Скребковые цепные конвейеры (серий СП, СР, КСЦ, ТС) и гидромеханические каналы систем шлакозолоудаления (ШЗУ) на ТЭЦ, ГРЭС, обогатительных комбинатах и угольных разрезах Карагандинского, Экибастузского и Павлодарского бассейнов эксплуатируются в режиме непрерывного трения. По стальному днищу желоба (рештака) круглосуточно волочится тяговая цепь со стальными скребками, перемещающая тонны кускового угля, абразивной породы, мокрого шлака или раскаленной золы.

В отличие от ленточных транспортеров, где материал неподвижно лежит на резиновом полотне, в скребковом конвейере груз непрерывно прижимается ко дну и боковым стенкам короба. Возникает интенсивное фрикционное истирание металла в сочетании с динамическими ударами при падении кусков из загрузочных воронок. Зимой мокрый шлам примерзает к стальной поверхности, создавая повышенные сдвиговые напряжения при повторном пуске привода.

Попытка изготовить рештачный став из тонкого рядового листа марки Ст3пс толщиной 4–5 мм оборачивается сквозным протиранием днища уже через 1,5–2 месяца работы. В результате скребки цепи начинают цепляться за рваные кромки протертого металла, вызывают обрыв тяговой цепи и аварийную остановку котельного агрегата или участка отгрузки угля.

Условия работы и зоны износа скребкового желоба

Рештачный короб представляет собой сварную или сборную желобчатую металлоконструкцию длиной от 1,0 до 2,5 метров, состоящую из несущего днища, боковых направляющих стенок и соединительных замков. Каждая секция воспринимает комплексные механические и температурные воздействия в зависимости от транспортируемой среды.

  • Днище рабочего (верхнего) става: зона максимального абразивного истирания. Металл непрерывно контактирует с подошвой скребка и твердыми фракциями транспортируемого материала под давлением массы слоя.
  • Боковые борта и направляющие цепи: подвергаются боковому трению звеньев круглозвенной или пластинчатой цепи, а также распорному давлению транспортируемой породы.
  • Зона загрузочного лотка: испытывает локальные динамические удары кускового материала фракцией до 50–150 мм, падающего с высоты 1,5–3,0 метров.
  • Днище холостой (нижней) ветви: испытывает умеренное трение от обратного хода скребков и скопления просыпавшейся угольной или шлаковой пыли.

В системах гидрозолоудаления ТЭЦ (перемещение золы и шлака гидросмывом) истирание усугубляется электрохимической коррозией в слабокислой или щелочной пульпе, насыщенной сернистыми соединениями и солями жесткости.

Выбор марки стали: Ст3сп, 09Г2С или 65Г

Выбор марки горячекатаного проката определяется назначением конструктивного элемента рештака, требованиями к свариваемости и возможностью установки сменной броневой защиты.

Для наружного силового корпуса рештаков и холостых ветвей применяют конструкционную низколегированную сталь марки 09Г2С по ГОСТ 19281-2014. Она обладает пределом текучести не менее 345 МПа, отлично сваривается без предварительного подогрева и сохраняет ударную вязкость при отрицательных температурах до -40 °C на открытых эстакадах складов угля.

Для сменных бронеплит днища и боковых накладок в тяжелонагруженных зонах оптимальным решением выступает горячекатаный лист из рессорно-пружинной стали марки 65Г по ГОСТ 1577-93. После термической обработки (закалка с отпуском до твердости 40–48 HRC) сталь 65Г увеличивает стойкость к абразивному истиранию в 3,5–4,5 раза по сравнению с рядовой Ст3сп.

Сравнение марок горячекатаного листа для узлов скребковых конвейеров
Узел конструкцииРекомендуемая марка сталиОптимальная толщина листа, ммУсловия нагруженияТехнологические особенности
Днище желоба (несущее)09Г2С (ГОСТ 19281-2014)8 – 16Постоянное трение, знакопеременный изгибХорошая свариваемость, стойкость к ударным нагрузкам
Боковые стенки короба09Г2С / Ст3сп56 – 10Боковое давление, трение цепиПродольная гибка на листогибах с ЧПУ
Сменная бронефутеровка днища65Г (ГОСТ 1577-93)10 – 20Высокоабразивное истирание, скольжениеПлазменный раскрой, зенковка под потайные болты
Загрузочные воронки и течки09Г2С + наплавка / 65Г8 – 14Динамические удары, падение кусковАнтиабразивная твердосплавная наплавка кромок
Короба гидрозолоудаления09Г2С / 10ХСНД6 – 12Гидроабразивный износ, влажная средаПовышенная коррозионно-эрозионная стойкость

Расчет толщины днища и раскрой листового проката

Расчет минимальной толщины листа днища рештака без сменной футеровки учитывает скорость абразивного износа $U$ (мм/год), расчетный срок межремонтной службы $T$ (лет) и минимальную остаточную толщину $S_{min}$, необходимую для восприятия изгибающего момента от массы груза и цепи:

$$S = S_{min} + U imes T + C_{кор}$$

Для конвейеров углеподачи при транспортировке рядового угля средний темп абразивного износа стали 09Г2С составляет 1,2–2,0 мм в год при двухсменной работе. При проектировании секции на 3 года эксплуатации расчетная толщина монолитного днища должна составлять не менее 12–14 мм. Применение съемных бронелистов из стали 65Г толщиной 10–12 мм позволяет уменьшить толщину несущего днища корпуса из 09Г2С до 8 мм, существенно снижая общую массу рештачного става.

При раскрое горячекатаного листа на плазменных станках с ЧПУ важно ориентировать направление прокатки вдоль движения скребков цепи. Продольное волокно горячекатаной стали лучше противостоит образованию микрозадиров и микротрещин при постоянном скольжении скребков, чем поперечное.

Технология сборки, сварка и защита от сварочных деформаций

Изготовление рештачных секций требует строгого соблюдения геометрии: отклонение стенок по ширине короба не должно превышать ±1,5 мм на длине 2 метра, иначе скребки цепи будут заклинивать в стыках между соседними секциями.

  • Снятие фасок: для листов толщиной от 8 мм выполняется механическая разделка кромок с углом раскрытия 50–60° по ГОСТ 8713-79 или ГОСТ 5264-80.
  • Сварка корпуса: выполняется полуавтоматической сваркой в среде защитных газов (Ar + 18–20% CO₂) проволокой марки СВ-08Г2С. Сварные швы накладываются симметрично от центра к краям короткими участками для предотвращения серповидного коробления днища.
  • Монтаж сменной брони: бронеплиты из закаленной стали 65Г не приваривают сплошным швом к днищу из 09Г2С во избежание образования закалочных трещин. Крепление выполняют высокопрочными потайными болтами с конической головкой, утапливаемой заподлицо с рабочей плоскостью.
  • Обработка стыков: торцевые переходные кромки днища каждой секции фрезеруются с небольшим скосом (фаской 2×45°), чтобы скребки цепи не ударялись о ступеньки в местах сопряжения рештаков.

Особенности приемки и контроля качества листа на складе

При комплектации заказа листового проката для рештаков и коробов золоудаления снабженцам и техническому контролю важно удостовериться в сплошности металла. Листы толщиной от 12 мм, работающие под динамическими нагрузками, должны проходить ультразвуковой контроль (УЗК) по ГОСТ 22727-88 (класс сплошности не ниже 2) для исключения внутренних раковин и расслоений, которые могут раскрыться при циклическом трении.

Компания АТЛАНТ Snab City поставляет качественный горячекатаный лист марок Ст3сп, 09Г2С и 65Г с заводскими сертификатами соответствия, гарантирующими ударную вязкость и химический состав по плавкам. На собственных производственных площадках в Алматы выполняется высокоточный плазменный и газокислородный раскрой листового проката в размер, снятие фасок, сверление отверстий под потайной крепеж и оперативная доставка металлопроката по Алматы и всем регионам Казахстана.

FAQ

Почему нельзя сваривать сменную броню из стали 65Г с корпусом из 09Г2С сплошным швом?

Сталь 65Г относится к группе трудносвариваемых сталей с высоким содержанием углерода (0,62–0,70%). При охлаждении сварного шва в околошовной зоне образуется хрупкая мартенситная структура с высокими внутренними напряжениями. Под воздействием динамических ударов транспортируемого угля или породы сварной шов растрескивается и отрывается вместе с куском бронеплиты, повреждая цепь конвейера. Бронеплиты рекомендуется крепить механически с помощью потайных болтов.

Какая допустимая шероховатость поверхности днища рештака после раскроя и зачистки?

Внутренняя рабочая поверхность днища не должна иметь наплывов металла, выступающих брызг сварки, глубоких рисок и заусенцев высотой более 0,5 мм. Все монтажные сварные швы и прихватки внутри желоба обязательно зачищаются заподлицо с плоскостью проката шлифовальными кругами для снижения коэффициента трения скребков и предотвращения налипания мелких фракций.

Чем сталь 10ХСНД лучше 09Г2С для коробов гидрозолоудаления?

Сталь 10ХСНД дополнительно легирована хромом, никелем и медью, что формирует на поверхности металла плотную пассивную пленку оксидов. В слабокислых и насыщенных солями стоках золоудаления скорость коррозионно-эрозионного износа стали 10ХСНД в 1,8–2,2 раза ниже, чем у стандартной низколегированной стали 09Г2С.

Как защитить болтовые отверстия в бронеплитах от преждевременного разбивания?

Отверстия в бронелистах выполняются с конической зенковкой под угол головки потайного болта (обычно 90°). Головка болта должна быть заглублена на 1,0–1,5 мм ниже рабочей плоскости листа 65Г. Гайки с обратной стороны днища фиксируются пружинными шайбами (гроверами) и контргайками либо прихватываются сваркой к телу болта для исключения самоотвинчивания от вибрации конвейера.

Вывод

Долговечность скребковых конвейеров и каналов золоудаления на промышленных объектах Казахстана зависит от грамотного комбинирования марок сталей. Использование низколегированного листа 09Г2С для силового корпуса в сочетании со сменной бронефутеровкой из износостойкой стали 65Г обеспечивает максимальный межремонтный ресурс оборудования и исключает аварийные простои технологических линий.