Es ist allgemein bekannt, dass Verschleiß in allen Bergbaubetrieben ein Hauptproblem darstellt, das nicht nur den Betrieb der Anlage, sondern vor allem das Endergebnis beeinträchtigt. Von dem Moment an, in dem das Erz auf irgendeine Art und Weise zur Aufbereitungsanlage transportiert wird, bis hin zur Handhabung des Endprodukts gibt es wichtige Anlagen, die von Abrieb betroffen sind. In einigen Gebieten kann es vorkommen, dass die Betriebsausrüstung aufgrund der aggressiven Betriebsumgebung in Bergbauanlagen innerhalb von nur einer Woche repariert oder ausgetauscht werden muss.
Bevor wir entscheiden können, wie wir Geräte vor abrasivem Verschleiß schützen können, ist es wichtig, zunächst die verschiedenen Arten von abrasiven Mechanismen zu identifizieren, die alle dazu führen, dass Geräteoberflächen angegriffen und abgenutzt werden:
Hochbeanspruchter Schleifabrieb
- Dies ist typischerweise der Fall, wenn sich zwei gegenüberliegende Oberflächen mit Partikeln dazwischen in relativer Bewegung befinden. Wenn eine Kraft auf die Partikel einwirkt, führt dies zu einer Verkleinerung, aber auch zu einem Verlust an der Oberfläche einer oder beider gegenüberliegender Oberflächen.
- Diese Art von Abrieb tritt typischerweise bei Anlagen wie Brechern und Mühlen auf. Der Metallverlust an diesen wichtigen Anlagen wirkt sich direkt auf den Produktionsertrag und die Leistung aus.
Spannungsarmer Gleitverschleiß
- Bei dieser Art von Abrieb gibt es in der Regel eine statische Oberfläche, auf der die Partikel parallel gleiten. Dieser Prozess wirkt sich auf die Oberfläche aus, indem er die Oberfläche „zerkratzt“, was ihre Stärke beeinflusst.
- Diese Art von Verschleißmechanismus betrifft in der Regel Anlagen, die Schlämme bewegen, und andere Anlagen, bei denen sich Partikel über die Oberfläche bewegen. Zu den betroffenen Anlagen gehören Schlammpumpen, Rutschen, Rührwerke und Zyklone.
Schlagverschleiß
- Diese Art von Abrieb tritt auf, wenn ein Partikelstrom nicht parallel zu einer Oberfläche gleitet, sondern in einem großen Winkel, so dass die Partikel auf die Oberfläche aufprallen und durch die Fugenwirkung der Partikel auf der Oberfläche „Gruben“ bilden.
- Im Laufe der Zeit können Metallsubstrate plastisch verformt werden, was zu einer Art Ermüdungsbruch führen kann. Dieser Mechanismus tritt häufig bei Geräten wie Schleppschaufeln, Baggern und Brechern auf.
Die Aggressivität und Schwere eines Abnutzungsprozesses in den zuvor beschriebenen Situationen wird durch die folgenden Faktoren beeinflusst:
- Partikelhärte: Je härter die Partikel, desto stärker ist der Abriebmechanismus.
- Partikelform: Unregelmäßig geformte Partikel führen zu einem aggressiveren Abrieb als runde Partikel.
- Partikeldichte: wirkt sich insbesondere auf den Schlagabrieb aus: je höher die Dichte, desto mehr Energie wird Schlag in eine Oberfläche eindringen.
- Partikelgröße und -gewicht: Größere oder schwerere Partikel führen zu einem höheren Metallverlust.
- Partikelgeschwindigkeit: Höhere Partikelgeschwindigkeiten erhöhen die Abriebrate.
- Härteunterschied zwischen Partikeln und Verschleißflächen: härtere Partikel bewirken mehr Abrieb.
- Aufprallkraft: in der Regel direkt proportional zur Höhe der auf eine Verschleißfläche fallenden Partikel.
- Feststoffanteil in Schlämmen: Je höher der Feststoffanteil, desto abrasiver ist der Schlamm.
- Massendurchflussrate: Bei höheren Durchflussmengen erhöht sich der Abrieb.
Kundenvorteile bei der Verwendung von keramikverstärkten Beschichtungen
In den letzten 30 bis 35 Jahren wurden keramikverstärkte Beschichtungstechnologien auf dem Industriemarkt eingeführt, wobei die Bergbau- und Erzverarbeitungsindustrie zunehmend die potenziellen Vorteile dieser Technologien für den Abriebschutz kritischer Betriebsanlagen erkannt hat.
Was genau sind diese Vorteile und welche Vorteile bieten sie im Vergleich zu herkömmlichen Materialien und sogar neueren Abriebschutztechnologien? Lassen Sie uns das analysieren:
- Wie bereits erwähnt, ist der Verschleiß einer der größten Einflussfaktoren auf die Produktion in Bergbaubetrieben. Die Investitionen, die täglich für die Reparatur/Erneuerung verschlissener Ausrüstung aufgewendet werden, machen einen großen Teil des gesamten Wartungsbudgets eines Bergbaubetriebs aus.
- Produktionsausfälle sind ein weiterer äußerst wichtiger Faktor. Ungeplante Stillstände bestimmter Produktionsanlagen in großen Bergwerken können produktionsbedingte Verluste von 50.000 $ pro Stunde oder sogar mehr bedeuten.
- Geräteverfügbarkeit: Dieser Punkt steht in direktem Zusammenhang mit den Kosten für Ausfallzeiten, denn jedes Mal, wenn ein Gerät repariert werden muss, muss es angehalten werden; daher sucht die Industrie stets nach Lösungen mit längerer Lebensdauer.
- Die Einfachheit der Lösung wirkt sich auch auf die Ausfallzeiten der Geräte aus, denn je länger es dauert, eine abriebfeste Lösung zu implementieren, desto größer ist der Produktionsverlust.
Unter Berücksichtigung der beschriebenen Schlüsselfaktoren können wir sie mit den Vorteilen in Verbindung bringen, die keramische Beschichtungen für diese Industrie bieten:
- Sie sind die kosteneffizienteste Lösung, um Abrieb zu widerstehen, wenn man die Kosten der Beschichtung mit der Ausfallzeit der Anlage und der Dauer der Lösung vergleicht.
- Sie sind einfach aufzutragen und können in einer Werkstatt oder direkt am Standort der Geräte aufgebracht werden, was auch zu weniger Ausfallzeiten führt.
- Sie können leicht an jede Oberflächenform und Gerätegeometrie angepasst werden.
- Sie können zum Ausbessern herkömmlicher und neuer Abriebschutztechnologien wie Gummierungen oder Keramikfliesen verwendet werden, was im Vergleich zum großflächigen Entfernen bereits installierter Beschichtungen/Auskleidungen Zeit spart.
- Sie haben sich als leistungsfähiger erwiesen und halten länger als Gummi, Speziallegierungen und Keramikfliesen, selbst bei Stoßeinwirkung.
- Sie können leicht repariert werden, was bedeutet, dass die verbleibende Beschichtung nach einer gewissen Betriebszeit nicht entfernt, sondern nur gereinigt und aufgeraut werden muss, um die neue Beschichtung darauf aufzunehmen.
- Sie haften sehr gut auf verschiedenen Arten von Substraten, wie allen Arten von Metallen, Gummi, Keramikfliesen und ähnlichen keramikverstärkten Beschichtungen, nach entsprechender Oberflächenvorbereitung.
- Sie können den Ersatzteilbestand senken, da viele Teile jetzt immer wieder repariert werden können, solange sie strukturell einwandfrei sind.
- Sie werden ohne Heißarbeiten aufgebracht, was die Sicherheit erhöht, aber auch bedeutet, dass der Metalluntergrund nicht durch hitzebedingten Stress ermüdet.
Häufige Anwendungen von abriebbeständigen Beschichtungen in der Bergbauindustrie
Diese keramikverstärkten Beschichtungen werden vor allem zum Schutz von Geräten verwendet, die einem Gleitverschleiß durch zwei Körper ausgesetzt sind oder bei denen eine Verschlechterung der Geräte durch Stöße auftritt. Sie können auch zum Schutz von Vorrichtungen verwendet werden, die chemischer Korrosion und erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind.
Einige der häufigsten Geräte im Bergbau, bei denen keramikverstärkte Beschichtungen verwendet werden, sind:
- Lade- und Entladeschächte
- Verschleißplatten für Förderbänder
- Trichter
- Zyklone
- Verteilerplatten für Sekundär-, Tertiär- und Quartärkegelbrecher
- Kugelmühle-Stutzenbeschicker
- Austragszapfen und Spiralauskleidungen für Kugel- und SAG-Mühlen (Semi Autogenous)
- Mühlenabgangskästen
- Hydrozyklone Verteilerkammer, Innenraum, Scheitelpunkt und Austragskanäle
- Vibrationssieb-Querbalken, Überlaufspitzen
- Schlammpumpen für die Entleerung von Kugelmühlen; Saug- und Druckanschluss und Einbauten
- Vertikale Mühlen
- Rechen, Auslaufkonen und Bögen von Erz- und Absetzbecken
- Abraumpumpen, Rohre und Rohrbögen
- Flotationszellenböden, Überlauf und Rinnen
- Agglomerationstrommeln Einfüllschacht und Mantel
- Rohrabschnitte und Rohrbögen
- Ventilkörper, Sitze und Dichtungselement
- Schlammbehälter, Rührwerke und Böden
- Schneckenförderer und Trogförderer
Zusammenfassend können wir feststellen, dass die Verwendung von keramikverstärkten Beschichtungen in Geräten, die Abrieb ausgesetzt sind, die Wartungspraktiken im Bergbau und in der erzverarbeitenden Industrie weltweit positiv beeinflusst hat, und zwar aufgrund der einfachen Anwendung, der Zuverlässigkeit, der Kosteneffizienz und der Leistungsfähigkeit dieser Materialien. Mit der Entwicklung neuerer Technologien können wir sehen, dass die Verwendung und der Bedarf an diesen Arten von Beschichtungen nur noch zunehmen werden und die Notwendigkeit, weitere Arten von Beschichtungen zu entwickeln, von den zukünftigen Marktbedürfnissen abhängen wird.
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