Біметалеве футерування - універсальний та надійний захист обладнання

Біметалева футеровка використовується в промисловості для захисту обладнання та конструкцій від зносу та корозії. Основна перевага такої футеровки полягає в поєднанні різних металів, кожен з яких має унікальні властивості, забезпечуючи довговічність і надійність захисту. Розглянемо основні види біметалічної футеровки та їх застосування.

Види біметалічної футеровки

1.    Біметалеві плити/листи:

• Склад: Зазвичай складаються з двох шарів металів: основного, найчастіше низьковуглецевої сталі або іншої менш дорогої основи, і захисного шару, виконаного з зносостійких сплавів, таких як хромонікелеві або карбідні сплави.
• Застосування: Біметалеві плити/листи використовуються для захисту поверхонь, які піддаються інтенсивному абразивному зносу або ударним навантаженням, наприклад, у дробарках, млинах, конвеєрних системах та інших частинах гірничодобувного, цементного та металургійного обладнання.

2.   Твердосплавне зносостійке наплавлення безпосередньо на захищувану поверхню обладнання:

• Склад: Цей метод передбачає нанесення зносостійкого шару прямо на робочу поверхню обладнання. Найчастіше використовується електродне або порошкове наплавлення із застосуванням сплавів на основі хрому, вольфраму, ніобію та інших металів.
• Застосування: Твердосплавне зносостійке наплавлення використовується, коли потрібно відновлення зношених поверхонь або захист складних форм обладнання, де застосування біметалічних плит/листів неможливе або економічно недоцільне. Метод підходить для елементів обладнання, таких як труби великого діаметра, ковші екскаваторів і грейферів, лопаті турбін, відвали грейдерів тощо.

Особливості застосування різних видів біметалічної футеровки в промисловості

1.    Фактор навантаження та умов експлуатації:

• В умовах інтенсивного абразивного зносу (наприклад, при обробці руди або вугілля) перевага надається біметалевими плитам/листам, які можуть бути швидко замінені та забезпечують високу зносостійкість.
• У випадку складних поверхонь або місць зі складним доступом доцільно використовувати твердосплавне зносостійке наплавлення, яке дозволяє захистити зношені поверхні без повної заміни деталей.

2.    Економічні та виробничі фактори:

• Готові біметалеві плити зазвичай є переважними при серійному виробництві захисних покриттів на великому обладнанні, оскільки їх установка відносно швидка і проста.
• Наплавлювана біметалева футеровка застосовується, коли необхідний локальний захист або ремонт вже наявних деталей, що може суттєво заощадити на заміні всього обладнання.

3.    Умови впливу на обладнання:

• У випадках, коли обладнання піддається хімічним впливам (наприклад, у хімічній промисловості), обираються сплави для футеровки, які мають високу стійкість до корозії.
• У гірничодобувній промисловості або у виробництві цементу, де переважають високoабразивні середовища, використовується футеровка з підвищеною твердістю та стійкістю до механічного зносу.

Застосування різних видів і типів біметалічної футеровки обумовлено необхідністю підвищення зносостійкості, зниження витрат на ремонт і обслуговування, а також збільшення терміну служби обладнання. Різноманіття варіантів футеровки дозволяє обрати найбільш підходяще рішення для конкретних умов експлуатації, забезпечуючи оптимальний баланс між вартістю і довговічністю.

Біметалічна футеровка відрізняється за хімічним складом в залежності від умов експлуатації, типу навантаження та середовища, в якому вона використовується. Основна відмінність полягає у складі зносостійкого шару, який наноситься на основу. Розглянемо основні види біметалів за їх хімічним складом:

Види біметалів за хімічним складом

1.    Біметали з хромистим зносостійким шаром:

• Склад: Основний шар з низьковуглецевої сталі або м’якого сплаву, поверх якого наноситься шар на основі залізо-хромового сплаву з високим вмістом хрому (зазвичай 12-30% Cr). Іноді до складу додають вуглець (0.5-3%), марганець, нікель або молібден для підвищення твердості та зносостійкості.
• Особливості: Такі біметали мають високу твердість (від 55 до 65 HRC) і стійкість до абразивного зносу.
• Застосування: Використовуються в умовах інтенсивного абразивного зносу, таких як гірничодобувна та цементна промисловість (дробарки, млини, конвеєри).

2.    Біметали з карбідними сплавами:

• Склад: Основний шар зі сталі або чавуну та наплавлений шар з карбідів хрому, вольфраму або ніобію. Вміст карбідів у таких сплавах може досягати 30-50% за обсягом.
• Особливості: Карбідні сплави мають надзвичайну твердість (до 70 HRC) і високу стійкість до абразивного зносу, а також можуть витримувати екстремальні температури.
• Застосування: Використовуються в умовах підвищених температур і абразивного впливу, наприклад, у гірничодобувній промисловості, виробництві цементу та в металургії.

3.    Біметали з нікель- або кобальтвмісними сплавами:

• Склад: Основний шар з вуглецевої або низьколегованої сталі, покритий сплавами на основі нікелю або кобальту. У таких сплавах можуть бути присутні хром, вольфрам, молібден та вуглець.
• Особливості: Відрізняються високою корозійною стійкістю і жароміцністю. Кобальтвмісні сплави мають високу термостійкість і міцність при високих температурах.
• Застосування: Використовуються в хімічній та нафтопереробній промисловості, а також для захисту обладнання, що працює в агресивних хімічних середовищах або при високих температурах (наприклад, лопаті турбін, деталі печей).

4.    Біметали з наплавленим шаром з зносостійкої сталі з додаванням марганцю (Hadfield Steel):

• Склад: Основний шар з низьковуглецевої сталі та шар зі сталі з високим вмістом марганцю (зазвичай 11-14% Mn і 0.8-1.5% C).
• Особливості: Така сталь характеризується високою ударною в’язкістю та хорошою зносостійкістю при високих динамічних навантаженнях.
• Застосування: Використовується для захисту обладнання, підданого сильним ударам, таких як екскаваторні ковші, молоти, дробарки.

Вибір біметалічної футеровки за хімічним складом залежить від наступних факторів:

• Умови зносу (абразивний, ударний, корозійний тощо);
• Температурні умови експлуатації (нормальні, високі, низькі температури);
• Тип впливового середовища (агресивні хімічні середовища, морська вода тощо);
• Економічна доцільність (вартість матеріалів і процесу нанесення).

Кожен вид біметалічної футеровки має свої унікальні властивості, що дозволяє підібрати оптимальне рішення для конкретного застосування, забезпечуючи максимальний захист обладнання та продовження його терміну служби.