Σφραγίδες ανθεκτικές στην φθορά από NBR και CR για Ταινιοφόρα, Κοχλιοφόρα και Σκραπερ Ταινιοφόρα

Τα συστήματα μεταφοράς αποτελούν το αρτηριακό δίκτυο των βιομηχανιών εξόρυξης, αδρανών, γεωργίας και χειρισμού χύδην υλικών. Μεταφέρουν εκατομμύρια τόνους υλικού ετησίως, ενώ η αξιοπιστία τους αποτελεί τη βάση της παραγωγικότητας των εγκαταστάσεων. Ένα κρίσιμο, αλλά συχνά παραβλεπόμενο, στοιχείο αυτής της αξιοπιστίας είναι το απλό σφράγισμα στους κυλίνδρους ενίσχυσης (idler rollers), στους κινητήριους άξονες (drive shafts) και στα σημεία μεταφοράς (transfer points). Αυτά τα σφραγίσματα εκτελούν δύο καθήκοντα: διατηρούν τη λιπαντική γράσα εντός των κουζινέτων και αποκλείουν από την κοιλότητα των κουζινέτων τους απαιτητικούς ρύπους (σκόνη, αμμοχάλικο, υγρασία). Η αποτυχία τους οδηγεί σε γρήγορη φθορά των κουζινέτων, σε κολλημένους κυλίνδρους, σε σχισμένες ταινίες και σε ακριβή, μη προγραμματισμένη διακοπή λειτουργίας.

Το λειτουργικό περιβάλλον καθορίζει το υλικό του σφραγίσματος. Ο κύριος εχθρός είναι η τρισώματη απόσβηση (three-body abrasion), όπου σκληρά σωματίδια εγκλωβίζονται μεταξύ του σφραγιστικού χείλους και του άξονα, λειτουργώντας ως τροχός λείανσης. Το νιτρίλιο (NBR) και το χλωροπρένιο (CR ή Neoprene) είναι οι δύο πιο διαδεδομένοι ελαστομερείς που επιλέγονται γι’ αυτή την αντιμετώπιση, έχοντας ο καθένας διακριτά πλεονεκτήματα.

Νιτρίλιο (NBR): Το βιομηχανικό πρότυπο για σφράγιση γενικής χρήσης. Οι κύριες του ισχύεις είναι η εξαιρετική αντοχή σε λιπαντικά και ελαστικά με βάση το πετρέλαιο, οι καλές μηχανικές ιδιότητες (αντοχή σε εφελκυσμό, αντοχή σε διάρρηξη) και η οικονομική του αποτελεσματικότητα. Για τις περισσότερες εφαρμογές ταινιών μεταφοράς που χρησιμοποιούν τυπικά λιπαντικά λιθίου ή ασβεστίου, το NBR είναι πλήρως επαρκές. Η αντοχή του στη διάβρωση είναι καλή, αλλά μπορεί να μειωθεί από τη συνεχή έκθεση σε όζον και καιρικές συνθήκες σε εξωτερικές εγκαταστάσεις.

Χλωροπρένη (CR): Αυτό το υλικό αποτελεί μια ελκυστική εναλλακτική λύση. Διαθέτει μηχανικές ιδιότητες παρόμοιες με εκείνες του NBR, αλλά υπερτερεί σημαντικά αυτού όσον αφορά την αντίσταση σε όζον, καιρικές συνθήκες και μέτριες φλόγες. Η CR παρουσιάζει επίσης καλύτερη αντίσταση στη γήρανση και στις ρωγμές λόγω κάμψης όταν εκτίθεται στον ηλιακό φωτισμό και στα ατμοσφαιρικά στοιχεία. Επιπλέον, αντέχει σε ευρύτερη γκάμα χημικών ουσιών, προσφέροντας καλύτερη αντίσταση σε ήπια οξέα και αλκάλια που συναντώνται ενδεχομένως σε επεξεργασμένα υλικά (π.χ. φωσφορικός βράχος, ορισμένα μεταλλεύματα). Το μειονέκτημά της είναι η κατώτερη αντίσταση σε πετρελαιοειδή έλαια και καύσιμα σε σύγκριση με το NBR, παρόλο που εμφανίζει καλή απόδοση με πολλά συνθετικά λιπαντικά και υδραυλικά υγρά ανθεκτικά στη φωτιά (HFC, HFD).

Επιλογή κατά τύπο ταινίας μεταφοράς:

1. Ρολάρια Στηρίξεως Ταινίας Μεταφοράς: Αυτά αποτελούν τα πλέον αριθμητικά σημεία σφράγισης. Οι σφραγίδες εκτίθενται συνεχώς σε ομίχλες σκόνης. Η τυπική πρακτική περιλαμβάνει τη χρήση σφραγίδων επαφής λαβυρινθού ή πολυφλούδων σφραγίδων κατασκευασμένων από NBR ή CR. Σε εξαιρετικά υγρά ή διαβρωτικά περιβάλλοντα (π.χ. αλατούχος αέρας στις ακτές των Φιλιππίνων, όξινη σκόνη σε ορισμένα ινδικά ορυχεία), προτιμάται το CR λόγω της αντοχής του σε περιβαλλοντικές επιδράσεις. Πολλά ρολάρια διαθέτουν σήμερα μη επαφόμενες λαβυρινθοειδείς σφραγίδες βασισμένες σε πολυμερή για μεγιστοποίηση της διάρκειας ζωής, με εσωτερική σφραγίδα επαφής NBR ως τελικό εμπόδιο.

2. Σφραγίδες Άξονα Κοχλιοειδούς Ταινίας Μεταφοράς: Αυτές οι σφραγίδες περιορίζουν το μεταφερόμενο υλικό εντός της δεξαμενής. Η φθορά είναι υψηλή και ενδέχεται να υπάρχει υγρασία. Το CR είναι συχνά η καλύτερη επιλογή λόγω της εξαιρετικής αντοχής του σε περιβαλλοντικές επιδράσεις. Για εφαρμογές τροφίμων, χρησιμοποιούνται ειδικές συνθέσεις NBR που έχουν εγκριθεί από την FDA.

3. Συνδέσεις σκαπτήρα/αλυσομεταφοράς και κινητήρια τροχαλία: Υπόκεινται σε κρούσεις, μη ευθυγράμμιση και βαριά φορτία. Συνήθως προδιαγράφεται ένα πιο ανθεκτικό, υψηλά συνθετικό NBR με υψηλότερη σκληρότητα (90 Shore A) ή με χείλος ενισχυμένο με ύφασμα, προκειμένου να αντιστέκεται στο κόψιμο και το σχίσιμο.

Μια επιτυχημένη στρατηγική συντήρησης υπερβαίνει την επιλογή του υλικού. Εγκαταστάσεις στις ΗΠΑ (άνθρακας), στην Ινδία (σιδηρομετάλλευμα) και στις Φιλιππίνες (νικέλιο) έχουν εφαρμόσει καλύτερες πρακτικές:

· Κεντρικό σύστημα λίπανσης με λειτουργία καθαρισμού (purge): Τα αυτοματοποιημένα συστήματα λίπανσης δεν απλώς λιπαίνουν, αλλά δημιουργούν επίσης φράγμα θετικής πίεσης, ώστε να εκτοπίζουν την παλιά λίπανση, που είναι μολυσμένη με ακαθαρσίες, πέρα από τα χείλη των σφραγίδων.

· Σετ σφραγίδων και κουλούριων: Η τυποποίηση των συνδυασμών σφραγίδων/κουλούριων για κάθε τύπο ενεργού τροχού (idler) απλοποιεί τις αντικαταστάσεις κατά τις προγραμματισμένες στάσεις συντήρησης.

· Παρακολούθηση κατάστασης: Χρήση ανάλυσης ταλαντώσεων ή θερμικής απεικόνισης για τον εντοπισμό ενεργών τροχών με καταρρεύσεις κουλούριων (συχνά λόγω αποτυχίας της σφραγίδας), προτού προκαλέσουν δευτερογενή ζημιά στον ιμάντα.

Δεδομένα από έναν κύριο αμερικανικό παραγωγό αδρανών υλικών έδειξαν ότι η αντικατάσταση ενός βασικού σφραγιστικού δακτυλίου με μονή χείλος από NBR με ένα σφραγιστικό δακτύλιο με διπλή χείλος από CR, εφοδιασμένο με αυλάκι για απομάκρυνση λιπαντικού, στην κύρια επίγεια ταινία μεταφοράς τους, αύξησε τον μέσο χρόνο μεταξύ αστοχιών (MTBF) για τους κυλινδρικούς τροχούς οδήγησης από 8 μήνες σε πάνω από 24 μήνες, προσφέροντας σαφή απόδοση επένδυσης μέσω μειωμένου κόστους εργατικού δυναμικού και επισκευών ταινίας.