir magnetinių dalelių tikrinimas dažniausiai naudojamas norint aptikti galimus liejinių defektus prieš pradedant juos naudoti.

Gamybos tvarumas

Augant susirūpinimui aplinkosauga, tvarumas liejimo procese tampa vis svarbesnis:

• Metalo laužo perdirbimas: Metalo laužo perdirbimas sumažina pirminių medžiagų poreikį, sumažinti gamybos proceso anglies pėdsaką.
• Energiją taupantis lydymas: Energiją taupančios praktikos diegimas liejyklose padeda sumažinti bendrą liejinių gamybos poveikį aplinkai.

5. Pramonės pritaikymas ir atvejų analizė

Šiame skyriuje, tyrinėjame pagrindines nusidėvėjimui atsparių liejinių panaudojimo galimybes kasybos įrangoje ir

pristatyti realaus pasaulio atvejų tyrimus, kurie pabrėžia šių medžiagų naudą gerinant kasybos operacijas.

Smulkintuvų įdėklai kietojo akmens kasyboje

Problema:

Kietųjų uolienų kasyboje, trupintuvai yra veikiami didelių jėgų dėl didelio medžiagų, tokių kaip granitas, abrazyvumo, bazaltas, ir rūda.

Tradicinius mangano plieno trupintuvų įdėklus dažnai reikia keisti dėl pernelyg didelio susidėvėjimo, dėl to brangiai kainuoja prastovos ir padidėja priežiūros išlaidos.

Sprendimas:

Baltoji geležis, turinti daug chromo (HCWI) buvo pasirinkta kaip alternatyvi trupintuvų įdėklų medžiaga.

HCWI lydiniai pasižymi puikiu atsparumu dilimui, nes geležies matricoje susidaro kietosios chromo karbido fazės,

todėl jie yra daug patvaresni, palyginti su standartiniu mangano plienu.

Rezultatas:

HCWI įdėklų pristatymas prailgino trupintuvo komponentų tarnavimo laiką 35%, žymiai sumažina pakeitimų dažnumą.

Sumažėjęs prastovos laikas ne tik sumažino priežiūros išlaidas, bet ir pagerino veiklos efektyvumą, nes trupintuvai gali veikti ilgiau, kol reikės pakeisti dalis.

Be to, kasybos įmonė pastebėjo mažiau veiklos sutrikimų, prisideda prie stabilesnio gamybos srauto.

Srutų siurblio sparnuotės rūgščioje aplinkoje

Problema:

Kasybos operacijose, kurios apima srutų tvarkymą (Pvz., perdirbant naudingąsias iškasenas ar atliekas), sparnuotės yra veikiamos ir kietųjų dalelių dilimo, ir rūgščių skysčių korozijos.

Tradicinės medžiagos dažnai greitai genda dėl šių atšiaurių sąlygų, dėl to dažnai keičiamasi ir nutrūksta veikla.

Sprendimas:

Srutų siurblio sparnuotėms buvo parinkti nikelio lydiniai.

Nikelio lydiniai pasižymi puikiu atsparumu korozijai, ypač rūgščioje aplinkoje, išlaikant pakankamą kietumą, kad atlaikytų abrazyvinį srutų pobūdį.

Kai kuriais atvejais, Taip pat buvo įtrauktos kompozicinės medžiagos, dar labiau padidina sparnuotės atsparumą dilimui ir korozijai.

Rezultatas:

Nikelio lydinių naudojimas prailgino srutų siurblio sparnuočių eksploatavimo laiką 40%, o tai tiesiogiai prisidėjo prie prastovų ir priežiūros išlaidų sumažinimo.

Be to, padidintas atsparumas korozijai pagerino bendrą siurblių patikimumą, užtikrinti nuoseklesnį srutų transportavimą perdirbimo įmonėje.

Konvejerių sistemų naujovės

Problema:

Kasybos operacijų konvejerių sistemos dažnai susiduria su dideliu abrazyvinių medžiagų, pvz., susmulkintos rūdos, nusidėvėjimu, purvas, ir smėlio.

Konvejerio dalys, pvz., latako įdėklai ir juostiniai grandikliai, laikui bėgant labai susidėvi, dėl to dažnai reikia keisti ir padidinti eksploatacines išlaidas.

Sprendimas:

Norėdami tai išspręsti, projektuojant konvejerių sistemas pradėti naudoti moduliniai dilimui atsparūs liejiniai.

Šie liejiniai, pagaminti iš didelio kietumo medžiagų, tokių kaip HCWI arba keramika sustiprintų kompozitų, buvo naudojami didelio susidėvėjimo komponentams, tokiems kaip įdėklai ir diržų grandikliai.

Modulinė konstrukcija taip pat leido lengvai ir greitai pakeisti susidėvėjusius komponentus neišjungiant visos konvejerio sistemos.

Rezultatas:

Moduliniai dilimui atsparūs liejiniai sumažino priežiūros laiką 50%, leidžianti kasybos operacijoms išlaikyti nuolatinę gamybą.

Dėl šių komponentų ilgaamžiškumo taip pat sumažėjo poreikis dažnai keisti dalis, tai leidžia sutaupyti ilgalaikes išlaidas ir sumažinti medžiagų atliekų kiekį.

Be to, pagerėjo konvejerio sistemos efektyvumas, nes ji galėjo nepertraukiamai transportuoti medžiagas, net ir didelio susidėvėjimo aplinkoje.

Ekskavatoriaus kaušai ir kastuvų dantys

Problema:

Ekskavatoriaus kaušai ir kastuvo dantys labai susidėvi dėl stiprios apkrovos ir abrazyvinių medžiagų, tokių kaip žvyras, uola, ir purvo.

Šių komponentų susidėvėjimas dažnai sukelia prastovų, sumažinti kasybos operacijų efektyvumą.

Sprendimas:

Mangano plienas (Hadfieldo plienas) buvo parinktas ekskavatoriaus kaušams ir kastuvo dantims.

Dėl savo kietėjimo savybių jis idealiai tinka valdyti didelio smūgio jėgas, tokių, su kuriomis susiduriama kasant, išlaikant puikų tvirtumą net esant pasikartojančiam stresui.

Be to, kai kurie komponentai buvo sukietinti paviršiuje, naudojant tokius metodus kaip lazerinis apvalkalas, siekiant dar labiau padidinti jų atsparumą dilimui.

Rezultatas:

Mangano plieno kietėjimo savybės leido ekskavatoriaus kaušams ir kastuvo dantims tarnauti daug ilgiau lauke.

Priežiūros intervalai pailgėjo 30–40 proc., ir keitimo dažnumas sumažėjo, dėl to sumažėja eksploatavimo išlaidos ir pagerėjo mašinos prieinamumas.

Medžiagos tvirtumas taip pat sumažino komponentų gedimo riziką, padidinti bendrą kasybos įrangos patikimumą.

6. Dėvėjimui atsparių liejinių standartai ir bandymai

Garantuoti, kad šie liejiniai atitiktų reikalaujamus eksploatacinių savybių standartus, laikomasi griežtų pasaulinių kokybės etalonų ir griežtų testavimo metodų.

Šiame skyriuje pabrėžiami pagrindiniai pramonės standartai ir bandymo procesai, naudojami dilimui atsparių liejinių kokybei įvertinti.

Pasauliniai kokybės etalonai

Užtikrinti dilimui atsparių liejinių patikimumą, gamintojai laikosi nustatytų tarptautinių standartų, reglamentuojančių jų veikimą.

Šie standartai padeda užtikrinti, kad liejiniai būtų pakankamai patvarūs, kad atlaikytų atšiaurias kasybos operacijų sąlygas.

ASTM A532: Atsparus dilimui ketaus

ASTM A532 yra standartas, apibrėžiantis trinčiai atsparių ketaus, naudojamų kasybos įrangoje, savybes.

Jame nurodomas reikiamas medžiagų kietumas ir mikrostruktūra, ypač daug chromo turinčių baltųjų lygintuvų, kurios užtikrina puikų atsparumą dilimui.

Šios medžiagos dažniausiai naudojamos trupintuvų įdėkluose, malimo malūnai, ir kita susidėvėjusi įranga.

ISO 21988: Dėvėjimo tikrinimo metodikos

ISO 21988 nustato nusidėvėjimui atsparių medžiagų bandymo gaires.

Jame pateikiami standartizuoti metodai, skirti imituoti susidėvėjimo sąlygas, su kuriomis susiduria kasybos medžiagos, pavyzdžiui, dilimas, erozija, ir korozija.

Laikydamiesi šio standarto, gamintojai gali užtikrinti, kad liejiniai būtų patikimi ir patvarūs realioms kasybos operacijoms.

Laboratoriniai ir lauko tyrimai

Be pasaulinių standartų laikymosi, gamintojai atlieka ir laboratorinius, ir lauko bandymus, kad patvirtintų dilimui atsparių liejinių veikimą.

Šie bandymai imituoja realias sąlygas, kad įvertintų, kaip medžiagos atlaiko iššūkius, su kuriais susidurs kasybos operacijose..

ASTM G65: Sauso smėlio / gumos ratų testas

The ASTM G65 testas naudojamas imituoti abrazyvinio nusidėvėjimo sąlygas, medžiagas veikiant sausu smėliu ir guminiu ratuku.

Šis bandymas padeda gamintojams nustatyti, ar liejiniai bus atsparūs dilimui tokiose srityse kaip trupintuvai ir šlifavimo staklės.

Lauko bandymai: Testavimas realiame pasaulyje

Nors laboratoriniai tyrimai suteikia vertingų įžvalgų, lauko bandymai pateikti realaus pasaulio duomenis apie tai, kaip dilimui atsparūs liejiniai veikia tikroje kasybos aplinkoje.

Šie bandymai padeda įvertinti, kaip liejiniai laikosi ekstremaliomis sąlygomis, tokių kaip aukšta temperatūra, korozinių cheminių medžiagų poveikis, ir didelio dilimo situacijose.

7. Iššūkiai ir sprendimai, susiję su dilimui atspariais liejiniais

Dėvėjimui atsparūs liejiniai žymiai pagerina įrangos tarnavimo laiką ir veikimo efektyvumą,

Yra keletas iššūkių, su kuriais susiduria gamintojai ir kasybos operatoriai, siekdami užtikrinti optimalų našumą.

Įprasti pramonės skausmo taškai

Balansavimo išlaidos vs. Spektaklis

Vienas iš pagrindinių iššūkių renkantis dilimui atsparias medžiagas yra sąnaudų ir našumo subalansavimas.

Aukščiausios kokybės lydiniai, pasižymintys dideliu atsparumu dilimui, pvz., daug chromo baltoji geležis (HCWI) ir mangano plieno, dažnai patiriamos didesnės išankstinės išlaidos.

Nors šios medžiagos prailgina kasybos įrangos tarnavimo laiką, pradinės investicijos gali būti didelės, ypač mažesniems operatoriams.

• Sprendimas: Gamintojai ir operatoriai gali optimizuoti medžiagų pasirinkimo procesą, atidžiai analizuodami sąnaudų ir naudos kompromisus, pagrįstus numatomu nusidėvėjimo rodikliu ir įrangos naudojimu..
  Be to, gamybos procesų pažanga, tokie kaip tikslus liejimas ir priedų gamyba, padėti sumažinti gamybos sąnaudas išlaikant aukštą medžiagų našumą.
  Pavyzdžiui, hibridinės medžiagos arba kompoziciniai lydiniai gali pasiūlyti ekonomiškesnį sprendimą, derindami skirtingų metalų stipriąsias puses, siūlo gerą atsparumą dilimui už mažesnę kainą.

Tiekimo grandinės sutrikimai

Specializuoti lydiniai ir medžiagos, pvz., daug chromo turinčio baltojo geležies ir pažangių kompozitų, dažnai tiekiami iš ribotų tiekėjų.

Tai gali sukelti tiekimo grandinės sutrikimus, gamybos vėlavimai, ir dėl stygiaus ar geopolitinių veiksnių padidėjusios išlaidos.

• Sprendimas: Norėdami sušvelninti šį iššūkį, kasybos įmonės gali glaudžiai bendradarbiauti su liejyklomis ir medžiagų tiekėjais, kad užtikrintų nuolatinį aukštos kokybės medžiagų tiekimą.
  Be to, gamintojai ieško alternatyvų,
  pvz., metalo laužo perdirbimas arba vietinių svarbiausių žaliavų tiekimo grandinių kūrimas, sumažinti priklausomybę nuo ilgų tiekimo grandinių.

Techniniai apribojimai

Didelio kietumo lydinių trapumas

Didelio kietumo lydiniai, pvz., daug chromo baltoji geležis, užtikrina puikų atsparumą dilimui, tačiau yra trapūs.

Šis trapumas padidina įtrūkimų ir gedimų riziką veikiant smūgio apkrovoms, o tai gali sukelti katastrofišką įrangos gedimą ir brangų prastovą.

• Sprendimas: Vienas iš efektyviausių šio iššūkio sprendimų yra medžiagų su optimizuotomis mikrostruktūromis kūrimas.
  Pavyzdžiui, tyrėjai daugiausia dėmesio skiria lydinių kompozicijoms, kurios skatina tvirtumą ir išlaiko aukštą kietumą,
  pavyzdžiui, tam tikrų elementų pridėjimas (Pvz., nikelio arba molibdeno) pagerinti didelio kietumo lydinių atsparumą smūgiams.
  Be to, terminio apdorojimo procesai, tokie kaip grūdinimas ir griežtinimas, gali padidinti šių medžiagų lankstumą neprarandant jų atsparumo dilimui.

Susidėvėjusių liejinių suvirinimo ir taisymo iššūkiai

Susidėvėjusius liejinius dažnai sunku taisyti, ypač kai jie pagaminti iš didelio kietumo medžiagų, tokių kaip HCWI arba keraminiai kompozitai.

Šias medžiagas sunku suvirinti dėl didelio kietumo ir mažo suvirinamumo, dėl to gali prastai sukibti ir remontas gali būti neveiksmingas.

• Sprendimas: Norėdami išspręsti šią problemą, gamintojai sukūrė specializuotus suvirinimo būdus ir medžiagas,
  pvz., didelio kietumo suvirinimo strypai ir paviršiaus dengimo metodai, efektyviau taisyti susidėvėjusius liejinius.
  Kai kuriais atvejais, dilimui atsparios dangos, tokios kaip kietoji danga ir terminis purškimas, gali būti naudojamos komponentų paviršiaus vientisumui atkurti be suvirinimo..
  Be to, naujoviškos technologijos, tokios kaip apkala lazeriu ir suvirinimas elektronų pluoštu, siūlo tikslesnius ir efektyvesnius susidėvėjusių dalių taisymo būdus..

Optimizavimo strategijos

Dirbtinio intelekto valdomi dėvėjimosi modeliavimo įrankiai

Kasybos įrangos nusidėvėjimo modelių numatymas yra būtinas norint optimizuoti techninės priežiūros grafikus ir užtikrinti dilimui atsparių liejinių ilgaamžiškumą..

Tradiciniai nusidėvėjimo prognozavimo metodai dažnai yra daug laiko ir netikslūs, todėl sunku efektyviai planuoti įrangos prastovą.

• Sprendimas: Dirbtinio intelekto integracija (AI) ir mašininis mokymasis (ML) technologijos, skirtos nusidėvėjimo modeliavimo įrankiams, keičia gebėjimą tiksliai numatyti nusidėvėjimo elgesį.
  Šie pažangūs įrankiai naudoja realaus laiko duomenis iš jutiklių, įmontuotų kasybos įrangoje, kad imituotų susidėvėjimą įvairiomis darbo sąlygomis,
  leidžia tiksliau numatyti komponentų eksploatavimo laiką ir optimizuoti priežiūros strategijas.
  Šis iniciatyvus požiūris į techninę priežiūrą sumažina netikėtų gedimų skaičių ir maksimaliai padidina įrangos veikimo laiką.

OEM gamintojų ir metalurgų bendradarbiavimas

Norint optimizuoti dilimui atsparų liejimo efektyvumą, reikia glaudžiai bendradarbiauti
tarp originalios įrangos gamintojų (OĮG) ir metalurgus, kad sukurtų individualius sprendimus, pritaikytus konkrečioms kasybos operacijoms.
Kasybos aplinka yra įvairi, su įvairaus dilimo lygiu, poveikis, ir korozija, ir bendrieji liejimo sprendimai ne visada gali užtikrinti optimalų našumą.

• Sprendimas: Bendradarbiavimas tarp originalios įrangos gamintojų, medžiagų mokslininkai, o metalurgai yra būtini kuriant individualius sprendimus.
  Analizuojant konkrečias kasybos sąlygas ir nusidėvėjimo mechanizmus, šis bendradarbiavimas leidžia sukurti lydinių ir liejinių dizainus, kurie yra optimizuoti konkrečiai programai.
  Be to, Šis bendradarbiavimas padeda OĮG gauti įžvalgų apie materialų elgesį realiomis sąlygomis, leidžiant jiems nuolat tobulinti liejimo technologijas.

8. Kylančios tendencijos ir naujovės

Pažangios dilimui atsparios medžiagos

Naujos kartos dilimui atsparios medžiagos žada dar didesnį patvarumą:

• Nanostruktūriniai lydiniai: Šie lydiniai pagerina kietumą ir išlaiko lankstumą, todėl jie veiksmingiau susidoroja su dilimu ir smūgiu.
• Gradiento medžiagos: Šios medžiagos turi skirtingą kietumo lygį nuo paviršiaus iki šerdies, leidžianti jiems efektyviau susidoroti su dideliu stresu.

Skaitmeninimas nusidėvėjimo stebėjime

Naudojant daiktų internetą palaikančius jutiklius, integruotus į kasybos įrangą, galima realiuoju laiku stebėti nusidėvėjimą, suteikiant vertingų įžvalgų apie numatomą priežiūrą.

Tai sumažina prastovos laiką, nes nustatomos problemos prieš tai, kai jos sukelia įrangos gedimą.

Susidėvėjusių dalių priedų gamyba

• 3D-spausdintos formos: Papildoma gamyba leidžia greitai sukurti prototipus ir pritaikyti susidėvėjusias dalis, kuris ypač vertingas mažos apimties arba labai specializuotiems komponentams.

9. Išvada

Dėvėjimui atsparūs liejiniai yra būtini norint sumažinti prastovos laiką, Priežiūros išlaidos, ir padidinti bendrą kasybos operacijų našumą.

Su nuolatine medžiagų mokslo pažanga, gamybos technologijas, ir nuspėjamoji priežiūra, nusidėvėjimui atsparių liejinių ateitis atrodo daug žadanti.

Kasybos įmonės, pritaikiusios naujausias dilimui atsparių medžiagų ir gamybos metodų naujoves, turės geras pozicijas, kad išliktų labai konkurencingoje ir reiklioje pramonėje..

Jei ieškote aukštos kokybės dilimui atsparių liejinių, pasirenkant Tai yra puikus sprendimas jūsų gamybos poreikiams patenkinti.

Susisiekite su mumis šiandien!