Интенсивный износ деталей машин и механизмов происходит практически во всех отраслях промышленности, однако чаще остальных с ним сталкиваются в горнодобывающей, металлургической и строительной отраслях. Именно в этих индустриях оборудование ежедневно работает в условиях ударного воздействия, при повышенных температурах, а также при наличии абразива и коррозионной среды.

Износ бывает разным, к наиболее распространенным его видам относятся «контактная усталость» и «абразивный износ». Об основных причинах износа, его особенностях и современных решениях по его устранению рассказывает Давид Пак, руководитель направления Ремонт и Восстановление компании ESAB.

Давид, какое оборудование чаще всего сталкивается с износом?

Запросы к нам поступают из самых разных отраслей промышленности, но в основном из тех, где рабочий процесс сопряжен с интенсивным износом оборудования. Чаще прочего от него страдают горно-шахтное оборудование и строительная техника, детали сельхозтехники, оборудование для цементной промышленности и металлургии.

В числе наиболее распространенного – детали и навесное оборудование для экскаваторов, погрузчиков, грейдеров, различные шнеки и буровые элементы, детали дробилок для переработки сырья. Большая часть обращений связана с потребностью в ремонте определенных деталей таких машин и механизмов, однако нередко мы сталкиваемся и с потребностью в превентивном увеличении их стойкости.

А какие основные причины изнашивания деталей?

Износ деталей может наступить в результате развития усталостных явлений, имеющих термическую или контактную природу, а также наличия эрозионных процессов износа. При контактной усталости разрушение приповерхностных слоев металла наступает из-за трения, высокого давления, ударного воздействия, а также наличия абразива между парами трения. Такому виду износа подвержены, например, ж/д рельсы и крестовины. Горнодобывающему оборудованию в большей степени свойствен абразивный износ.

Наиболее эффективными способами увеличить прочность деталей являются наплавка и напыление, а также термическая химико-термическая обработка (ХТО).

Какие материалы и оборудование компания ESAB предлагает заказчикам для восстановительного ремонта и поверхностного упрочнения?

Мы можем предложить оборудование и материалы практически для всех процессов. К наиболее распространенным материалам относятся электроды, сплошные и порошковые проволоки, ленты и флюсы. В исключительных случаях используются порошки для плазменной (PTA), лазерной наплавки, а также порошки или прутки для наплавки ацетилен-кислородным пламенем.

Наплавка может быть сделана газотермическим способом, с помощью дуговой сварки – электродами и проволокой в среде защитных газов, под слоем флюса или самозащитными проволоками. Также возможно применение менее распространенных процессов, таких как лазерная или плазменная наплавка.

Правда ли, что ключевым фактором в борьбе с износом является правильный подбор покрытия? Универсальных материалов для этого не существует?

Да, это так. Для того чтобы определить наиболее стойкий материал в каждом конкретном случае, необходимо выявить преобладающий тип изнашивающего воздействия на поверхность. В то же время для борьбы с абразивным износом существует достаточно много процессов нанесения защитных покрытий на металлические поверхности: от практичной дуговой наплавки и различных видов напыления до лазерного плакирования.

В случае интенсивного абразивного износа на первый план выходят твердость наплавленного металла, наличие, размер и тип твердой фазы – карбидов. К наиболее износостойким покрытиям от этого вида износа относятся те, что содержат элементы вольфрама. Однако стоимость вольфрама растет, и многие предпочитают использовать более доступные материалы на железной основе с включениями карбидов хрома и боридов с твердостью наплавленного слоя 55–70 HRC.

Ведется ли разработка новых материалов для наплавки?

Да, постоянно. Новые решения, которые мы разрабатываем в R&D центрах ESAB, основаны на потребностях рынка. Так, например, за последние два года, проанализировав запросы заказчиков в СНГ, мы разработали несколько видов наплавочных порошковых проволок. Сегодня эти продукты востребованы и за пределами содружества.

Важно понимать, что выбор конкретного процесса, оборудования или материала зависит от ремонтируемой детали и условий ее эксплуатации, требований и возможностей заказчика, а также условий ремонта. Это может быть как стандартное оборудование для ручной дуговой наплавки и сварки, так и оборудование, способное обеспечить механизацию, автоматизацию и роботизацию данных процессов. Мы подбираем для каждого заказчика индивидуальное решение.

Как вы определяете оптимальное решение для каждого конкретного заказчика, проводите расчеты?

Прежде чем производить наплавку или ремонт, мы просчитываем их экономическую целесообразность. Для этого проводится анализ, который включает множество факторов – стоимость новой детали, ремонта, срок службы новой и отремонтированной детали, высчитывается, как долго прослужит наплавленный слой. Такие тесты мы проводим как на производственных площадях наших заказчиков, так и в нашем технологическом центре в Красногорске, когда габариты детали не слишком велики.

Бывает такое, что определенные детали машины или механизма сняты с производства или срок их поставки слишком велик, а простой оборудования чрезвычайно дорог. В таких случаях нужно максимально продлить срок эксплуатации исходной детали, чтобы дотянуть до момента поставки замены.

Кроме того, простоев некоторого оборудования и вовсе допустить нельзя, поскольку это обойдется компании в миллионы рублей в сутки. Тогда надежность выходит на первый план, и применение поверхностной наплавки дает возможность ее обеспечить.

«Горная Промышленность»№5, 2020

Вернуться назад