کاهش سایش هیدروسیکلون در کارخانه شستشوی شن و ماسه با پوشش سرامیکی آلومینا 95%

پیشینه

یک کارخانه شستشوی شن و ماسه در داخل سیستم هیدروسیکلون خود دچار فرسایش مکرر شده بود. هیدروسیکلون برای جداسازی ذرات نازک، حذف گل و طبقه بندی شن استفاده می شد.چون خمیر حاوی ذرات شن خارش است و با سرعت بالا کار می کند، ديوار داخلي طوفان در معرض ضربه و فرسایش مداوم بود.

در آغاز کار، این سیستم می تواند عملکرد طبقه بندی عادی را حفظ کند.کارخانه شروع به مشاهده تغییرات در عملکرد هیدروسیکلون کرد. دیواره داخلی خشن شد، پوشش نشان می دهد سایش محلی، و نتیجه طبقه بندی کمتر پایدار شد. تیم های تعمیر و نگهداری مجبور به بازرسی و تعمیر سیکلون بیشتر بودند،که باعث افزایش زمان توقف و هزینه های نیروی کار شد.

نگرانی اصلی مشتری فقط جایگزینی یک پوشش فرسوده نبود. نگرانی اصلی آنها ثبات تولید بود. هر خاموشی خط شستن شن را تحت تاثیر قرار می داد، تولید کاهش می یافتو فشار بر برنامه ریزی تعمیرات را افزایش داد.

مشکل

مواد اولیه پوشش نمی تواند مقاومت کافی در برابر خیس شدن طولانی مدت خمیر را فراهم کند.ذرات شن به طور مداوم در زیر جریان چرخش با سرعت بالا به دیوار طوفان برخورد می کنند.. سنگین ترین سایش معمولاً در نزدیکی ورودی تغذیه ، بخش مخروط و منطقه زیر جریان ظاهر می شود. هنگامی که این مناطق سایش می شوند ، هندسه داخلی طوفان تغییر می کند ،که بر الگوی جریان آب رسوب تاثیر می گذارد..

کارخانه با چند مشکل عملی روبرو بود:

• بازرسی و تعویض مکرر خطوط
• پوشیدن محلی در نزدیکی مناطق با تاثیر زیاد
• عملکرد طبقه بندی ناپایدار پس از فرسایش سطح داخلی
• هزینه های بیشتر قطعات جایگزین و هزینه های نیروی کار نگهداری
• وقفه های تولید ناشی از تعمیرات برنامه ریزی نشده

برای مدیر کارخانه، بزرگترین مشکل این بود که هیدروسیکلون تبدیل به یک قطعه حساس به نگهداری شده بود. حتی اگر هزینه جایگزینی هر پوشه قابل قبول باشد،هزينه هاي پنهان تعطيل خيلي بيشتر بود.

تجزیه و تحلیل علت اصلی

پس از بررسی شرایط عملیاتی، علت اصلی شناسایی شد که اثر لجن با سایش بالا بود. هیدروسیکلون شن و لجن را با حرکت مداوم ذرات اداره می کرد.تحت نیروی گریز از مرکزدر این حالت، ذرات خیس کننده به طور مکرر با دیواره داخلی تماس داشتند. سطوح فلزی یا لاستیکی سنتی نمی توانستند شکل و صافی خود را برای مدت طولانی در این شرایط کار حفظ کنند.

مشکل فقط از دست رفتن مواد نبود. هنگامی که از دست رفتن روی دیواره داخلی ایجاد شد، محیط جداسازی طوفان نیز تغییر کرد. جریان کمتر پایدار شد.و این بر سازگاری طبقه بندی تاثیر گذاشت.به عبارت دیگر، پوشش فقط یک لایه محافظ نبود. این به طور مستقیم بر عملکرد تجهیزات تاثیر می گذاشت.

راه حل مهندسی

برای بهبود مقاومت در برابر فرسایش و تثبیت عملکرد طولانی مدت، یک هیدروسیکلون با پوشش سرامیکی 95٪ آلومینیوم توصیه شد.راه حل از یک پوسته فلزی به عنوان بدن ساختاری و کاشی سرامیکی آلومینیوم با چگالی بالا به عنوان لایه حفاظت از لباس داخلی استفاده می کند.

پوشش سرامیکی با توجه به مناطق مختلف هیدروسیکلون، از جمله بخش سیلندر، بخش مخروط، ورودی تغذیه، منطقه بیش از حد و نوزل زیر جریان طراحی شده است.از کاشی های سرامیکی کوچک برای مطابقت با سطح منحنی داخلی استفاده شداین اجازه می دهد که پوشش سرامیکی متناسب با هندسه سیکلون باشد و شکاف بین کاشی ها را کاهش دهد.

برای ثبات بهتر چسبندگی، یک طرح سرامیکی مرحله به مرحله انتخاب شد. در طول نصب، سطح داخلی قبل از چسبندگی سرامیکی تمیز و آماده شد.کاشی های سرامیکی محکم نصب شده بودند، و شکاف ها برای کمک به جلوگیری از نفوذ خمیر در پشت پوشش کنترل شدند. پس از سخت شدن، سطح داخلی یک لایه محافظ صاف و مقاوم در برابر لباس را تشکیل داد.

چرا سرامیک 95٪ آلومینا انتخاب شد؟

سرامیک آلومینیوم 95٪ انتخاب شد زیرا سختی بالا، مقاومت قوی در برابر سایش و ثبات خوب در معرض فرسایش خمیر را فراهم می کند.پوشش سرامیکی مقاومت بسیار بالاتری نسبت به اثر ذرات سخت دارددر مقایسه با پوشش های فلزی، سرامیک تحت جریان خمیر خیس کننده از همان سطح فرسایش و خوردگی رنج نمی برد.

برای این کاربرد، کارخانه به یک ماده پوشش نیاز داشت که بتواند بیش از لباس پوشیدن را تحمل کند. این باید سطح جریان صاف را حفظ کند و عملکرد طبقه بندی پایدار را در طول زمان پشتیبانی کند.به همین دلیل آلومینیوم سرامیک انتخاب بهتری نسبت به افزایش ضخامت فلز بود.

نتیجه و ارزش

پس از ارتقا به هیدروسیکلون سرامیکی، کارخانه انتظار داشت که بهبود قابل توجهی در عمر خدمت و ثبات نگهداری داشته باشد.پوشش سرامیکی باعث شد که سطح داخلی با دوام بیشتری باشد، نیاز به تعویض مکرر پوشش را کاهش می دهد. دیواره داخلی صاف تر نیز به حفظ یک مسیر جریان لاستیک پایدارتر کمک می کند و از طبقه بندی ذرات سازگار پشتیبانی می کند.

ارزش کلیدی برای مشتری شامل:

• عمر طولانی تری از خطوط هیدروسیکلون
• فرکانس نگهداری کاهش یافته
• مصرف کمتری قطعات جایگزین
• زمان توقف غیر برنامه ریزی شده کمتر
• عملکرد طبقه بندی پایدارتر
• کاهش کل هزینه های نگهداری در طول زمان

برای کارخانه، مهمترین مزیت نه تنها مواد سرامیکی خود، بلکه بهبود پیوستگی تولید بود.زمانی که هیدروسیکلون بدون وقفه های مکرر در تعمیرات طولانی تر کار می کند، مدیریت کل سیستم شستن شن آسان تر می شود.

نتیجه گیری مهندسی

در سیستم های خمیر کنده کننده، فرسایش هیدروسیکلون فقط یک مشکل قطعات یدکی نیست بلکه یک مشکل ثبات تولید است. اگر سطح داخلی خیلی سریع فرسایش یابد،سیستم طبقه بندی ناپایدار می شود، هزینه های نگهداری افزایش می یابد و کنترل عملیات کارخانه دشوارتر می شود.

هیدروسیکلون 95٪ آلومینیوم سرامیکی فراهم می کند یک راه حل عملی با محافظت از سطح داخلی لباس به طور مستقیم.کارخانه های آماده سازی زغال سنگ، و سایر عملیات طبقه بندی کود، پوشش سرامیکی می تواند به افزایش عمر خدمت، کاهش زمان توقف و بهبود قابلیت اطمینان در دراز مدت کمک کند.