Giriş
Soğuk yapıştırılmış lagging, uygulama kolaylığı ve rahatlığı nedeniyle elli yıldan uzun süredir büyük ölçüde kullanılmaktadır. Sıcak vulkanize kauçuk lagging de uzun yıllardır kullanılırken, sıcak vulkanize seramik lagging ve poliüretan lagging daha yeni eklenenlerdir.
Gecikmeli seçim, tasarlanmış gecikmeli sistemin performansı için gerekli olan dört temel unsurdan biridir.
Bu teknik bülten, sıcak vulkanize yalıtım ile soğuk yapıştırma yalıtım arasındaki farklar ve bu farkların son kullanım performansını nasıl etkilediği hakkında ayrıntılı bilgi vermektedir.
Adından da anlaşılacağı gibi soğuk bağlı gecikme, oda sıcaklığında yapılan bir gecikme uygulama sistemidir. Normalde bu, +15°C ile +40°C arasındaki sıcaklıklar anlamına gelir. Ortam sıcaklıkları bu aralığın dışına düştüğünde, uygulayıcılar normalde çalışma alanı sıcaklığını bu aralığa düşecek şekilde ayarlamak için adımlar atarlar.
Soğuk yapıştırmalı kaplamanın en büyük avantajı, hem sahada (yani konveyör üzerinde) hem de atölyede yapılabilmesi ve özel bir ekipman gerektirmemesidir.
Sıcak vulkanize kaplama uygulaması, kaplamanın tipik olarak 140-160°C'de 3-6 saat boyunca yüksek sıcaklıkta kürlenmesini içerir. Bu, otoklav (FOTOĞRAF #1) adı verilen özel ekipmanın kullanılmasını gerektirir ve yalnızca fabrika ayarında yapılabilir. Sıcak vulkanize kaplama,
tarlada veya konveyör üzerine monte edilmiş kasnak ile.
Sıcak vulkanize kaplamanın en büyük avantajı, işlemin soğuk yapıştırmaya göre çok daha sağlam olması ve bunun sonucunda kaplamanın kasnağa yapışmasının çok daha güçlü olması ve sürekli olarak daha güçlü kauçuk yırtılma bağları sağlamasıdır.
Soğuk Bağlı ve Sıcak Vulkanize Kaplama Arasındaki Farklar
Sistemler
Soğuk Lagging Bağlama Sistemi
Sıcak Vulkanize Kaplama Bağlama Sistemi
Başvuru
Soğuk Bağlama Sıcak Vulkanize
Soğuk Bağlama Sıcak Vulkanize
Soğuk Bağlama Sıcak Vulkanize
Kasnak Kabuğuna Soğuk Bağlı Kaplama Uygulaması
Sıcak Vulkanizasyon Sistemi
Kasnağa Uygulanan Soğuk Bağlı Kaplama
Sıcak Vulkanizasyon Sistemi
Soğuk Bağlama Özeti
Soğuk bağ yapışması büyük ölçüde, yapıştırıcı uygulandıktan ve kuruduktan hemen sonra iki yapıştırıcı tabakasında (biri kasnak kabuğuna uygulanan ve diğeri gecikmenin arkasına uygulanan) meydana gelen kristalleşme adı verilen bir işleme bağlıdır. Kristalleşme, iki ayrı tabakayı tek bir sürekli tabakaya dönüştüren yapıştırıcı tabakaları içindeki fiziksel bir işlemdir. Kristalleşme oranı zamana ve sıcaklığa bağlıdır - bu iki faktördeki değişkenlik, her soğuk bağ gecikme uygulamasında, bu işlemde bulunan yapışma mukavemetindeki değişkenliğe büyük ölçüde katkıda bulunur. Kimyasal bir "sertleştirici" eklenmesi, kauçuk destek tabakasına ve metal astarına bir miktar kimyasal bağlanma sağlamak için tasarlanmıştır. Gecikmeli kauçuk destek tabakası zaten vulkanize edildiğinden ve bağlama işlemi oda sıcaklığında ve ortam basıncında gerçekleştirildiğinden, yapıştırıcının, metal astarın ve kauçuğun birbirine önemli ölçüde difüzyonu mümkün değildir. Şekil 5, kristalleşmenin ve kimyasal reaksiyonun büyük oranda yapıştırıcı katmanlarda meydana geldiğini, kimyasal reaksiyon ve difüzyonun ise izolasyonun kauçuk altlığında veya çelik kasnak kabuğundaki metal astarda minimal olduğunu göstermektedir.
Soğuk bağ yapışmasının mukavemeti ve tutarlılığı üzerindeki sınırlamalarda, çeşitli bağlama sistemi katmanları arasındaki difüzyon eksikliği önemli bir faktördür.
Aşağıdaki test sonuçları, soğuk bağlama işlemine sokulabilecek yapışma kuvvetindeki değişkenliğe dair bir gösterge verecektir:
YAPIŞMA GÜCÜ
1. Yapışma mukavemeti – Kasnak Kabuğuna Lagging Uygulanmasından Ortam Sıcaklığına Karşı Test Süresi
2. Yapışma mukavemeti - Son Yapıştırıcı Katının uygulanmasından Kasnak Kabuğuna Kaplamanın uygulanmasına kadar geçen test süresi
3. Yaşa bağlı yapışma mukavemeti CN Bağlayıcı Katman
NOT: ESKİ CN BAĞLANTI TABAKASININ CİLALANMASI VEYA TOLUEN ÇÖZÜCÜ İLE SİLİNMESİ, 1 AYLIK CN BAĞLANTI TABAKASININ PERFORMANSINI TEKRARLAYABİLİR
4. Yapışma Gücü - Lagging Yöntemine Yapıştırıcı Uygulaması – 1. Kat
5. Yapışma Gücü ve Kasnak Kabuğu Yüzey Kaplaması
6. Çiy Noktasının Yapışma Gücüne Etkisi
Sıcak Vulkanize Özet
Sıcak vulkanize yalıtım da yukarıdakilere benzer adımlarla oda sıcaklığında uygulanır, ancak son kürleme işlemi otoklav adı verilen bir basınçlı kapta 140-160°C gibi yüksek bir sıcaklıkta yapılır. Yukarıda detaylandırılan soğuk yapıştırma ve sıcak vulkanize uygulama süreçleri arasındaki farklar, bir dizi performans sonucuna yol açar.
sonuçlar, özellikle:
- Yükseltilmiş sıcaklık (130-140°C), çelik kasnak kabuğu ile metal astar, metal astar ile kauçuk yapıştırıcı ve yapıştırıcı ile kaplama arasında bir dizi kimyasal reaksiyon başlatır. Tüm bağlama katmanları (metal astar, yapıştırıcı, kauçuk çimento, kürlenmemiş bağlama katmanı ve önceden kürlenmiş kauçuk destek katmanı) arasında kürleme kimyasallarının önemli bir difüzyonu ve reaksiyonu vardır. Bu reaksiyonlar çok güçlü kimyasal bağlarla sonuçlanır.
- Otoklavda saatlerce süren yüksek basınç, kaplama ile kasnak kabuğu arasındaki iyi teması en üst düzeye çıkarır ve yapışmayı artırır.
- Islak naylon kürleme bandı, tüm kasnak yüzeyine ve özellikle de ek yerlerine önemli bir basınç uygulayan yüksek sıcaklıkta kurudukça büzülür.
Otoklav basıncının bir sonucu olarak kaplama ve tüm yapıştırma yüzeylerine uygulanan yüksek basınç, ıslak naylon kürleme bandının kurudukça büzülmesi ve ortam sıcaklığından 140°C'ye çıkıldığında ısıl genleşme nedeniyle kaplamanın hacminin artması.
Kauçuk, kasnak yüzeyinin tamamında ve şeritler arasındaki birleşim yerlerinde kimyasal bağları koparır – aşağıdaki fotoğrafta görüldüğü gibi şeritler arasındaki birleşim yerleri etkili bir şekilde kaybolur:
Bu kasnak performansı açısından ne anlama geliyor?
Madencilik teknolojisi, genellikle aşırı hava koşullarında ve genellikle yerin derinliklerinde bulunan cevher gövdelerinden uzak yerlerde mineral çıkarma zorluklarını karşılamak için hızla gelişiyor. Rekabetçi ve sürdürülebilir üretim maliyetleri elde etmek için, büyük madencilik şirketleri tarafından bir dizi yeni teknoloji benimseniyor - bunlar arasında otomasyonun artan kullanımı ve taşıma gereksinimleri için yüksek güçlü dişlisiz tahrikli konveyörlerin kullanımı yer alıyor.
Bu teknolojilerin etkinliğini en üst düzeye çıkarmak için ekipmanın güvenilirliği, hedef üretim maliyetlerinin ve üretim çıktısının elde edilmesini sağlamak için kritik hale gelir. Konveyör kasnakları için bu, yüksek güç tahrik sistemleri tarafından uygulanan artan yükleri, -50°C ile +75°C arasındaki aşırı sıcaklıkları ve birçok durumda aşırı ıslak ve aşındırıcı ortamlarda çalışmayı kaldırabilen kasnak gecikmesinin kullanımını gerekli kılmıştır.
Geleneksel olarak birçok kasnak, kullanımı kolay olan ve özel ekipman kullanımı gerektirmeyen soğuk bağlama sistemleriyle kaplanmıştır; etkili bir şekilde, performanstan çok rahatlığa öncelik verilmiştir.
Günümüzde planlanmamış konveyör duruşlarının maliyetleri çok büyüktür; örneğin saatte 10,000 ton cevher taşıyan ve tonu 100.00 ABD doları olan ve 24/7 çalışan bir konveyör için planlanmamış konveyör duruşları madencilik şirketine saatte 1,000,000 ABD dolarına mal olmaktadır.
Son beş yıldır Elastotec, yenileme için gönderilen kasnaklarda görülen gecikmeli arıza modları hakkında Onaylı Uygulayıcılar ağımızdan veri topluyor. En yaygın arıza modları şunlardır:
- giyinmek
- kasnak kabuğundan ayrılma
- kenar kaldırma
- gecikmeli şeritler arasındaki birleşim yerlerinde korozyon, gecikmeli bağlantının bozulmasına yol açar
- seramik karoların yapışma kaybı nedeniyle kaybı
Kasnak gecikmesinin soğuk bağlanmasının, kasnak kabuğundan ayrılma, kenar kalkması ve gecikme şeritleri arasındaki birleşim yerlerinde kabuğun aşınması nedeniyle erken gecikme arızası olasılığını artırdığı iyi belgelenmiştir. Bu tür arızalar, çoğu durumda, konveyörde yeniden gecikme gerektirebilir ve bu da üretim kaybına neden olabilir. Konveyördeki gecikme koşulları idealden daha az olduğundan, bu sorunlar sıklıkla tekrar ortaya çıkar.
Geriye kalan şeritler arasındaki birleşim yerlerinde korozyon hasarı meydana geldiğinde, korozyon derinliğinin kabuk kalınlığını tasarlanan çalışma yükleri için gerekenin altına düşürmesi durumunda, kasnağın hurdaya çıkarılması gerekeceğinden, ek ve gereksiz masraflara da yol açabilir.
Soğuk yapıştırmada başarısızlığın en yaygın üç nedeni şunlardır:
1. Kasnak kabuğundan gecikmenin ayrılması
Kasnak kabuğundan ayrılma, genellikle tahrik ve yüksek gerilimli bükme kasnaklarında, geri kalana uygulanan kuvvetin geri kalan ile kasnak kabuğu arasındaki bağın yapışma mukavemetini aşması durumunda meydana gelen felaket niteliğinde bir arızadır.
Soğuk vulkanize bağlama için genel standart 9 N/mm yapışmadır – fabrika uygulamasında ideal koşullar, her şey doğru şekilde yapıldığında 9 ila 15 N/mm yapışma sağlanabilir. Ancak, gecikme OEM uygulama prosedürleri olmadan veya kötü koşullarda (konveyörde) soğuk vulkanize edildiğinde, birçok durumda yapışma 9 N/mm standardının altındadır.
Geriye yapışmanın sağlanabilmesi için geriye yapışmaya neden olan kuvvetin, geriye yapışma kuvvetinden büyük olması yeterlidir.
YÜK ALTINDA KASNAK GÖVDESİNDEN AYRILAN SOĞUK VULKANİZE SERAMİK KAPLAMALI BÜYÜK TAHRİK KASNAĞI
Kasnak gövdesinden ayrılması nedeniyle seramik gecikme arızası:
Soğuk bağlanmış geri çekmede arıza olasılığını artıran ek bir faktör, lokalize kesme kuvvetlerinin varlığıdır. Tahrik kasnaklarında T1/T2 oranı arttıkça geri çekmenin maruz kaldığı döngüsel kesme kuvvetleri artar. Soğuk bağlanmış geri çekme, sıcak vulkanize geri çekmeye göre bu döngüsel kesme kuvvetlerine karşı daha düşük bir toleransa sahiptir ve bu nedenle üretim tonajları artırıldığında durdurma/başlatma işlemi veya daha yüksek yüklemeler gibi konveyör çalışma koşulları, sıcak vulkanize geri çekmede meydana gelmeyecek olan bağlantının çözülmesiyle sonuçlanabilir. Aşağıdaki fotoğraflar, yeni bir sahada kurulumundan itibaren iki hafta içinde arızalanan soğuk bağlanmış geri çekmeye sahip bir kasnağı göstermektedir. Konveyör kuruluyordu, bu nedenle yüksek T1/T2 oranıyla (>4) çok fazla durdurma/başlatma işlemi vardı.
DURDURMA/BAŞLATMA UYGULAMALI YENİ BİR KONVEYÖRDE MONTAJDAN İKİ HAFTA SONRA TAHRİK KASNAĞI SOĞUK BAĞLANTI GEÇİŞİNDE ARIZA OLDU.
Bir dizi faktör bir araya gelerek, ayrılma başarısızlığının olasılığını artırır; bunlar arasında şunlar yer alır:
- Kasnak gecikmesindeki yükler döngüseldir ve kasnak rpm'sine bağlı olarak dakikada sıfırdan tam yüke birçok kez hareket eder. Bu dinamik eylem, uygulanan statik yükten çok daha şiddetlidir.
- Özellikle yüklü bir konveyör bandında, başlangıç yükleri normal çalışma yükünden çok daha fazla olacaktır.
- Düşük sıcaklıklar, kauçuk kayış kılıflarının ve herhangi bir kasnak gecikmesinin kauçuk bileşeninin sert ve daha az esnek hale gelmesine neden olur. Sıcaklık ne kadar düşük olursa, bu durum o kadar büyük ölçüde gerçekleşir. Bu esneklik kaybı, uygulanan yükleri soğuk vulkanize gecikmenin en zayıf kısmı olan bağlama sistemine yoğunlaştırır.
Aşağıdaki fotoğraflar, -35°C'deki çalışma koşullarında kurulumdan kısa bir süre sonra bozulan soğuk vulkanize gecikmeli bir kasnağı göstermektedir. Kasnağın yüzeyindeki kabarık kauçuk çıkıntıların hala sağlam olduğunu ve aşınmaya zamanları olmadığını unutmayın.
DÜŞÜK SICAKLIKTA YÜK ALTINDA BAĞLANTI KAYBI NEDENİYLE SOĞUK VULKANİZE EDİLMİŞ GEÇME ARIZA
Kayışın kirli tarafıyla temas eden kasnaklar için, artan aşınma seviyeleriyle artan yerel kesme kuvvetlerine yol açan kayış kapağı aşınmasından kaynaklanan düzensiz profil tarafından yerel kesme kuvvetleri üretilir. Bu konuyla ilgili ayrıntılı bir teknik makale Elastotec ELA1220-Yüksek Gerilim Bükme Kasnakları'ndan edinilebilir.
Kasnak gecikmesinde yapışmanın test edilmesi
Soğuk vulkanize uygulama tekniğini kasnak gecikmesi uygulamak için kullanan birçok gecikme uygulayıcısı, her kasnak üzerinde elde edilen yapışma mukavemetini ölçmez ve bu nedenle her kurulumda elde edilen yapışma hakkında hiçbir fikre sahip değildir.
Elastotec Sıcak Vulkanize Seramik Kaplama (HVCL), kaplama ile kasnak kabuğu arasında 100-20 N/mm yapışma mukavemeti sağlayan garantili %25 kauçuk yırtılma bağı sağlar; bu, ideal koşullar altında soğuk vulkanize kaplama uygulamasıyla elde edilebilecek yapışmanın yaklaşık iki katıdır.
Sıcak vulkanize kaplama uygulamasıyla elde edilen %100 kauçuk yırtılma bağı, her Elastotec kaplamalı kasnakta test edilmiştir.
Elastotec HVCL için bağ o kadar güçlüdür ki, bu teknik denendiğinde kasnak, gergi tarafından kaldırılabilir veya gergi yırtılabilir - kasnak kabuğundan ayrılma olmaz.
%100 kauçuk yırtılma yapışması ile kasnak kabuğundan gelen gecikmenin ayrılması gerçekleşmez. Elastotec şu anda sahada bu bağlama sistemine sahip 500'den fazla kasnağa sahiptir ve yüksek güçlü dişlisiz tahrikler (6,000 kW'a kadar) çalıştıran konveyörlerde çok sayıda kurulum vardır ve bugüne kadar hiçbir ayrılma hatası yaşanmamıştır.
2. Kenar kaldırma
Kenar kaldırma arızalarının çoğunda kasnak gecikmesi kendi başına hala tamamen kullanılabilir durumdadır - aşağıdaki fotoğraf, soğuk vulkanize poliüretanla geciktirilmiş ve bir kömür yıkama tesisinde hizmete sokulmuş bir kasnağı göstermektedir. Kabuk korozyonu kabuk ucunda başlamış ve gecikmenin bu alanda kasnaktan ayrılmasına neden olmuştur. Fotoğraf ayrıca gecikmenin aşınmadığını ve kenar kaldırma gerçekleşmemiş olsaydı kullanılabilir olacağını göstermektedir.
KÖMÜR YIKAMA TESİSİNDE ÇALIŞAN SOĞUK VULKANİZE PU KAPLAMANIN KENAR KALDIRILMASI
Soğuk vulkanize yalıtım malzemesi çıkarılmış, arızalı kasnak, kenar korozyonu ve kalıntı yapıştırıcı desenini göstermektedir.
Açık gri desen, gecikme kaldırıldıktan sonra kasnak kabuğunda bir yapıştırıcı tabakasının kaldığı yerdir. Bu, gecikme profilindeki girintilere karşılık gelir. Yapıştırıcısı olmayan alanlar, soğuk vulkanizasyon uygulama işlemi sırasında çekiçle vurulmuş gecikmenin yükseltilmiş bölümleridir.
Bu, yükseltilmiş gecikme alanlarının hemen altındaki gecikme ve kasnak kabuğu arasında daha fazla temas ve yapışma ve girintili gecikme alanlarında daha az temas ve yapışma ile sonuçlanmıştır. Kasnak kabuğu uçları ıslak koşullara maruz kaldığında, su, girintili gecikme profilinin altındaki alanlarda gecikme ve kasnak kabuğu arasına nüfuz edebilir. Kabuk korozyonu başladığında, kabuk ucuna hızla yayılır ve gecikme kasnak kabuğundan kalkar ve kolayca hasar görür (aşağıdaki fotoğraflara bakın).
KENAR KALKMASI VE KAYIŞ İZLEMESİ NEDENİYLE CİDDİ HASAR
Aşağıdaki iki fotoğraf, aynı maden sahasında soğuk vulkanize seramik lagging ile geri kazanılmış bir kasnağın ve Elastotec Sıcak Vulkanize Seramik Lagging ile geri kazanılmış bir kasnağın operasyon sonuçlarını göstermektedir. Her iki kasnak da büyük bir bakır madenine takılmış ve suyun asidik olduğu ıslak koşullarda çalıştırılmıştır. Her iki kasnağın uç disklerinde ve kilitleme elemanlarında korozyon görülmektedir. Soğuk vulkanize geri kazanılmış kasnakta ciddi kenar kaldırma arızası vardır. HVCL'li kasnakta kenar kaldırma belirtisi yoktur ve geri kazanılmış kasnak tamamen kullanılabilir durumdadır.
SOĞUK VULKAİNİZE UYGULAMA
Sıcak Vulkanize kaplama uygulaması kenar kalkması nedeniyle kaplamanın bozulma olasılığını ortadan kaldırır.
3. Eklem yetmezliği
Gecikmeli şeritler arasındaki birleşim yerleri, düzenli olarak gecikmeli arızaya yol açan bir diğer zayıf noktadır. Soğuk vulkanize gecikmeli uygulama ile birleşim yerlerinin bozulmasına iki ana katkıda bulunan vardır:
- Uygulama teknikleri ve işçilik
- Kayışın çalışması sırasında gecikmeli bağlantılara uyguladığı kuvvetler.
Uygulama teknikleri ve işçilik açısından birçok gecikmeli uygulamacı, her gecikmeli şeridin bir önceki şeride "bittiği" "uç" gecikmeli olarak adlandırılan bir teknik kullanır. Operatörün becerisine ve özenine bağlı olarak sonuç, şeritler arasında boşluk olmamasından birkaç mm genişliğinde bir boşluğa kadar değişebilir (resme bakın). Gecikmeli uygulamacıların birleşim yerlerindeki boşlukları doldurmak için "Sikaflex" gibi sıvı sızdırmazlık maddeleri kullanması yaygındır - boşlukları doldurmak için sızdırmazlık maddelerinin kullanılması, ıslak koşullarda gecikmenin başarısız olmasını sağlayacaktır.
"Kalça" uygulama yöntemi mükemmel bir şekilde yapıldığında bile, birleşim yerinin sızdırmazlığı tamamen soğuk vulkanize yapıştırıcıya dayanır. Bu yöntem "taçlı" kasnaklarda kullanıldığında, birleşim yerini kapatmak için gecikme yerine gerilir. Ortaya çıkan birleşim, gecikme şeritlerinin birbirinden uzaklaşmaya çalışmasıyla gecikmeyi gerginleştirir. Sonunda bu birleşim yerleri açılarak suyun kasnak kabuğuna ulaşmasına ve korozyonun başlamasına izin verir.
"Butt" gecikme yönteminin yaygın olarak kullanılmasının nedeni, en hızlı uygulama yöntemi olması ve bu nedenle uygulayıcıya en düşük maliyeti sağlamasıdır. Bu düşük maliyetli uygulama yöntemi, gecikme hizmet ömrünü önemli ölçüde tehlikeye atar.
Kayışın çalışması sırasında geri bağlantılara uyguladığı kuvvetlere baktığımızda, kayışın geri bağlantılara bir yük uyguladığını görürüz; en büyük yükler tahrik kasnaklarında ve yüksek gerilimli bükme kasnaklarında meydana gelir.
Kayış kasnağa geldiğinde bu yükler, gecikmeli şeritler arasındaki birleşimleri açmak isteyecek şekilde hareket eder. Kasnak ıslak bir ortamda çalışırken, birleşimdeki bu açılma, kayış ile kasnak gecikmesi arasında sıkışan suyun oluşturduğu hidrolik kuvvetle birleşince, suyun kasnak kabuğuna ulaşmasına ve korozyona neden olur.
Sonunda bu korozyon, ek yerleri boyunca uzanan kaplamanın ayrılmasına yol açar – aşağıdaki fotoğraflara bakın.
SOĞUK VULKAİNİZE UYGULAMA
Soğuk vulkanize yalıtım şeritleri arasındaki bağlantı yerlerinde su sızması nedeniyle korozyon ve yalıtım ayrılması.
Kasnak kabuğuna sıcak vulkanize kaplama uygulandığında, her bir şeridin kenarı boyunca vulkanize edilmemiş bağlama tabakası, şeritler arasında hiçbir birleşim veya zayıf nokta olmaksızın sürekli bir kaplama tabakası oluşturmak üzere bir araya geldiğinden, şeritler arasında hiçbir ek yeri olmaz.
Bu sayede gecikme şeritleri arasındaki birleşim yerlerinde gecikme hatası oluşma ihtimali ortadan kaldırılmış olur.
SICAK VULKANİZE EDİLMİŞ BAĞLANTI, YALITIM YÜZEYİNDEN KASNAK GÖVDESİNE KADAR TAMAMEN YALITILMIŞTIR – AYRILMA VEYA SU GİRİŞİ OLASILIĞI YOKTUR
Sıcak vulkanize edilmiş kaplama, birleştirme hatasının ve bunun sonucunda oluşan kaplamanın ayrılmasının ve kasnak kabuğundaki korozyon hasarının önüne geçer.
Daha fazla bilgi için:
David Molesworth
Elastotec Ltd.
E-posta: david@elastotec.com.au
Mobil: + 61 0423 200 178
