Slijtvaste bescherming van hoppers, stortkokers en transportdelen

Hoppers, stortkokers, trechters en transportdelen die vaste materialen verwerken, krijgen voortdurend te maken met slijtage. Zand, mineralen, granulaten, ertsen, poeders en andere grondstoffen vallen op het oppervlak, schuiven langs het staal of veranderen op hoge snelheid van richting. Hierdoor kan lokaal steeds meer materiaal verdwijnen.

Waar die slijtage optreedt, verschilt per installatie. Een stortkoker kan bovenin vooral worden belast door inslag, terwijl verderop voornamelijk glijdende abrasie optreedt. Ook deeltjesgrootte, snelheid, temperatuur en geometrie beïnvloeden het slijtagebeeld.

Slijtvaste bescherming begint daarom niet met de vraag welke coating het hardst is, maar met de vraag: hoe en waar slijt het onderdeel? Op basis daarvan kan worden bepaald of bestaand materiaal eerst moet worden hersteld en welke slijtvaste bekleding vervolgens past bij de toepassing.

Waarom slijten hoppers en stortkokers?

Bij bulkhandling komt het oppervlak voortdurend in aanraking met vaste deeltjes. De manier waarop die deeltjes het staal raken bepaalt in belangrijke mate welke slijtage ontstaat.

Materiaal dat onder een kleine hoek over een oppervlak beweegt, kan groeven en materiaalverlies veroorzaken door glijdende abrasie. Valt hetzelfde materiaal vanaf hoogte rechtstreeks op een plaat, dan speelt impact een veel grotere rol.

Daarnaast maken eigenschappen van het getransporteerde materiaal verschil. Grove, scherpe mineralen belasten een oppervlak anders dan fijn poeder. Ook snelheid, hoeveelheid materiaal, vocht, temperatuur en de vorm van de installatie beïnvloeden hoe snel het materiaal verdwijnt.

Binnen de industriële sector komt dit onder andere voor in cement-, mijnbouw-, recycling-, afvalverwerkings-, staal- en grondstoffeninstallaties. Transportbanden, stortkokers en schroeftransporteurs zijn daar typische onderdelen die continu aan abrasieve materiaalstromen worden blootgesteld.

Voor een uitgebreidere uitleg over de verschillende slijtagemechanismen verwijzen we naar onze kennisblog over slijtage in cementinstallaties.

Waar ontstaat de meeste slijtage?

Slijtage verdeelt zich zelden gelijkmatig over een hopper of stortkoker. Juist het herkennen van de verschillende zones is belangrijk voor het kiezen van een bescherming.

Inslagzones

Op plaatsen waar materiaal vanaf hoogte of met snelheid tegen een oppervlak botst, concentreert de belasting zich op een relatief klein gebied.

Hier kan naast abrasie ook forse impact optreden. Dat is een belangrijk onderscheid: een materiaal met een hoge weerstand tegen glijdende abrasie is niet automatisch de beste bescherming tegen grote brokken die herhaaldelijk met veel energie op hetzelfde punt vallen.

In zulke zones kunnen bijvoorbeeld slijtplaten, keramische systemen, elastomeren of combinaties van beschermingsmethoden relevant zijn.

Glijvlakken

Na het eerste contact beweegt het materiaal vaak verder langs een wand of bodem. Op deze vlakken wordt het staal herhaaldelijk geschuurd door passerende deeltjes.

Dit komt veel voor in hoppers, trechters, stortkokers en transportgoten. Afhankelijk van de hardheid, vorm en grootte van de deeltjes kunnen groeven ontstaan en neemt de wanddikte geleidelijk af.

Overgangen, bochten en transportdelen

Ook plaatsen waar de materiaalstroom van richting verandert, worden vaak extra belast.

Denk aan deflectors, uitlopen, overgangen en leidingbochten. Bij schroeftransporteurs vindt daarnaast voortdurend contact plaats tussen product, schroefblad en behuizing.

Daarom wordt binnen transportbanden en bulkhandling-installaties niet alleen naar het materiaal gekeken, maar ook naar de geometrie en functie van het betreffende onderdeel.

Wat gebeurt er wanneer abrasieve slijtage doorgaat?

In een vroeg stadium zijn vaak groeven, afgeronde randen of lokale slijtageplekken zichtbaar. Wanneer de abrasieve belasting blijft doorgaan, kan steeds meer staal verdwijnen.

Dit kan leiden tot:

• Afnemende wanddikte
• Uitgesleten randen en profielen
• Gaten in hoppers of stortkokers
• Verlies van de oorspronkelijke geometrie
• Productlekkage
• Vaker repareren of oplassen
• Eerder vervangen van slijtdelen

Voor maintenance teams is het daarom belangrijk om niet alleen te kijken naar het herstel van bestaande slijtage, maar ook naar de mogelijkheid om bekende slijtagezones preventief te beschermen.

Eerst herstellen of direct beschermen?

De aanpak verschilt sterk tussen een hopper die al jaren in bedrijf is en een nieuw transportonderdeel waarvan op voorhand bekend is waar abrasie zal ontstaan.

Bestaande slijtage herstellen

Wanneer al materiaal is verdwenen, moet eerst worden vastgesteld hoeveel gezond basismateriaal resteert.

Een slijtvaste lining vervangt geen verloren constructieve sterkte. Bij ernstig wanddikteverlies kan daarom eerst mechanisch herstel, een nieuwe plaat of vervanging nodig zijn.

Wanneer de constructieve conditie voldoende is, kan lokaal verloren profiel in bepaalde toepassingen met een geschikt reparatiecomposiet worden opgebouwd. Het doel is dan eerst een geschikte ondergrond en geometrie terug te brengen voordat verdere bescherming wordt aangebracht.

Bij uitgebreider materiaalverlies kan ook de toepassing algemene erosieschade herstellen relevant zijn.

Nieuwe apparatuur preventief beschermen

Slijtagebescherming hoeft niet pas te worden aangebracht wanneer het staal al beschadigd is.

Wanneer uit ervaring met een bestaande installatie bekend is waar materiaalverlies ontstaat, kunnen nieuwe of gereviseerde componenten preventief worden beschermd.

Dat is bijvoorbeeld interessant bij een nieuwe hopper die hetzelfde materiaal verwerkt als een voorganger waarvan bekend is dat vooral de uitloop en bepaalde glijvlakken snel slijten.

De slijtvaste bekleding vormt dan vanaf ingebruikname de blootgestelde laag, in plaats van het constructiestaal zelf.

Slijtagebeeld beoordelen?
Niet iedere zone vraagt om dezelfde bescherming. Door materiaalsoort, deeltjesgrootte, impact, temperatuur en geometrie vooraf te beoordelen, kan de bescherming worden afgestemd op de daadwerkelijke belasting.

Slijtvaste bescherming met de Belzona 1800-serie

Voor herstel en bescherming van onderdelen die worden blootgesteld aan abrasieve materiaalstromen heeft Belzona verschillende keramisch gevulde systemen binnen de 1800-serie.

Deze materialen worden koud aangebracht en vormen na uitharding een naadloze, slijtvaste bekleding. De verschillende producten zijn echter niet onderling uitwisselbaar. De juiste keuze hangt onder andere af van het slijtagemechanisme, deeltjesgrootte, oppervlak, temperatuur, beschikbare oppervlaktevoorbereiding en onderhoudstijd.

De verschillende producten binnen de Belzona 1800-serie hebben ieder hun eigen eigenschappen en toepassingsgebied. Welke oplossing het meest geschikt is, hangt daarom af van de specifieke belasting op het betreffende oppervlak, zoals deeltjesgrootte, impact, temperatuur en de omvang van de slijtagezone.

Welke Belzona 1800-oplossing past bij welke toepassing?

Belzona 1814 voor grotere abrasief belaste oppervlakken

Belzona 1814 is een driecomponenten abrasiebestendig composiet dat specifiek is ontwikkeld voor sterk abrasieve omstandigheden en toepassing over grotere oppervlakken. Belzona noemt hoppers, chutes, schroeftransporteurs, hydrocyclonen en vergelijkbare apparatuur als typische toepassingsgebieden. Het systeem kan als naadloze slijtvaste lining worden aangebracht.

Dat maakt het bijvoorbeeld interessant wanneer een groot deel van de binnenwand of het glijvlak van een stortkoker moet worden beschermd.

De omvang van het oppervlak mag echter nooit de enige selectievoorwaarde zijn. Een grote hopper met zware inslag van grote brokken kan een andere bescherming vragen dan een even groot oppervlak waar voornamelijk materiaal overheen schuift.

Belzona 1814 kan daarnaast worden gebruikt in combinatie met slijtvaste tegels of slijtplaten wanneer zo’n systeem technisch passend is.

Belzona 1818 voor lokale en snelle slijtagerreparaties

Niet iedere onderhoudssituatie vraagt om het volledig opnieuw bekleden van een component.

Belzona 1818 is juist ontwikkeld als snel uithardend, surface-tolerant en abrasiebestendig systeem voor onder andere patchreparaties. Belzona noemt hoppers, chutes, schroeftransporteurs, wear plates en andere onderdelen in solids handling als toepassingsgebieden.

Dat kan interessant zijn wanneer een bestaande slijtvaste bekleding overwegend goed functioneert maar één gebied lokaal versneld slijt, of wanneer tijdens een kort onderhoudsvenster een beschadigde zone moet worden hersteld.

Surface tolerant betekent overigens niet dat oppervlaktevoorbereiding kan worden overgeslagen. Het oppervlak moet nog steeds overeenkomstig de actuele applicatie-instructies worden voorbereid. De eigenschap geeft vooral meer mogelijkheden wanneer ideale straalomstandigheden praktisch niet beschikbaar zijn.

Belzona 1811 en 1812 voor verschillende deeltjesgroottes

De grootte van abrasieve deeltjes kan eveneens invloed hebben op de materiaalkeuze.

Belzona 1811 (Ceramic Carbide) is ontwikkeld voor glijdende abrasie door grovere materialen en wordt onder andere gebruikt op hoppers, chutes, schroeftransporteurs, slijtplaten en deflectors.

Voor fijnere abrasieve deeltjes bestaat Belzona 1812 (Ceramic Carbide FP). De huidige Belzona-documentatie positioneert dit product voor fijnere deeltjes en toepassingen zoals hoppers, chutes, leidingbochten en schroeftransporteurs.

Een toepassing met steenslag vraagt daardoor niet automatisch om hetzelfde systeem als een component waar fijn stof of poeder langs beweegt.

Een vereenvoudigde eerste indeling ziet er zo uit:

Deze tabel is alleen een eerste indicatie. Productselectie moet altijd worden afgestemd op de volledige bedrijfsomstandigheden.

Waarom oppervlaktevoorbereiding belangrijk blijft

Een slijtvaste bekleding presteert niet alleen op basis van zijn slijtvastheid. Ook de hechting aan de ondergrond is bepalend.

Losse oude bekleding, corrosieproducten, vet, stof en andere verontreiniging moeten daarom worden meegenomen in de voorbereiding. Ook moet een geschikt oppervlakteprofiel worden gecreëerd volgens de applicatie-instructies van het gekozen systeem.

Bij grote hoppers en stortkokers is dit praktisch relevant. Hoeken, lassen, verstevigingen en moeilijk bereikbare gebieden maken de voorbereiding soms complexer dan een vlakke proefplaat doet vermoeden.

De onderhoudsplanning moet oppervlaktevoorbereiding daarom vanaf het begin meenemen, in plaats van deze pas vlak voor de applicatie te bepalen.

Eén stortkoker kan meerdere soorten bescherming nodig hebben

Een belangrijke fout bij slijtagebescherming is een complete installatie als één uniforme slijtagezone beschouwen.

Stel dat grove mineralen bovenin een stortkoker vallen. Het eerste contactpunt krijgt herhaaldelijk zware inslag te verwerken. Daarna glijden dezelfde deeltjes langs de wand richting de uitloop.

Hoewel het om dezelfde materiaalstroom gaat, is de mechanische belasting op beide locaties anders.

In de eerste zone kunnen keramische tegels, slijtplaten, elastomeren of andere impactbestendige oplossingen nodig zijn. Op het glijvlak kan een keramisch gevuld abrasiebestendig composiet juist interessant zijn.

Belzona-systemen kunnen ook onderdeel zijn van zo’n gecombineerde aanpak. Belzona 1814 en 1811 worden bijvoorbeeld gebruikt voor het verlijmen en groutten van bepaalde slijtvaste tegels en platen.

Het doel is dus niet per definitie overal hetzelfde materiaal aanbrengen, maar iedere slijtagezone passend beschermen.

Hoe bepaal je de juiste slijtagebescherming?

Voor een goede selectie moeten meerdere factoren gezamenlijk worden beoordeeld:

1. Welk materiaal wordt verwerkt?
   Kijk naar hardheid, scherpte en deeltjesgrootte.
2. Hoe beweegt het materiaal?
   Glijdt het langs het oppervlak of valt het rechtstreeks op de constructie?
3. Waar concentreert de slijtage zich?
   Een lokale inslagzone vraagt een andere aanpak dan een volledig glijvlak.
4. Hoeveel gezond basismateriaal resteert?
   Bepaal of herstel nodig is voordat een beschermende lining wordt aangebracht.
5. Welke temperatuur heerst er?
   Zowel continue bedrijfstemperatuur als piektemperaturen zijn relevant.
6. Welke voorbereiding is mogelijk?
   Bereikbaarheid en beschikbare oppervlaktevoorbereiding kunnen de productkeuze beïnvloeden.
7. Hoe lang duurt het onderhoudsvenster?
   Uithardingstijd en beschikbare applicatietijd zijn vooral tijdens stops belangrijke selectiecriteria.

Door deze factoren samen te beoordelen wordt duidelijk of een keramisch gevuld composiet, een slijtplaat, keramische tegels, een elastomeer of een combinatie daarvan de meest logische richting is.

Slijtage liever beheersen dan telkens opnieuw herstellen

Hoppers, stortkokers en transportdelen blijven tijdens bedrijf worden blootgesteld aan hun materiaalstroom. Slijtage volledig uitsluiten is daarom vaak niet realistisch.

Het doel van een slijtvaste bescherming is vooral te bepalen waar de slijtage plaatsvindt en welk materiaal die belasting opvangt.

Wanneer bekende slijtagezones gericht worden beschermd, kan het constructiestaal langer intact blijven en kan onderhoud beter worden gepland. Bij onderdelen die al beschadigd zijn, begint dezelfde aanpak met beoordelen of het basismateriaal eerst moet worden hersteld.

Perspect kan meedenken over het slijtagebeeld, deeltjesgrootte, impact, temperatuur, ondergrond, oppervlaktevoorbereiding en beschikbare onderhoudstijd. Op basis daarvan kan worden bepaald welke Belzona-oplossing of combinatie van systemen het beste bij de toepassing aansluit.