СПЕЦПРОЕКТ

Mining World Russia 2020

ПЕРЕЙТИ

Спасти стального рядового

К простоям техники в карьерах приводят разные причины. Но, пожалуй, наиболее распространённой можно назвать желание сэкономить.

Зачастую, при работе со скальными породами ковши экскаваторов, отвалы бульдозеров и кузовы самосвалов вообще не защищают. Те быстро изнашиваются и требуют ремонта или замены. А ведь не зря умные люди придумали износостойкие накладки, сменные режущие элементы и другие творения инженерной мысли.

«Каждая высокопрочная сталь имеет свои физико-механические характеристики — твёрдость, ударная вязкость, остаточная деформация. Эти показатели всегда должны коррелировать с твёрдостью породы.

Материал должен наилучшим образом соответствовать конкретным условиям эксплуатации и по возможности иметь твёрдость выше или равную тому абразивному материалу, с которым он взаимодействует.
На износ любого металла влияют несколько основных параметров породы, с которой работает оборудование.

Первое — это прочность материала, второе — это размер и форма зёрен, которые содержатся в породе (к примеру, зёрна с заострёнными краями способствуют более быстрому износу металла), третье — это содержание диоксида кремния. Комплекс этих характеристик и определяет, насколько быстро тот или иной ковш, кузов или футеровка будут изнашиваться при контакте с породой», — говорит генеральный директор Технопарка «Импульс» Михаил Дьяков.

Казалось бы, производители техники должны понимать, что их продукция будет работать с абразивными материалами и скальными породами. Почему бы не сделать тот же ковш или самосвальный кузов максимально износостойким?

«Дело в том, что стали, из которых сделан ковш, призваны не только защищать его от износа со стороны агрессивной среды, но и обеспечивать целостность и прочность самой конструкции ковша, обеспечивать его функциональные характеристики.

А сделать ковш полностью из того материала, из которого изготавливают футеровку, во-первых, технически нереализуемо — ковш станет тяжелее в разы, нагрузка на гидравлику возрастёт, производительность упадёт, экскаватор может выйти из строя. Во-вторых, это экономически не оправдано.

Ведь все части ковша подвергаются износу с разной интенсивностью, поэтому в некоторых местах не требуется усиления», — объясняет начальник отдела маркетинга ООО «Машиностроительной компании КРАНЭКС» Сергей Комолов.

Посему пока большинство производителей карьерной техники продолжает выпускать модели с применением износостойких сталей. Это позволяет увеличить ресурс, но всё же без дополнительной защиты не обойтись.

Некоторые машиностроители начали предлагать вкупе с техникой футеровку. Например, польский завод KH-Kipper устанавливает в свои кузовы и прицепы покрытие из специального пластика.

По заверению пресс-службы предприятия, это решение увеличивает эффективность транспортировок и разгрузок. Ведь чем больше угол поднятия кузова при выгрузке, тем большая опасность опрокидывания самосвала.

А благодаря низкому коэффициенту трения груз скользит из кузова при минимальном угле поднятия. Кроме того, покрытие может продлить срок эксплуатации самосвала благодаря защите кузова от механических повреждений и коррозии.


В России тоже есть свои примеры, правда, не со стороны машиностроителей, а от производственно-инжиниринговых компаний.

«На кузова карьерных самосвалов приваривается сито, его ячейка наполняется породой, образуя каменный карман. Таким образом, твёрдость материала становится равна твёрдости футеровки. К тому же, при разгрузке самосвала камни начинают запинаться об ячейки и катиться, а износ качения по сравнению с износом трения практически нулевой», — приводит пример Михаил Дьяков.

Из чего же, из чего же?

С ковшами карьерных экскаваторов ситуация схожая. Только приваривают не сито, а специальные накладки. Чаще всего из износостойких сталей и полимерных веществ.
«Самый распространённый способ — замена режущих кромок вместе с адаптерами, установка межзубьевой, боковой защит и т. п. Усиление же самого ковша у эксплуатирующей организации достаточно проблематично в силу двух причин. Во-первых, карьерный экскаватор работает в круглосуточном режиме. Во-вторых, карьерные ковши ввиду своих немалых размеров проблематично усиливать вне заводских условий», — рассуждает Сергей Комолов.

Так что производители навесного оборудования без хлеба не останутся. Горнодобывающие предприятия заказывают усиленные ковши довольно часто. По словам Михаила Дьякова, если ковш используют на перегрузке высокоабразивного материала, возникает трение скольжения.

Если происходит загрузка крупнофракционного материала, появляется ударное воздействие — куски породы бьют по ковшу, что приводит к более быстрому износу.

«От вида воздействия материала зависит и геометрия защитных элементов. При трении скольжения на ковшах необходимо устанавливать стандартную продольную футеровку, при ударном воздействии рекомендуется устанавливать поперечную, поскольку она лучше защищает целостность днища ковша.

Есть инновационные материалы, которые позволяют продлить срок службы оборудования в разы. Например, наплавленные биметаллические плиты.

Это материал нового поколения, который пока мало известен в России, но даёт фантастические результаты. Мы производим футеровку из данного материала. Преимуществом биметаллических плит является наличие в его наплавленном слое до 70% карбидов, боридов, нитридов —сверхтвёрдых частиц, которые превосходят даже кварц.

Кроме того, мы разработали специальную технологию наплавки высокопрочной проволокой, которая повышает твёрдость изделия до 4 раз по сравнению с обычной сталью», — разъясняет руководитель Технопарка «Импульс».

«Если футеровка подобрана и установлена правильно, то сначала стираются защитные элементы, а уж затем сам ковш.

Мы используем для изготовления футеровочных элементов износостойкие стали твёрдостью (HB) 450-500 единиц по Бринеллю и биметаллические материалы Overlay из карбида хрома.

Они отлично зарекомендовали себя как универсальное решение проблемы защиты оборудования от абразивного износа. Элементы из пластин Overlay помогают значительно повысить показатели стойкости к абразивному воздействию, являясь при этом универсальным компонентом.

Их используют на ковшах землеройной и погрузочной техники, ими оснащают узлы дробилок и сортировочных машин, а также с их помощью защищают кузова тяжёлых машин, бульдозерные и грейдерные отвалы», — отмечает главный конструктор ООО «Профессионал» Андрей Вальков.

Футеровку применяют не только для защиты от истирания ковшей. К примеру, красноярский производитель композитных материалов разработал футеровку для эксплуатации в условиях Крайнего Севера. И не только.

«Помимо проблемы повышения износостойкости оборудования существует более серьёзная задача с защитой от налипания и намерзания, игнорирование которой приводит к потере полезного объёма оборудования.

При работе с липкими материалами, иногда даже в тёплое время года, происходит зарастание ковшей, кузовов, «забутовывание» бункеров, течек вследствие гидрофильности и низкого коэффициента трения металла.

И если проблема износа оборудования прогнозируема, она, как правило, приводит к плановой остановке на ремонт раз в несколько месяцев, то обмерзание оборудования приводит к многочасовым простоям на очистку каждый день.

Экономические потери из-за простоя особенно в зимнее время колоссальны. Отогрев и механическая очистка оборудования приводят к серьезным повреждениям металла и сокращению срока службы.

Футеровка «Поликерамопласт» позволяет свести простои по причине намерзания к нулю. Эффективность применения подтверждена во всех регионах, даже самых суровых: Якутия, Чукотка, Дальний Восток. Затраты на футеровку окупаются в течение 1,5-2 месяцев, а срок службы в самых жёстких условиях составляет от 4 месяцев до нескольких лет», — рассказывает коммерческий директор ООО «НПО ГЕЛАР» Роман Долгий.

В составе этой футеровки — полимерная матрица, которая наполняется модифицирующими добавками, повышающими антиадгезионные свойства и износостойкость полимера. Кроме того, он отталкивает воду, поэтому влажные сыпучие материалы сходят с него значительно легче, чем с металла.

Андрей Вальков, главный конструктор ООО «Профессионал»

«Если произошла поломка одного зуба ковша, то можно его просто заменить. Нет необходимости менять полностью сам ковш. В этом случае всё зависит от квалификации сварщика, который будет делать эту работу.

Замена одного зуба происходит, как правило, силами покупателя, эксплуатирующего ковш, поскольку производитель ковша выезжает на ремонт, когда имеются какие-то более серьёзные повреждения: сломалось более одного зуба, либо повреждена режущая кромка и др.

В среднем ремонт ковша составляет от 10 до 30% от стоимости нового и всегда целесообразнее, если повреждения не слишком серьёзные и ковш работает не длительное время.

Опять же, каждый случай индивидуален и требует рассмотрения. Наша сервисная служба всегда производит тщательную оценку и делает расчёт стоимости ремонтных работ, а также даёт рекомендации.

В ближайшем будущем мы планируем открыть мобильную передвижную мастерскую со своими специалистами, которые будут выезжать на место поломки ковша и оперативно производить ремонт. Всегда лучше, когда непосредственно производитель обсуживает ремонт своего оборудования. Мы много раз сталкивались с некачественным ремонтом нашей продукции посторонними сервисными службами, чьи работы потом нам приходилось переделывать. Поэтому сейчас стараемся, чтобы наше оборудование в процессе ремонта было только в наших руках, поскольку от этого напрямую зависит срок службы и производительность навесного оборудования».

Сергей Комолов, начальник отдела маркетинга ООО «Машиностроительной компании КРАНЭКС»

«Сама экономика здесь проста — ковш без защиты «истрётся», и в этом случае будет возможна лишь его замена на новый. На практике, усиленные защитой ковши ходят в разы дольше. Таким образом – умножаем цену нового ковша на Х (где Х есть функция от множества факторов, среди которых режим работы, агрессивность среды, квалификация машиниста и т. д.) и получаем ту самую экономию. Иногда чистая экономия превосходит цену ковша в несколько раз.
А при поломке зубьев эксплуатант просто меняет сам зуб, иногда вместе с адаптером, если случай более тяжёлый. Зубья строительных ковшей стоят несколько тысяч рублей и в цене ковша (несколько сотен тысяч рублей) незаметны (несколько процентов). Другая обстановка с зубьями ковшей карьерных. Комплект зубьев там может стоить до 10% от цены ковша, а всего комплекта (зубья-адаптеры-межзубьевая защита) и до 25-30% (в зависимости от типа «лопаты»)».

Михаил Дьяков, генеральный директор Технопарка «Импульс»

«Скальные усиленные и сверхусиленные ковши, использующиеся в карьерах, всегда оснащают футеровочными элементами. Если футеровка ковша сделана правильно, оборудование практически не изнашивается. В процессе эксплуатации меняют только расходные материалы и сами защитные накладки.
Если же футеровочные элементы не были заменены вовремя, происходит износ оборудования по несущей конструкции, структура изделия нарушается. Тело ковша съедено и меняет свою несущую способность, а износ прогрессирует семимильными шагами.
Чтобы обезопасить себя от подобных ситуаций, необходим планово-предупредительный ремонт, работа по плановой замене оборудования.
В карьерах от производительности ковша зависит выработка предприятия, измеряющаяся в тоннах породы, поэтому производительность ковша — это крайне важный вопрос, и при его поломке горнодобывающая организация терпит огромные убытки».

Подготовил Артём Щетников.

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №1, 2018

Подпишитесь
на ежемесячный дайджест актуальных тем
для специалистов отрасли.

Исключительно отраслевая тематика. Никакого спама 100%.