Μείωση φθοράς υδροκυκλώνων σε εργοστάσιο πλύσης άμμου με 95% κεραμική επένδυση αλουμίνας

Φόντο

Ένα εργοστάσιο πλύσης άμμου αντιμετώπιζε συχνή φθορά μέσα στο σύστημα υδροκυκλώνων. Ο υδροκυκλώνας χρησιμοποιήθηκε για διαχωρισμό λεπτών σωματιδίων, αφαίρεση λάσπης και ταξινόμηση άμμου. Επειδή ο πολτός περιείχε λειαντικά σωματίδια άμμου και λειτουργούσε με υψηλή ταχύτητα, το εσωτερικό τοίχωμα του κυκλώνα ήταν εκτεθειμένο σε συνεχή κρούση και διάβρωση.

Στην αρχή της λειτουργίας, το σύστημα μπορούσε να διατηρήσει την κανονική απόδοση ταξινόμησης. Ωστόσο, μετά από αρκετούς μήνες χρήσης, το εργοστάσιο άρχισε να παρατηρεί αλλαγές στην απόδοση του υδροκυκλώνα. Ο εσωτερικός τοίχος έγινε τραχύς, η επένδυση έδειξε τοπική φθορά και το αποτέλεσμα ταξινόμησης έγινε λιγότερο σταθερό. Οι ομάδες συντήρησης έπρεπε να επιθεωρούν και να επισκευάζουν τον κυκλώνα πιο συχνά, γεγονός που αύξησε το χρόνο διακοπής λειτουργίας και το κόστος εργασίας.

Το κύριο μέλημα του πελάτη δεν ήταν απλώς η αντικατάσταση μιας φθαρμένης επένδυσης. Το πραγματικό τους μέλημα ήταν η σταθερότητα της παραγωγής. Κάθε διακοπή λειτουργίας επηρέαζε τη γραμμή πλύσης άμμου, μείωσε την απόδοση και αύξανε την πίεση στον προγραμματισμό συντήρησης.

Το Πρόβλημα

Το αρχικό υλικό επένδυσης δεν μπορούσε να προσφέρει αρκετή αντίσταση έναντι της μακροχρόνιας τριβής του πολτού. Σε αυτόν τον τύπο συνθηκών εργασίας, τα σωματίδια άμμου χτυπούν συνεχώς το τοίχωμα του κυκλώνα υπό περιστροφική ροή υψηλής ταχύτητας. Η πιο σοβαρή φθορά εμφανίζεται συνήθως κοντά στην είσοδο τροφοδοσίας, το τμήμα κώνου και την περιοχή υπορροής. Μόλις φθαρούν αυτές οι περιοχές, η εσωτερική γεωμετρία του κυκλώνα αλλάζει, γεγονός που επηρεάζει το σχέδιο ροής του πολτού.

Το εργοστάσιο αντιμετώπισε πολλά πρακτικά προβλήματα:

• Συχνός έλεγχος και αντικατάσταση της επένδυσης
• Τοπική φθορά κοντά σε περιοχές με μεγάλη πρόσκρουση
• Ασταθής απόδοση ταξινόμησης μετά από φθορά εσωτερικής επιφάνειας
• Υψηλότερο κόστος εργασίας ανταλλακτικών και συντήρησης
• Διακοπές παραγωγής λόγω μη προγραμματισμένης συντήρησης

Για τον διευθυντή του εργοστασίου, το μεγαλύτερο ζήτημα ήταν ότι ο υδροκυκλώνας είχε γίνει ένα ευαίσθητο στη συντήρηση συστατικό. Ακόμα κι αν το κόστος αντικατάστασης κάθε γραμμής ήταν αποδεκτό, το κρυφό κόστος διακοπής λειτουργίας ήταν πολύ υψηλότερο.

Ανάλυση ριζικής αιτίας

Μετά την ανασκόπηση των συνθηκών λειτουργίας, η κύρια αιτία αναγνωρίστηκε ως πρόσκρουση πολτού υψηλής τριβής. Ο υδροκυκλώνας χειριζόταν άμμο και πολτό με συνεχή κίνηση σωματιδίων. Υπό φυγόκεντρη δύναμη, τα λειαντικά σωματίδια ήρθαν επανειλημμένα σε επαφή με το εσωτερικό τοίχωμα. Οι παραδοσιακές μεταλλικές ή ελαστικές επιφάνειες δεν μπορούσαν να διατηρήσουν το σχήμα και την ομαλότητά τους για μεγάλα χρονικά διαστήματα υπό αυτές τις συνθήκες εργασίας.

Το πρόβλημα δεν ήταν μόνο η φθορά του υλικού. Μόλις αναπτύχθηκε φθορά στον εσωτερικό τοίχο, άλλαξε και το περιβάλλον διαχωρισμού του κυκλώνα. Η ροή έγινε λιγότερο σταθερή και αυτό επηρέασε τη συνοχή της ταξινόμησης. Με άλλα λόγια, η επένδυση δεν ήταν απλώς ένα προστατευτικό στρώμα. Επηρέασε άμεσα τη λειτουργική απόδοση του εξοπλισμού.

Μηχανική Λύση

Για να βελτιωθεί η αντοχή στη φθορά και να σταθεροποιηθεί η μακροχρόνια λειτουργία, συστήθηκε ένας υδροκυκλώνας με κεραμική επένδυση αλουμίνας 95%. Η λύση χρησιμοποίησε ένα μεταλλικό κέλυφος ως δομικό σώμα και κεραμικά πλακίδια αλουμίνας υψηλής πυκνότητας ως εσωτερικό στρώμα προστασίας από τη φθορά.

Η κεραμική επένδυση σχεδιάστηκε σύμφωνα με διαφορετικές περιοχές του υδροκυκλώνα, συμπεριλαμβανομένου του τμήματος κυλίνδρου, του τμήματος κώνου, της εισόδου τροφοδοσίας, της περιοχής υπερχείλισης και του ακροφυσίου υπορροής. Χρησιμοποιήθηκαν μικρά κεραμικά πλακίδια για να ταιριάζουν με την καμπύλη εσωτερική επιφάνεια. Αυτό επέτρεψε στην κεραμική επένδυση να ταιριάζει περισσότερο στη γεωμετρία του κυκλώνα και να μειώσει τα κενά μεταξύ των πλακιδίων.

Επιλέχθηκε μια κλιμακωτή κεραμική διάταξη για καλύτερη σταθερότητα συγκόλλησης. Κατά την εγκατάσταση, η εσωτερική επιφάνεια καθαρίστηκε και προετοιμάστηκε πριν από την κεραμική συγκόλληση. Τα κεραμικά πλακίδια τοποθετήθηκαν σφιχτά και τα κενά ελέγχονταν για να αποτραπεί η διείσδυση του πολτού πίσω από την επένδυση. Μετά τη σκλήρυνση, η εσωτερική επιφάνεια σχημάτισε ένα λείο και ανθεκτικό στη φθορά προστατευτικό στρώμα.

Γιατί επιλέχθηκε το 95% Alumina Ceramic

Επιλέχθηκε κεραμικό αλουμίνας 95% επειδή παρέχει υψηλή σκληρότητα, ισχυρή αντοχή στην τριβή και καλή σταθερότητα υπό τη διάβρωση του πολτού. Σε σύγκριση με τις λαστιχένιες επενδύσεις, η κεραμική επένδυση έχει πολύ μεγαλύτερη αντοχή στην κρούση σκληρών σωματιδίων. Σε σύγκριση με τις μεταλλικές επενδύσεις, το κεραμικό δεν υφίσταται το ίδιο επίπεδο διάβρωσης και διάβρωσης υπό τη ροή λειαντικού πολτού.

Για αυτήν την εφαρμογή, το φυτό χρειαζόταν ένα υλικό επένδυσης που θα μπορούσε να κάνει περισσότερα από το να επιβιώνει από τη φθορά. Έπρεπε να διατηρεί μια ομαλή επιφάνεια ροής και να υποστηρίζει σταθερή απόδοση ταξινόμησης με την πάροδο του χρόνου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το κεραμικό αλουμίνας ήταν μια καλύτερη επιλογή από την απλή αύξηση του πάχους του μετάλλου.

Αποτέλεσμα και Αξία

Μετά την αναβάθμιση στον υδροκυκλώνα με κεραμική επένδυση, το εργοστάσιο περίμενε σημαντική βελτίωση στη διάρκεια ζωής και τη σταθερότητα συντήρησης. Η κεραμική επένδυση παρείχε μια πιο ανθεκτική εσωτερική επιφάνεια φθοράς, μειώνοντας την ανάγκη για συχνή αντικατάσταση της επένδυσης. Το ομαλότερο εσωτερικό τοίχωμα συνέβαλε επίσης στη διατήρηση μιας πιο σταθερής διαδρομής ροής πολτού, υποστηρίζοντας σταθερή ταξινόμηση σωματιδίων.

Η βασική αξία για τον πελάτη περιελάμβανε:

• Μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της επένδυσης υδροκυκλώνα
• Μειωμένη συχνότητα συντήρησης
• Χαμηλότερη κατανάλωση ανταλλακτικών
• Λιγότερο απρογραμμάτιστο χρόνο διακοπής λειτουργίας
• Πιο σταθερή απόδοση ταξινόμησης
• Χαμηλότερο συνολικό κόστος συντήρησης με την πάροδο του χρόνου

Για το εργοστάσιο, το πιο σημαντικό όφελος δεν ήταν μόνο το ίδιο το κεραμικό υλικό, αλλά η βελτίωση της συνέχειας της παραγωγής. Όταν ο υδροκυκλώνας λειτουργεί περισσότερο χωρίς συχνή διακοπή συντήρησης, ολόκληρο το σύστημα πλύσης με άμμο γίνεται πιο εύκολο στη διαχείριση.

Συμπέρασμα Μηχανικού

Στα συστήματα λειαντικού πολτού, η φθορά των υδροκυκλώνων δεν είναι μόνο πρόβλημα ανταλλακτικών. Είναι πρόβλημα σταθερότητας παραγωγής. Εάν η εσωτερική επιφάνεια φθείρεται πολύ γρήγορα, το σύστημα ταξινόμησης γίνεται ασταθές, το κόστος συντήρησης αυξάνεται και η λειτουργία της εγκατάστασης γίνεται πιο δύσκολο να ελεγχθεί.

Ο υδροκυκλώνας με κεραμική επένδυση 95% αλουμίνας παρέχει μια πρακτική λύση προστατεύοντας άμεσα την εσωτερική επιφάνεια φθοράς. Για εγκαταστάσεις πλύσης άμμου, συστήματα εμπλουτισμού εξόρυξης, εγκαταστάσεις παρασκευής άνθρακα και άλλες εργασίες ταξινόμησης ιλύος, η κεραμική επένδυση μπορεί να συμβάλει στην παράταση της διάρκειας ζωής, στη μείωση του χρόνου διακοπής λειτουργίας και στη βελτίωση της μακροπρόθεσμης αξιοπιστίας λειτουργίας.