Как защитить оборудование в карьерах

Рентабельность и финансовая стабильность горнодобывающего предприятия напрямую зависит от надежности карьерного оборудования. Даже незначительное снижение производительности ковша экскаватора, не говоря уже о его поломке, нарушает производственный процесс, в результате чего организация терпит колоссальные убытки. Вот почему крайне важно обезопасить технику от ударного и абразивного воздействия добываемой породы. О традиционных возможностях и инновационных решениях, которые предлагает Технопарк «Импульс» для защиты карьерного оборудования сегодня, в интервью журналу «Добывающая промышленность» рассказывает генеральный директор компании Михаил Дьяков.

Почему изделия даже из самых высокопрочных марок сталей не выдерживают длительную работу со скальными породами, а, к примеру, футеровочные материалы держатся в разы дольше?

Каждая высокопрочная сталь имеет свои физико-механические характеристики — твердость, ударная вязкость, остаточная деформация. Эти показатели всегда должны коррелировать с твердостью породы. Материал должен наилучшим образом соответствовать конкретным условиям эксплуатации и по возможности иметь твердость 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 зерен, которые содержатся в породе (к примеру, зерна с заостренными 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.

На скорость износа металла и срок службы оборудования влияют не только характеристики материала, но и то, каким образом осуществляется контакт с ним.

Если ковш используется на перегрузке высокоабразивного материала, будет возникать трение скольжения. Если происходит загрузка крупнофракционного материала, появляется ударное воздействие — куски породы бьют по ковшу либо по внутренней футеровке. При ударном воздействии, соответственно, износ осуществляется быстрее.

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.

С помощью каких современных разработок можно продлить срок эксплуатации ковшей, отвалов и кузовов? Каков их принцип действия?

Для защиты оборудования от износа используются различные материалы, чаще всего это износостойкая сталь. Если мы увеличиваем ресурс ковша, используя износостойкую сталь, перед нами стоят три возможности — увеличение твердости металла, увеличение его толщины или изменение геометрии изделия на более износостойкую. Именно в оптимизации геометрии оборудования сегодня находятся самые сильные технические решения.

Интересный пример: на кузова карьерных самосвалов приваривается сито, его ячейка наполняется породой, образуя каменный карман. Таким образом, твердость материала становится равна твердости футеровки. К тому же, при разгрузке самосвала камни начинают запинаться об ячейки и катиться, а износ качения по сравнению с износом трения практически нулевой.

Карьерные экскаваторные ковши чаще всего усиливаются с помощью износостойких сталей. Сменные элементы выполняются из высокопрочной стали, к примеру, Hardox. Это снижает влияние абразивного износа, а также уменьшает массу ковша, что, соответственно, повышает грузоподъемность базовой машины.

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 дает фантастические результаты. Технопарк «Импульс» производит футеровку из данного материала. Преимуществом биметаллических плит является наличие в его наплавленном слое до 70% карбидов, боридов, нитридов — сверхтвердых частиц, которые по твердости превосходят даже кварц. Кроме того, в Технопарке «Импульс» разработана специальная технология наплавки высокопрочной проволокой, которая повышает твердость изделия до 4 раз по сравнению с обычной сталью.

Крайне важно соблюдать технологию монтажа футеровочных элементов. Здесь много тонкостей — особенности предварительного подогрева деталей, вид сварочной проволоки, режим сварки. Технопарк «Импульс» в своем производстве использует только сварочную проволоку и современные сварочные аппараты ЕSАВ шведского концерна SSAB.

Какова экономическая целесообразность приобретения и монтажа защитных накладок в сравнении с эксплуатацией техники без оных?

Скальные усиленные и сверхусиленные ковши, использующиеся в карьерах, всегда оснащаются футеровочными элементами. Если футеровка ковша сделана правильно, оборудование практически не изнашивается. В процессе эксплуатации меняются только расходные материалы и сами защитные накладки. Если же футеровочные элементы не были заменены вовремя, происходит износ оборудования по несущей конструкции, структура изделия нарушается. Все! 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.