Protecţia împotriva uzurii facilitează economia circulară

Tehnologiile de protecție anti-uzură sunt esențiale pentru reducerea timpului de nefuncționare a echipamentelor, a costurilor de întreținere și de operare în industria deșeurilor și a reciclării. Mickael Guellil, responsabilul Castolin Eutectic Services Europe South West, explorează în cele ce urmează diversitatea de soluții disponibile pentru combaterea uzurii.

Acest sector gestionează un spectru foarte larg de materiale abrazive și erozive care intră în contact cu suprafeţe metalice potenţial vulnera­bile în timpul colectării, transportului, mărunţirii și prelucrării ulterioare a deșeurilor. Acestea variază de la beton, metalul vehiculelor și anvelopelor, lemn, plastic și sticlă, până la deșeuri menajere mixte și apă uzată. Prelucrarea deșeurilor nereciclabile se poate încheia cu incinerarea, unde suprafeţele echi­pamentelor sunt supuse coroziunii și altor forme de uzură.

În mod obișnuit, bucăţile mari de material dur sunt sparte în bucăţi mai mici cu ajutorul unor mașini de zdrobire și mărunţire. Acestea tind să aibă elemente rotative ce conţin discuri tăietoare, lame, cuţite sau ciocane, care se uzează în timp.

Mașinile utilizate pentru a transporta, com­prima, amesteca sau pompa materiale în instalaţiile de prelucrare se bazează adesea pe principiul șurubului. Uzura poate afecta geometria mașinii și, prin urmare, funcţionalitatea acesteia. Alte forme de transport de materiale cu probleme de uzură sunt camioanele, basculantele, grapele, jgheaburile, transportorii și conductele. În instalaţiile de incinerare suprafeţele interioare ale cazanelor și ţevilor sunt deosebit de predispuse la coroziune.

Cel mai evident efect negativ al uzurii în aceste sisteme este scurtarea duratei de viaţă a com­ponentelor, ceea ce duce la costuri de înlocuire, reparaţii și manoperă. Defectarea componentelor în timpul funcţionării duce la opriri neplanificate și devine deosebit de costisitoare. Este important să recunoaștem că o piesă uzată funcţionează mai puţin eficient, astfel încât consumul de energie este mai mare. Acest lucru nu numai că se adaugă la costurile de funcţionare, dar crește și emisiile de carbon.

Acoperirea împotriva uzurii - sau acoperirea cu învelișuri dure, așa cum este cunoscută uneori - abordează aceste probleme. Pe lângă prelungirea duratei de viaţă a echipamentelor, acesta menţine forma, dimensiunile și alte calităţi originale ale pie­selor pentru o performanţă și o eficienţă energetică optime. Tratamentele împotriva uzurii pot fi apli­cate în timpul fabricării sau asamblării originale a echipamentelor cu scop preventiv. Alternativ, ele pot fi adăugate ca parte a unui proces de reparare și restaurare, oferind pieselor o a doua viaţă și o protecţie mai bună.

Din marea varietate de soluţii de acoperire împotriva uzurii disponibile în prezent, cea mai bună alegere pentru o aplicaţie specifică va depin­de de factori precum tipul și activitatea mașinii, materialele manipulate, tipurile de uzură, presiunea, temperatura și prezenţa substanţelor corozive. Nu putem acoperi totul într-un singur articol, dar exem­plele descrise aici vor ilustra principalele provocări și principii.

Anvelope

Anvelopele de vehicule scoase din uz sunt adesea mărunţite înainte de a fi prelucrate ulterior ca și combustibil pentru incineratoare sau sunt transformate în miez de cauciuc pentru a fi utilizate pentru suprafeţe de drumuri, sporturi și spaţii de joacă. Lamele rotorului, dinţii și cuţitele din mașinile de mărunţit sunt supuse la uzură metal-metal de la curelele de oţel din anvelope, precum și la o abra­ziune extremă din partea fibrelor structurale și a cauciucului în sine. Șocurile de impact pot provoca, de asemenea, deteriorări și uzură.

Castolin Eutectic utilizează aliaje avansate în gama sa de bobine de sudură pentru a întări aceste suprafeţe de tăiere și a le menţine mar­ginile ascuţite. Un specialist Castolin Eutectic în aplicaţii tehnice poate repara componentele uzate la faţa locului, printr-un proces care le redă forma și ascuţimea. Valoarea unei componente ascuţite de mărunţire a anvelopelor este asemănătoare cu cea a unui cuţit de bucătărie ascuţit, care necesită mai puţină forţă și energie pentru a tăia.

Pe baza considerentelor metalurgice și de apli­care, se alege o sârmă de sudură cu o structură, o compoziţie și proprietăţi specifice. Printre avantaje se numără nivelurile ridicate de duritate, precum și rezistenţa la fisurare atunci când este aplicat în mai multe straturi. Rezultatul obţinut este durata de viaţă mult mai lungă a componentelor, dar și mult mai multe tone de anvelope mărunţite în service-uri.

Vehicule

În timp ce reciclarea vehiculelor este un sub­sector industrial distinct, principii similare se aplică și în cazul prelucrării altor articole de mari dimen­siuni, cum ar fi electrocasnicele. Iniţial, ne lovim de provocări legate de transport și manipulare. O practică caracteristică este utilizarea gratiilor pentru a muta vehiculele pe șantier. Acestea suferă o uzură agresivă din cauza contactului metal-metal și a șocurilor. În acest caz, alegerea corectă a sârmelor de sudură poate oferi aici întărirea și protecţia necesară.

Înainte de procesare, reciclatorul va îndepărta în mod ideal fluidele și alte elemente nemetalice, cum ar fi anvelopele, bateria și geamurile, împreună cu orice piese care pot fi reutilizate sau recondiţionate. Vehiculul poate merge apoi la un pre-trituitor sau la un ripper pentru aplatizare și rupere în bucăţi mai ușor de gestionat. Un al doilea tocător poate reduce apoi aceste bucăţi la dimensiuni mai mici.

Principiul general al mașinilor de zdrobire, rupere, fragmentare și mărunţire este similar cu cel al unui măcinător de cafea. Ciocane, discuri și alte elemente tăietoare, atașate la un rotor, zdrobesc metalul de barele sau nicovalele din oţel aliat. Astfel metalul se sparge în bucăţi, care continuă să fie târâte în jurul carcasei rotorului și tocate din nou până când sunt suficient de mici pentru a cădea prin găurile recipientului de dedesubt.

Nu este surprinzător faptul că discurile rotoru­lui, ciocanele, barele de impact și garniturile se pot uza rapid. Acoperirea acestor piese cu unul dintre aliajele speciale Castolin Eutectic oferă rapid suprafeţe întărite prin prelucrare, fără fisuri. Opţiunile suplimentare includ utilizarea electrozilor de sudură pentru a acoperi părţile abrazive ale dis­curilor și a sârmelor de sudură cu scopul de a întări ciocanele. În fiecare caz, se face o recomandare cu privire la produsul sau combinaţia de produse care va fi cea mai eficientă.

Sistemele de mărunţire includ separatoare care împart materialul mărunţit în fluxuri de deșeuri feroa­se și neferoase. Praful din piesele nemetalice zdro­bite este captat de mecanismele de desprăfuire. Pentru a proteja suprafeţele de particulele abrazive care se deplasează rapid, Castolin Eutectic aplică plăcile anti-uzură Castodur Diamond Plates (CDP^®). Aceste plăci de uzură, care au numeroase aplicaţii, pot fi tăiate, modelate și montate cu ușurinţă pentru a proteja orice suprafaţă. În cele din urmă, fluxurile de particule pot fi transportate prin inter­mediul conductelor CastoTubes rezistente la uzură, a căror suprafaţă interioară este acoperită cu un aliaj special.

Materiale de construcţie

Deșeurile din construcţii și demolări se prezintă, de obicei, sub formă de moloz. Betonul, cărămizile și asfaltul vor fi concasate și folosite fie ca fundaţie rutieră, fie pentru a înlocui pietrișul ca agregat în producţia de beton. Acestea pot fi amestecate cu elemente precum lemn, sticlă, plastic, materiale izolatoare și oţel.

Colectarea și transportul expun suprafeţele bul­dozerelor, camioanelor, basculantelor și gratiilor la acest proces abraziv. La uzina de reciclare, materi­alele sunt separate și cernute folosind o combinaţie de metode, inclusiv magnetice, gravitaţionale și de flotaţie, precum și culegerea manuală. Fiecare flux este apoi redirecţionat pentru o prelucrare corespunzătoare.

După aceasta, molozul trece prin două etape de concasare pentru a-l reduce la dimensiunea necesară. Utilajele de concasare sunt similare cu cele descrise pentru reciclarea vehiculelor, similar cu soluţiile de căptușire. Rezolvările se aplică la concasoarele utilizate pentru mărunţirea deșeurilor de lemn și mobilier în vederea reciclării sau, în cazul lemnului de calitate mai slabă, pentru prelu­crarea acestuia ca resursă pentru incineratoarele de biomasă.

Sticlă

Recipientele din sticlă sunt diferite de ferestrele și ecranele de televizor realizate din aceeași mate­rial.

Acestea sunt ușor de reciclat atâta timp cât nu se produce un amestec cu alte tipuri de sticlă și nu sunt contaminate cu materiale care nu sunt din acest material. După colectare, sticla trece printr-o serie de procese mecanice care produc „cioburi” - principala materie primă pentru fabricarea sticlei.

O etapă importantă este măcinarea, care reduce granulele de sticlă la o dimensiune regulată și ajută la separarea obiectelor străine, cum ar fi capacele de sticlă. Suprafeţele din mașinile de concasare și măcinare trebuie să fie protejate împotriva abrazi­unii și eroziunii cauzate de acest material ascuţit și granular. Rezultatul este apoi amestecat cu nisip, carbonat de sodiu, calcar și alumină înainte de a fi mutat în cuptorul de fabricare a sticlei. Mașina de amestecare este un alt punct de interes pentru uzura abrazivă și erozivă.

Plăcile de protecție anti-uzură CDP fabricate de Castolin Eutectic pot fi montate pe suprafeţele inte­rioare ale malaxorului, concasorului și polizorului, precum și în buncărurile și jgheaburile utilizate pen­tru deplasarea materialelor în instalaţie. Uneltele de amestecare pot fi acoperite cu aliaje anti-uzură.

Deşeuri generale

Există multe alte materiale reciclabile, fiecare cu propriile căi de procesare. Printre exemple se numără hârtia, cartonul, aluminiul, conservele din oţel, recipientele de plastic, bateriile și deșeurile compostabile. Deși prelucrarea finală variază de la un produs la altul, acestea tind să aibă o serie de etape comune. În special, faptul că necesită colec-tare și transport, deplasare între procesele de la faţa locului și reducerea dimensiunilor prin interme­diul mașinilor de zdrobire și/ sau mărunţire. După separarea materialelor reciclabile, deșeurile rămase sunt trimise la incinerare sau la groapa de gunoi.

Învelișul dur pentru vehicule, jgheaburi și alte suprafeţe de transport implică adesea aplicarea de plăci de uzură, cum ar fi CDP. Protecţia împotriva uzurii pentru mașinile de concasare și mărunţire a fost deja discutată. În cazul gunoiului menajer, utilajele trebuie să poată face faţă unei abraziuni constante, la care se adaugă șocurile ocazionale datorate materialelor mai dure din amestec.

Mecanismele mari pe bază de șuruburi sunt utilizate frecvent pentru a muta materialele solide de la un proces la altul. Altele servesc la ameste-carea și aerisirea vegetaţiei în timpul compostării. Includerea ocazională a pietrelor și a altor obiecte dure în amestec contribuie la uzura paletelor și a altor suprafeţe ale șurubului. Bobinele speciale de sudură se numără printre soluţiile de căptușire dură în acest caz.

Canalizare

Efluenţii menajeri ajung la staţiile de epurare a apelor uzate unde substanţele contaminate sunt eliminate pentru a produce apă suficient de curată pentru a fi evacuată în căile navigabile. Printr-o serie de procese mecanice, biologice și chimice, conţinutul său solid este separat treptat sub formă de nămol.

Materialele solide aflate în suspensie pot avea efecte erozive asupra structurilor. Un punct de interes special pentru acest lucru este reprezentat de șuruburile centrifugale care pompează nămolul. În acest caz, eficienţa de pompare depinde de menţinerea unor niveluri de toleranţă precise în paletele șuruburilor și în găurile de ieșire. Pentru a reconstrui și întări structurile șuruburilor, aces­tea pot fi acoperite cu ajutorul unor electrozi de sudură. În plus, un strat de pulbere specială oferă o protecţie suplimentară zonelor critice.

Nămolul de epurare tratat poate fi transportat pe terenurile agricole și aplicat ca îngrășământ. Alternativ, acesta poate fi uscat și depozitat pentru utilizare agricolă ulterioară sau trimis la incinerare. Pe măsură ce nămolul devine mai concentrat, mai vâscos și mai presurizat în timpul proceselor de deshidratare și uscare, impactul eroziv al acestuia asupra pereţilor interiori ai echipamentului crește. Produsul final uscat și prăfuit este foarte abraziv în timpul transportului. Astfel este posibil să fie necesară refacerea structurilor și protejarea lor cu soluţii de acoperire cu pulbere.

Incinerare

Gunoaiele nereciclabile amestecate, deșeurile de lemn, nămolul de epurare uscat și alte materiale nedorite pot avea un scop util în incineratoare. În aceste locuri se elimină deșeurile care altfel ar putea ajunge la groapa de gunoi, alimentând în același timp sistemele locale de încălzire urbană și/ sau generând energie electrică.

Amestecul primit de instalaţiile de incinerare conţine o varietate de elemente dure și rezistente care provoacă uzură agresivă în timpul transpor­tului și manipulării. Soluţiile de acoperire împotriva uzurii pentru camioanele sau utilajele de concasare și mărunţire implicate în proces, au fost deja discu­tate anterior.

În cele mai tradiţionale configuraţii, deșeurile sunt arse pe un grătar. Barele mobile ale grătarului alunecă unele peste altele pentru a întoarce deșeurile, a redistribui căldura și a îndepărta cenușa. Această mișcare, împreună cu căldura și natura corozivă a deșeurilor, provoacă uzură. Un strat de protecţie le poate prelungi durata de viaţă.

În sistemele de incinerare cu pat fluidizat și cu injecţie de combustibil, mișcarea încărcăturii de deșeuri în cadrul sistemului provoacă uzură internă. O problemă suplimentară pentru toate instalaţiile de incinerare este faptul că fumul pro­venit din arderea deșeurilor se combină cu alţi factori și pot crea condiţii corozive. Particulele de funingine, sulfatarea, clorul din apa clocotită, precum și temperaturile și presiunile ridicate, toate acestea contribuie la deteriorarea pereţilor interiori ai cazanelor, ai conductelor și ai altor componente.

Pe lângă deteriorarea structurilor echipamen­telor, coroziunea creează depozite care reduc eficienţa sistemului prin întreruperea fluxurilor și reducerea transmisiei termice. Spray-urile termice Castolin Eutectic protejează împotriva coroziunii și eroziunii în zone care precum: pereţii din cazane, camerele de ardere, tuburile cu trecere, alte ţevi sau supraîncălzitoare.

Un strat ceramic Castolin Eutectic Tube Armor, pulverizat peste spray-ul termic, adaugă o protecţie suplimentară acestor suprafeţe și este foarte eficient în prevenirea sufocării tuburilor prin acu­mularea de particule. O altă gamă de învelușuri Castolin Eutectic are o formulă care combină ele­mente ceramice și polimerice. Aplicată în special în filtrul electrostatic al incineratorului, în conductele de fum și în zonele de procesare umedă și, mai general, pe structuri precum șuruburile de transport al hranei, aceasta asigură suprafeţe netede, fără colmatare.

Grupurile de produse menţionate în acest articol reprezintă doar un mic eșantion dintr-o gamă cuprinzătoare fabricate de Castolin Eutectic. Aceasta include caracteristici specifice dedicate fiecărui set de circumstanţe de uzură. Dezvoltarea lor s-a bazat pe mulţi ani de cercetare și experienţă în acest domeniu de către Castolin Eutectic. O reţea de ingineri și tehnicieni calificaţi este pregătită să asigure detectarea uzurii la faţa locului, analiza și consilierea, înainte de a recomanda soluţia ideală.

Pentru informaţii suplimentare, vizitaţi https://www.castolin.com/.