Уменьшение износа гидроциклона на песочнице с 95% алюминиевой керамической облицовкой

Фон

На пескоочистительной установке часто происходил износ гидроциклонной системы. Гидроциклон использовался для отделения мелких частиц, удаления бурового раствора и классификации песка. Поскольку суспензия содержала абразивные частицы песка и работала на высокой скорости, внутренняя стенка циклона подвергалась постоянным ударам и эрозии.

В начале операции система могла поддерживать нормальную производительность классификации. Однако уже через несколько месяцев эксплуатации на установке стали замечаться изменения в работе гидроциклона. Внутренняя стенка стала шероховатой, на лейнере появился локальный износ, и результат классификации стал менее стабильным. Бригадам технического обслуживания приходилось чаще проверять и ремонтировать циклон, что увеличивало время простоя и затраты на рабочую силу.

Главной заботой заказчика была не просто замена изношенного вкладыша. Их настоящей заботой была стабильность производства. Каждая остановка влияла на линию промывки песка, снижала производительность и увеличивала нагрузку на планирование технического обслуживания.

Проблема

Первоначальный материал футеровки не мог обеспечить достаточную стойкость к длительному истиранию из шлама. В этом режиме работы частицы песка постоянно ударяются о стенку циклона под действием высокоскоростного вращательного потока. Наиболее серьезный износ обычно наблюдается вблизи входного отверстия, конусной части и зоны нижнего слива. По мере износа этих участков внутренняя геометрия циклона меняется, что влияет на структуру потока шлама.

Завод столкнулся с рядом практических проблем:

• Частая проверка и замена вкладыша
• Локальный износ вблизи зон повышенного воздействия
• Нестабильные характеристики классификации после износа внутренней поверхности.
• Более высокие затраты на запасные части и рабочую силу по техническому обслуживанию.
• Перебои в производстве, вызванные внеплановым техническим обслуживанием

Для директора завода самой большой проблемой было то, что гидроциклон стал компонентом, требующим технического обслуживания. Даже если бы стоимость замены каждого лайнера была приемлемой, скрытая стоимость остановки была бы намного выше.

Анализ первопричин

После анализа условий эксплуатации основной причиной было установлено воздействие высокоабразивной суспензии. Гидроциклон перекачивал песок и суспензию при непрерывном движении частиц. Под действием центробежной силы абразивные частицы неоднократно контактировали с внутренней стенкой. Традиционные металлические или резиновые поверхности не могли сохранять свою форму и гладкость в течение длительного времени в таких условиях работы.

Проблема заключалась не только в износе материала. Как только на внутренней стенке возник износ, изменилась и среда сепарации циклона. Поток стал менее стабильным, и это повлияло на последовательность классификации. Другими словами, лайнер был не просто защитным слоем. Это напрямую повлияло на эксплуатационные характеристики оборудования.

Инженерное решение

Для повышения износостойкости и стабилизации длительной эксплуатации рекомендован гидроциклон с 95% глиноземной керамической футеровкой. В решении использовалась металлическая оболочка в качестве структурного тела и керамические плитки из глинозема высокой плотности в качестве внутреннего слоя защиты от износа.

Керамическая футеровка была спроектирована в соответствии с различными частями гидроциклона, включая секцию цилиндра, конусную секцию, впускное отверстие, зону перелива и сопло нижнего слива. Небольшая керамическая плитка использовалась в тон изогнутой внутренней поверхности. Это позволило керамической облицовке более точно соответствовать геометрии циклона и уменьшить зазоры между плитками.

Для лучшей стабильности бондинга было выбрано шахматное расположение керамики. Во время установки внутренняя поверхность была очищена и подготовлена ​​перед приклеиванием керамики. Керамические плитки были уложены плотно, а зазоры контролировались, чтобы предотвратить проникновение жидкого раствора за футеровку. После отверждения на внутренней поверхности образовался гладкий и износостойкий защитный слой.

Почему была выбрана 95% глиноземная керамика

Была выбрана керамика с содержанием 95% глинозема, поскольку она обеспечивает высокую твердость, высокую стойкость к истиранию и хорошую стабильность при шламовой эрозии. По сравнению с резиновыми футеровками керамическая футеровка обладает гораздо большей устойчивостью к воздействию твердых частиц. По сравнению с металлическими вкладышами керамика не подвергается такому же уровню эрозии и коррозии под воздействием абразивного потока суспензии.

Для этого применения заводу требовался облицовочный материал, способный не только выдерживать износ. Он должен был поддерживать гладкую поверхность потока и поддерживать стабильные характеристики классификации с течением времени. Вот почему глиноземная керамика оказалась лучшим выбором, чем простое увеличение толщины металла.

Результат и ценность

После перехода на гидроциклон с керамической футеровкой завод ожидал значительного увеличения срока службы и стабильности обслуживания. Керамическая футеровка обеспечила более прочную внутреннюю изнашиваемую поверхность, что уменьшило необходимость частой замены футеровки. Более гладкая внутренняя стенка также помогла обеспечить более стабильный путь потока навозной жижи, обеспечивая единообразную классификацию частиц.

Ключевой ценностью для заказчика было:

• Увеличенный срок службы футеровки гидроциклона
• Сниженная частота технического обслуживания
• Меньший расход запасных частей
• Меньше незапланированных простоев
• Более стабильная производительность классификации
• Снижение общих затрат на техническое обслуживание с течением времени

Для завода важнейшим преимуществом стал не только сам керамический материал, но и улучшение непрерывности производства. Когда гидроциклон работает дольше без частых перерывов в обслуживании, становится легче управлять всей системой промывки песка.

Инженерное заключение

В системах абразивного навоза износ гидроциклонов – это не просто проблема запасных частей. Это проблема стабильности производства. Если внутренняя поверхность изнашивается слишком быстро, система классификации становится нестабильной, затраты на техническое обслуживание увеличиваются, а работу установки становится сложнее контролировать.

Гидроциклон с 95% глиноземной керамической футеровкой представляет собой практичное решение, непосредственно защищая внутреннюю поверхность износа. Керамическая футеровка может помочь продлить срок службы, сократить время простоев и повысить долгосрочную эксплуатационную надежность на пескоочистительных установках, системах обогащения полезных ископаемых, обогатительных фабриках по обогащению угля и других предприятиях по классификации шлама.