Конвейерлік ременьдер металлургия сияқты жоғары температуралы орталарға қалай бейімделеді?

Конвейерлік лентаның бөлшектеріне экстремалды ыстық әсері

Металлургиялық ортада конвейерлік таспалар жиі 300 градус Цельсийден жоғары температураға ұшырайды, бұл қалыпты материалдардың шегінен тыс. Ұзақ уақыт бойы мұндай жылуға ұшырағанда бірнеше проблемалар пайда болады. Резеңке қабаттары нашарлай бастайды, ішкі мата ыдырап, тіпті болат бөлшектері де қатаң жағдайлардан бүлінеді. Өткен жылғы «Материалдардың беріктігі туралы есеп» деректеріне сәйкес кейбір резеңке қоспалары 250 градус Цельсийде 500 сағат жұмыс істегеннен кейін икемділігінің шамамен 40%-ын жоғалтады. Икемділіктің жоғалуы таспалардың бұрынғыдай салмақ көтере алмайтынын білдіреді, сонымен қатар зауытта материалдарды тасымалдау кезінде жырылып кету немесе сырғанау ықтималдығы да айтарлықтай артады.

Жоғары температуралы зоналардағы жиі кездесетін бұзылу түрлері: Балқу, Трещиндер және Қабаттардың бөлінуі

Жоғары температуралы зоналарда үш негізгі бұзылу түрі басымдыққа ие:

• Бетінің балқуы балқыған шлакпен немесе жаңадан құйылған металдармен тікелей контактус нәтижесінде
• Шетінің трещинага толуы 80°C мен 400°C арасындағы жылу циклының әсерінен
• Қабаттардың бөлінуі желімдеуіштер ұзақ мерзімді жылу кернеуінің әсерінен ыдырайды

2022 жылғы болат зауыттарының тоқтауы туралы талдау конвейерлік таспалардың істен шығуы жоспарланбаған тоқтамалардың 23%-ын құрайтынын және әрбір оқиға үшін өндіріс орындарына орташа есеппен 184 000 долларға тиесілі шығын әкелетінін көрсетті (Industrial Maintenance Review).

Қалыпты Резеңке мен Полимер Материалдардың Жылу Әсерінен Ыдырауы

SBR немесе Стирол-бутадиен каучукы сияқты ескі мода резеңке материалдары температура шамамен 120 градус Цельсийге жеткен кезде бүлінуді бастайды. Мұның болуы олардың зиянды газдарды бөліп шығаруына және уақыт өте келе серпімділігінің төмендеуіне әкеледі. Температура одан да жоғары болса, жағдай одан да нашарлайды. Шамамен 180°C-да ременьдердің ішіндегі нейлон мата арматурасы нақты 8%-дан 12%-ға дейін сығылады. Бұл ременьнің ені бойынша оның созылуының біркелкілігіне әртүрлі проблемалар туғызады. Нәтижесінде құймахана жағдайларында, онда тұрақты түрде жылу әсер етеді, ременьдер ұзақ қызмет етпейді. Көбінесе олар алмастыруға дейін тек 6-9 ай ғана шыдайды. Осыны өнеркәсіптік пештерден тыс қалыпты температуралық жағдайларда көріп тұрғанымызбен салыстырсақ, құймаханадағы ременьдер қажетінен үш есе жиірек ауыстырылады.

Жылуға төзімді конвейерлік ременьдердің материалтануы

Болат өнеркәсібінде қолданылатын жылуға төзімді конвейерлік ременьдердің материалдық құрамы

Бүгінгі күні болат өндіруде пайдаланылатын жылуға төзімді тасымалдау ленталары беріктігімен және ең аз сығылуымен танымал EP мата каркастарын 250 градус Цельсийден жоғары температураны шыдай алатын ерекше каучук қоспаларымен біріктіреді. Көбінесе өндірушілер температураның 500°C-ге дейін сондай-ақ қатты жағдайларда жұмыс істейтін өнеркәсіптік тасымалдау жүйелерінің сынақтарында тұрақты бақыланатын сәтті температура өзгерістеріне ұшыраған кезде де икемділігін сақтайтын EPDM каучугын немесе хлоропрен жабынын таңдайды. Бұл ленталардың құрылысына назар аударсақ, олар бірге жұмыс істейтін үш әртүрлі қабаттан тұрады: жоғарғы қабат жылуды шағылдыратын қасиетке ие, ортаңғы бөлігі арамид талшықтарымен нығайтылған қосымша беріктік қосады, ал төменгі қабат белгілі орталарда қауіпті болуы мүмкін статикалық электр зарядының жиналуын болдырмау үшін материалдарды қамтиды.

Жылуға төзімділікте мамандандырылған каучук қоспаларының (EPDM, силикон, неопрен) рөлі

Жаңа каучук қоспалары әртүрлі температура мәселелеріне тікелей қарсы тұрады. Мысалы, силикон 230 градус Цельсий шамасындағы температураға тұрақты түрде ұштасқанда тотығуға қарсы тұрады. Неопрен толығымен басқаша, балқытылған металды қауіпсіз жылжыту үшін оны отқа төзімді етеді. Бірақ EPDM түрі болат зауыттарында шынымен жақсы көрсетеді. Неге? Себебі, дәстүрлі каучуктармен салыстырғанда жылу әсерінен кеңеюіне қатысты беріктігі жағынан он екі есе жақсы. Бұл EPDM-нің минус қырық градус Цельсийден төменгі температурада да пішінін жоғалтпай икемділігін сақтай алатынын білдіреді. Материалдар инженерлері де осы материалдарды жақыннан зерттеді. Зерттеулері мынаны көрсетті: мың рет қыздыру циклынан кейін осындай жетілдірілген материалдар табиғи каучукпен салыстырғанда шамамен үштен біріндей жарықшақтар пайда болады. Сондықтан көптеген өнеркәсіптік операциялар осыған көшуі түсінікті.

Құрылымдық беріктікті жоғары температурада арттыратын күшейтілген қабаттар мен матаның негіздері

Көп қабатты конструкцияларға кіреді:

• 580 МПа созылу беріктігі бар арамид талшықтары
• Ұзына бойынша сығылуды 80% азайтатын шыны талшық торлары
• 300°C температурада 0,2%-ден аспайтын созылумен өлшемді тұрақтылықты сақтайтын көміртегі болат жіптері

Бұл конструкция спекание пешінде 50 кг/м² жүктемені қолдау кезінде қабаттардың бөлінуін болдырмаиды.

Температураның экстремалды жағдайларында керамикалық қаптамалы мата мен арамид талшықтарының артықшылықтары

Спекаялау зауыттарында үйкеліске төзімділікті 400% арттыратын керамикалық бөлшектерге ие беттер сәулелі жылудың 60% шағындырады. Пара-арамидті күшейту нейлон негіздеріне қарағанда үш есе ұзақ — үздіксіз құю процесінде 18 айлық жұмыс циклын қамтамасыз етеді және күтпеген тоқтауларды 70% азайтады.

Жылуға төзімді болаттан жасалған роликтер мен металда компоненттер

Аустенитті болаттан (304/316 маркасы) жасалған роликтер вольфрам карбидімен жиналған подшипниктермен жұпталып, 400°C қоршаған орта температурасында майлау құрғаған кезде 8000 кг жүктемені көтереді.

Жоғары температуралы конвейерлік жүйелердің конструкциясы мен инженериясы

Тасымалдағыш таспаның конструкциясында жылу өткізгіштікті басқару

Ішкі компоненттерге жылу берілісін азайту үшін инженерлер жылу өткізгіштігі төмен материалдарды қолдануды үстемдікке алды. Стандартты резеңкелерге қарағанда EPDM сияқты арнайы қоспалар жылуды 38% аз ұстап, арматура қабаттарының ерте бұзылуын болдырмаған және жұмыс істеу кезінде беткі температураны 180°C (356°F) төменде ұстайды.

Әртүрлі металлургиялық процестерге арналған қолданбаға лайықталған таспаларды жобалау

Тапсырыс бойынша жасалған таспа конфигурациялары әртүрлі жылулық талаптарды шешеді:

• Синтерлеу зауыттары 600–800°C (1,112–1,472°F) бөлшектермен контакт кезінде шамалы беттерді ұстау үшін керамикалық элементтерді талап етеді
• Үздіксіз құю жүйелері сәулелену жылуына төзімділік үшін көп қабатты арамид талшықтарын қолданады
• Қыздырылған прокат стандары жылуды шашырату мен созылу беріктігін біріктіру үшін болаттан жасалған тор негізін енгізеді

Соңғы салалық талдау конвейерлік жүйелерді нақты үдеріс талаптарына лайықтап жасаудың тоқтауларын 72% азайтатынын көрсетеді.

Толық конвейерлік жүйелердегі қызуға төзімді компоненттердің құрылымдық интеграциясы

Белттер, роликтер және рамалар арасындағы үйлесімділікті алдыңғы қатарлы инженерия қамтамасыз етеді. Керамикалық қаптамалы идлерлер үйкелістен пайда болатын жылу шығарылымын 41% азайтады, ал желдетілетін бүйірлік қорғаныштар жылу шашырату үшін ауа ағынын ынталандырады. Өндірістік орындарда 300°C (572°F) асқан температурада жұмыс істеген кезде интегралданған конструкциялар компоненттердің жұмыс істеу мерзімін 1,8 есе ұзартатынын өндістік сынақтар көрсетті.

Оптималды өнімділік үшін инженерлер мен өндірістік операторлардың ынтымақтастығы

Жылулық суреттерге тұрақты түрде мән беру және егжей-тегжейлі техникалық қызмет көрсету журналын жүргізу инженерлердің уақыт өте келе жақсырақ конструкциялар жасауына көмектеседі. 2023 жылғы соңғы зерттеу ел бойынша 47 болат зауыттарын қарастырып, қызықты нәтиже ашты. Операторлар нақты уақыт режимінде пікір білдіре алатын зауыттарда жылдық өндіріс шамамен 22% өсті. Олар жылулық карталарда шынымен көрсетілгендерге сәйкес тасымалдағыш лентаның жылдамдығын, кернеу параметрлерін реттеуді және суыту уақытын өзгерту сияқты нәрселерді түзетті. Бұл жүйе барлық қатысушылардың байқауларын қосуы арқасында жұмыс істейді. Нәтижесінде жылулық кернеуді өңдеу бойынша өнеркәсіптік стандарттар жақсарып келеді және ақшаны жоғалтатын, операцияларды кешіктіретін күтпеген тоқтап қалулар айтарлықтай азаяды.

Болат пен металдарды өңдеудегі нақты жағдайдағы өнімділік пен сенімділік

Үздіксіз құю мен ыстық темірдеу операцияларындағы тасымалдағыш лентаның өнімділігі

Қыздыруға төзімді конвейерлік ленталар болат зауыттарында балқытылған шлак пен ыстық темірден орамалар сияқты заттарды жеткізу кезінде 400 градус Фаренгейттен (204,4 °C) жоғары температураны шыдай алады. Plant Engineering журналының өткен жылы жарияланған кейбір зерттеулеріне сәйкес, мұндай арнайы ленталар үздіксіз құю операцияларында күтпеген тоқтап қалуларды қарапайым ленталармен салыстырғанда шамамен үштен екіге дейін қысқартады. Осы жақсы жұмыс істеудің себебі неде? Бұл ленталар керамикалық қаптамаға ие мата қабаттарынан және арамид талшықтарымен нығайтылған. Бұл комбинация ленталарды механикалық кернеулерге төзімді етеді және экстремалды жылуға ұшыраған кезде олардың көп кеңеюін болдырмауға көмектеседі.

Қызмет көрсету мерзімін анықтау: Болат зауыттары мен металлургиядағы орташа жұмыс уақыты

Саланың зерттеулеріне сәйкес, қыздыру зауыттарында қолданылатын жылуға төзімді конвейерлік ленталар жаңарту қажет болғанша шамамен 8000-12000 сағат жұмыс істейді. Бұл қарапайым резеңке ленталармен салыстырғанда шамамен үш есе ұзақ. 2023 жылғы «Глобалдық металлургия» есебіндегі соңғы деректерге сәйкес, бұл арнайы силиконды EPDM құрамдас ленталарға көшкеннен кейін бес мырыштың төртеуінде (яғни сегізден төртеуінде) маңызды жақсарулар болды деп хабарлады. Осы материалдардың ерекшелігі неде? Негізінен, олар тотығу процесін қатты баяулатады. 572 градус Фаренгейт немесе 300 градус Цельсий температурада жүргізілген сынақтар бойынша дәстүрлі нұсқалармен салыстырғанда осы ленталардың бұзылуы 42 пайызға баяулауы анықталды. Зертханалар бұл салыстыруды термогравиметриялық талдау деп аталатын әдіспен жүргізді, бұл әдіс материал қыздырған кезде уақыт өте келе қанша мөлшерде ыдырайтынын өлшейді.

Температураның экстремалды жағдайларында конвейерлік жүйелердің қызмет ету мерзімін максималды ұзарту үшін техникалық қызмет көрсету стратегиялары

Қозғалтқыштың қызмет ету мерзімін ұзартатын үш негізгі практика:

• Жергілікті қызып кетуді анықтау үшін әрбір 250 жұмыс сағатына инфрақызыл термографиялық сканерлеу
• Жылулық ұлғаю мен сығылуды компенсациялайтын дәлдетілген кернеу жүйелері
• Валдық контактілік нүктелердегі үйкелісті азайтатын керамикалық смазкалар

Осы шараларды енгізу фабрикаларға тасымалдағыш ленталардың 92% қолжетімділігін қамтамасыз етуге көмектеседі (2023 жылғы Өнеркәсіптік техникалық қызмет көрсету бенчмарки)

Жылуға төзімді конвейерлік ленталарды жаңарту арқылы агломерацияланған зауыттардағы істен шығуларды азайту

Вакуумдық газдарды шығару сияқты алдыңғы қатарлы металлургиялық процестерді қолданатын агломерацияланған зауыттарда қабаттасу оқиғалары 57% аз болады. Соңғы жылдарығы иілуге 38% азайтады. Бұл жүйелік жаңарту бұрын фабрикаларға өндірістік шығындар бойынша айына 740 мың доллар шығын әкелген сәтсіздіктерді болдырмауға мүмкіндік береді (2023 жылғы Материалдарды тасымалдау құнының талдауы).

Жылуға төзімді конвейерлік технологиялардағы жаңалықтар мен болашақтағы бағыттар

Нақты уақытта температураны және кернеуді анықтау үшін ақылды бақылау жүйелері

Бүгінгі таңда конвейерлік жүйелер Интернет заттары арқылы байланысқан ақылды сенсорлармен жабдықталған, олар температура 600 градус Фаренгейт (шамамен 315 Цельсий) асқан кезде тез арада анықтай алады. 2023 жылы Ponemon Institute хабарлаған соңғы өрістік сынақтарға сәйкес, мұндай жүйелер жылуға байланысты тоқтап қалуларды шамамен қырық пайызға дейін азайтады. Жүйе белттердің өзіне ендірілген шағын оптикалық талшық құрылғыларды пайдаланып, беткі температураны екі градус Фаренгейт дәлдікпен бақылайды. Бұл техникалық қызмет көрсету бригадаларына үйкеліс орындарындағы немесе кернеу нүктелеріндегі қалыпсыздық сияқты мәселелерді олар тереңдемей тұрып-ақ анықтауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, алдын ала болжау математикалық модельдері де жұмыс істеп тұрады — олар конвейерлік белттердің спеклинг процесі кезінде жарылып кетуі мүмкін болатын уақыттан бұрын жұмысшыларға ескерту береді.

Келесі ұрпақ белттер үшін гибридті композитті материалдарды дамыту

Материалдар инженериясында жұмыс істейтін ғалымдар керамикалық наноүгінділерді полииимид секілді қиын жағдайлардағы жоғары температураға төзімді пластиктермен біріктіретін жаңа белбеу құрылымдарын жасауды бастады. Бұл тәжірибелік белбеулер 900 градус Фаренгейт немесе 480 Цельсий шамасындағы температураны иілу қасиетін жоғалтпай-ақ шыдай алады. Materials Research журналында кешегі жылы жарияланған зерттеулерге сәйкес, гибридті материалды қайталанатын қыздыру цикліне ұшыратқан кезде, кәдімгі EPDM резинадан жарықшаққа төзімділігі жағынан едәуір (шамамен екі есе) асып түседі. Тағы бір қызықты жаңалық - заттың ішіне графен енгізу, бұл нақты түрде жылу өткізгіштікті жақсартады. Зерттеулер осындай конструкцияның дәстүрлі рыноктағы арамидпен күшейтілген нұсқаларына қарағанда шамамен үш есе тезірек артық жылуды шығаратынын көрсетті.

Конвейерді техникалық қызмет көрсету жоспарына алдын ала талдау әдістерін енгізу

Машиналық үйрену жүйелері қазір Делойттың 2024 жылғы соңғы зерттеулері бойынша шамамен 92% дәлдікке жету үшін тасымалдауыш ленталардың қайта орнатылуы керек болатын уақытты болжау үшін жылулық тозу жазбаларына қарайды. Бұл болжауыш техникалық қызмет көрсету құралдарын енгізген объектілерде жабдықтардың қызмет ету мерзімі жалпы алғанда шамамен 30% ұзақ болады, себебі олар тазалау кестесін дәл баптай алады және машиналар арасында жұмыс көлемін жақсырақ тепе-теңдікте ұстай алады. Ақылды техникалық қызмет көрсету бағдарламасы нақты инфрақызыл бейнелеуді материалдардың белгілі бүліну үлгілерімен салыстырады, бұл алюминий балқыту зауыттарындағы күтпеген бұзылуларды шамамен екі есе азайтады. Көптеген зауыт менеджерлері бұл жаңа аналитикалық тәсілдерді қабылдағаннан бері күтпеген тоқтап қалулардың айқын төмендеуін байқады.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

Температураға төзімді тасымалдауыш ленталар қандай температураны шыдай алады?

Болат өндірісінде қолданылатын температураға төзімді тасымалдауыш ленталар 250 градустан жоғары температураны шыдайтындай жасалған, кейбір дамыған материалдар 500 градус Цельсийге дейінгі температураны шыдай алады.

Жоғары температуралы ортада конвейерлік таспалардың жиі кездесетін бұзылу түрлері қандай?

Бұларға ыстық материалдармен тікелей контактісінен болатын бетінің балқуы, термиялық циклдан туындайтын шеттерінің жарылуы және желімдеуіштердің жылулық жүктеме әсерінен бұзылуы салдарынан қабаттардың ажырауы жатады.

Жаңа материалдық конструкциялар конвейерлік таспалардың қызмет ету мерзімін қалай ұзартады?

Жаңа материалдық конструкциялар қызмет ету өмірін едәуір ұзарту үшін ЭПДМ сияқты ерекше каучук қоспаларын, арамид талшықтары сияқты көп қабатты күшейтпелерді және серіктік ортада икемділікті арттыру, тозуды азайту және жылуға төзімділікті жақсарту үшін керамикалық қаптамаларды қолданады.

Экстремалды температуралардағы конвейерлік жүйелер үшін қандай техникалық қызмет көрсету стратегиялары ұсынылады?

Маңызды техникалық қызмет көрсету стратегияларына инфрақызыл термографиялық сканерлеу, термиялық өзгерістерді компенсациялау үшін дәл кернеулеу және үйкелісті және тозуды азайту үшін керамикалық негіздегі майлағыштарды қолдану жатады.

Конвейерлік таспалардың беріктігін арттыруда технология қалай үлес қосады?

Ақылды сенсорлар, нақты уақытта бақылау үшін Интернет заттарының интеграциясы және техникалық қызмет көрсетуді жоспарлау бойынша болжаулы аналитика сияқты технологиялық жетістіктер конвейерлік тасымалдағыштардың ыстық ортада қызмет ету мерзімін және өнімділігін айтарлықтай арттырады.