
Когда ищешь производителя высокотемпературных износостойких ползунов, сразу натыкаешься на парадокс — половина поставщиков называет свои изделия 'термостойкими', хотя на деле они держат максимум 400°C. Мы в ООО Цзянсу Шэнчэнь Металлургическое Оборудование через это прошли, когда в 2018 году к нам пришел запрос от уральского металлургического комбината. Заказчику нужны были ползуны для конвейерной линии разливки стали, где температура в зоне контакта достигала 720°C.
В спецификациях часто пишут общие фразы про 'стойкость к высоким температурам', но редко уточняют — речь о постоянной рабочей температуре или о пиковых нагрузках. Наш высокотемпературный износостойкий ползун изначально разрабатывался для условий, где кроме температурного расширения есть проблема окалины. Металлическая пыль и окалина работают как абразив, сокращая срок службы в 2-3 раза.
Помню, как на испытаниях в Челябинске мы увидели, что стандартный хромоникелевый сплав начинает 'плыть' уже при 550°C. Пришлось полностью пересматривать состав — добавили молибден для жаропрочности и карбид вольфрама для износостойкости. Но и это не сработало, пока не оптимизировали технологию наплавки.
Сейчас наш сайт https://www.jsscyjsb.ru описывает эти решения без технических деталей, но в реальности каждый состав мы проверяем минимум в трех режимах: постоянный нагрев, термоциклирование, нагрев с ударной нагрузкой. Только после 1200 часов испытаний присваиваем маркировку ВИП-800 (высокотемпературный износостойкий ползун для температур до 800°C).
Многие до сих пор считают, что главный параметр — твердость по Бринеллю. На деле при высоких температурах твердость становится второстепенным фактором. Куда важнее коэффициент теплового расширения и сопротивление ползучести. Мы в Шэнчэнь на собственном опыте убедились, что неправильный подбор по этим параметрам приводит к заклиниванию ползунов в тележках конвейера.
Был случай на алюминиевом заводе в Красноярске — заказчик сэкономил и взял ползуны с меньшим содержанием молибдена. Через два месяца эксплуатации при 600°C появился люфт до 8 мм, пришлось останавливать линию. После этого мы стали всегда требовать техзадание с графиками температурных режимов.
Сейчас наш отдел R&D для каждого нового заказа делает моделирование в ANSYS — смотрим распределение напряжений именно в условиях заказчика. Это дороже, но позволяет избежать ситуаций, когда ползун теоретически соответствует требованиям, а на практике выходит из строя раньше срока.
Литейный цех — это где рождается настоящий высокотемпературный износостойкий ползун. Мы долго не могли добиться равномерной структуры сплава — в массивных отливках возникали микрополости. Решение нашли в вакуумно-дуговом переплаве, хотя это увеличило себестоимость на 15%. Но зато брак снизился с 12% до 1.7%.
Термообработка — отдельная история. Стандартный отжиг не подходит для жаропрочных сталей. Мы разработали многоступенчатый режим с закалкой в потоке инертного газа. Это ноу-хау, которое не описано на нашем сайте jsscyjsb.ru, но именно оно дает прирост усталостной прочности на 40%.
Контроль качества — каждый десятый ползун идет на разрушающие испытания. Разрезаем, смотрим структуру, проверяем твердость на разных участках. Особое внимание — зона контакта с осью, где возникают максимальные напряжения.
Лабораторные тесты — это одно, а реальная эксплуатация — другое. В 2021 году мы поставили партию ползунов на цементный завод в Свердловской области. Через полгода получили интересные данные — износ был неравномерным, хотя по расчетам должен быть равномерным. Оказалось, вибрация конвейера создает дополнительные нагрузки.
После этого случая мы добавили в программу испытаний вибростенд. Теперь моделируем не только температурные, но и динамические нагрузки. Кстати, именно эти доработки позволили нам увеличить гарантийный срок с 12 до 18 месяцев для высокотемпературный износостойкий ползун серии ВИП-800.
Самый показательный пример — работа на медном комбинате в Норильске. Там температура ниже (около 500°C), но агрессивная серосодержащая среда. Пришлось разрабатывать специальное покрытие, которое защищает от коррозии без ущерба для теплоотдачи.
Раньше мы проектировали ползуны исходя из статических нагрузок. Опыт показал, что это в корне неверно. Сейчас считаем усталостную прочность при циклических нагрузках — именно они вызывают 80% отказов. Для этого пришлось создать собственную базу данных режимов работы конвейеров.
Геометрия контактных поверхностей — еще один важный аспект. Сферическая поверхность лучше распределяет нагрузку, но сложнее в изготовлении. Плоская проще, но требует более точной установки. После анализа 247 отказов мы пришли к комбинированному решению — сфера малого радиуса с плоскими фасками.
Система охлаждения — часто заказчики пытаются экономить на ней, а потом удивляются, почему ползуны не держат температуру. Мы теперь всегда делаем тепловые расчеты и настаиваем на принудительном охлаждении для температур выше 600°C. Это увеличивает стоимость системы, но в 3-4 раза продлевает ресурс.
Сейчас мы экспериментируем с керамометаллическими композитами — это следующий шаг в развитии высокотемпературный износостойкий ползун. Пока что стоимость производства высока, но лабораторные испытания показывают увеличение срока службы в 2.5 раза при температурах до 900°C.
Еще одно направление — интеллектуальные системы мониторинга. Встраиваем в ползуны датчики температуры и вибрации, которые передают данные на сервер. Это позволяет прогнозировать замену и избежать внезапных остановок конвейера.
Концепция 'технологии создают будущее', которой придерживается ООО Цзянсу Шэнчэнь, для нас не просто лозунг. Каждый новый заказ — это возможность улучшить конструкцию. Сейчас, например, работаем над универсальным креплением, которое подойдет для большинства типов конвейерных тележек без доработок.