ورقهای UHMWPE در سایش بالا - بخش دوم
ورقهای UHMWPE برای محیطهای با سایش بالا - بخش دوم
کاربرد ورقهای UHMWPE در سیستمهای انتقال مواد
ورقهای UHMWPE برای سیستمهای جابجایی مواد در مواردی استفاده میشوند که قطعات نیاز به لغزش، ضربه، انتقال یا تراز کردن بدون سایش بیش از حد دارند. رایجترین کاربردها شامل ناودانها، قیفها، راهنماها، نوارهای سایش، بسترهای انتقال و آسترهای نقاله است. هر یک از این کاربردها ترکیب متفاوتی از سایش، بار و ضربه را بر روی ورق اعمال میکند.
1. ناودانها و نقاط انتقال: شوتها یکی از رایجترین کاربردهای آسترهای سایشی صنعتی هستند . لغزش مواد به پایین شوت میتواند باعث ایجاد سایش مداوم در ورودی، دیوارههای جانبی و ناحیه تخلیه شود. با این حال، UHMWPE به کاهش ضریب مقاومت لغزشی در این نقاط کمک میکند که میتواند همچنین موجب کاهش تجمع و بهبود جریان مواد شود. نگرانی اصلی در طراحی شوتها نه تنها سایش، بلکه گیر کردن محصول نیز هست. اگر سطح خیلی چسبنده یا ناهموار باشد، مواد جمع شده و هندسه مؤثر شوت را تغییر میدهند. از آسترهای UHMWPE اغلب به منظور کاهش این خطر در جابجایی فله، خطوط بسته بندی و سیستمهای انتقال سنگدانه استفاده میشود.
2. قیفها و سطلها: قیفها به آسترهایی نیاز دارند که در آنها مواد فلهای در جای خود قرار گرفته، فشرده شده و به سمت دهانههای تخلیه حرکت میکنند. این سیستمها اغلب هم سایش دیواره و هم قوس یا پل زدن را تجربه میکنند. برهمین اساس، UHMWPE میتواند اصطکاک روی دیواره قیف را کاهش داده و به بار کمک کند تا به طور مداومتر به سمت خروجی حرکت کند. ضخامت در اینجا اهمیت دارد زیرا آسترهای قیف اغلب فشار متمرکزی را در اطراف محل تخلیه تجربه میکنند. اگر ورق خیلی نازک باشد، بستها میتوانند شکل آستر را تغییر داده و نقاط مرده ایجاد کنند. در این نقاط، ضخامت صحیح مستقیم به پروفیل بار و فرکانس چرخههای تخلیه بستگی دارد.
3. راهنماهای نوار نقاله و نوارهای سایش: سیستمهای نوار نقاله اغلب از UHMWPE برای ریلهای جانبی، نوارهای سایشی، ریلهای زنجیر و سطوح نگهدارنده کشویی استفاده میکنند. این قطعات در معرض تماس مکرر با محصولات متحرک یا حلقههای زنجیر هستند. هدف، کاهش سایش روی آستر و آسیب به محصول منتقل شده است. برای این کاربردها، ضخامت میتواند کمتر از ناودانها یا قیفها باشد زیرا بار به طور متفاوتی توزیع میشود. با این حال، ورق همچنان باید چرخههای کاری طولانی و بارهای ضربهای گاه به گاه را تحمل کند. اگر سیستم ناهمترازی داشته باشد، سایش راهنما به سرعت افزایش مییابد و بنابراین، آستر باید با کیفیت همترازی نوار نقاله مطابقت داشته باشد.
4. تنظیمات فضای باز و ساینده: جابجایی مواد در فضای باز، باعث افزایش قرار گرفتن در معرض آب و هوا، تغییرات دما و آلودگی ناشی از گرد و غبار، رطوبت یا آوار میشود. در این محیطها مواد بایستی بتواند انبساط، قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش و تجمع آلودگی را تحمل کند. UHMWPE را میتوان در فضای باز استفاده کرد اما مواد جامد ساینده مانند شن، ماسه، مواد معدنی و دانهها میتوانند سایش را در نقاط خاص تسریع کنند. در این شرایط، آستر به سختی ذرات، اندازه ذرات، ارتفاع سقوط و سرعت جریان بستگی دارد. آستر نوار نقالهای که با گرد و غبار ریز مواجه است، به همان روشی که ناودانی که با سنگدانههای تیز سروکار دارد، تحت فشار قرار نمیگیرد.
ورق UHMWPE در سیستمهای سخت چگونه کار میکند؟
این ورق با کاهش سایش مستقیم و همچنین کاهش مقاومت بین مواد متحرک و سطح تجهیزات عمل میکند. این به معنای کاهش نیروی لغزش، گرمای کمتر ناشی از اصطکاک و حمله مکانیکی کمتر به فولاد یا قاب زیرین است. ساختار پلیمری به سطح اجازه میدهد تا در برابر سایش تحت تماسهای مکرر مقاومت کند، نه اینکه پس از یک ضربه بزرگ دچار شکست شود. این ویژگی آن را در بسیاری از سیستمهای صنعتی که حرکت و سایش همزمان رخ میدهد، مفید میسازد. این یک جایگزین ساختاری برای فولاد نیست اما میتواند یک رابط سایشی باشد تا از سازهی زیر آن محافظت کند. نتیجه عملی این است که خرابی اغلب از زیرلایه به آستر مصرفی منتقل میشود که تعویض آن آسانتر است. این موضوع از این جهت اهمیت دارد که تعویض آستر ورق معمولا نسبت به تعمیر دیواره شوت، گلوگاه قیف یا قاب نوار نقاله آسیب کمتری ایجاد میکند. به عبارت دیگر، ماده، نقطه خرابی را به یک جزء قابل کنترلتر تغییر میدهد.
انتخاب ورقهای UHMWPE برای محیطهای با سایش بالا با مکانیسم شکست شروع میشود، نه با طرح یک قطعه. اگر مشکل سایش، ضربه، چسبندگی، استاتیک یا سایش لبه باشد، گرید و ضخامت نیز متفاوت خواهد بود. ضخامت باید زمانی افزایش یابد که سایش شدید باشد، ضربه زیاد باشد یا فاصله بین تکیه گاهها زیاد باشد. یک آستر نازک میتواند در کاربردهای هدایت کننده عمل کند اما ممکن است در نقاط ضربه گیر قیفی در اوایل کار خراب شود. اگر آستر ضربه سقوط مکرر، بارگذاری لبه یا تخلیه متمرکز را تجربه کند، ضخامت باید به عنوان ذخیره سایش در نظر گرفته شود. این ذخیره همان چیزی است که به تأخیر در شکستن یا بیرون کشیدن بست کمک میکند.
در مجموع، ارزش اقتصادی ورقهای پلاستیکی UHMWPE محدود به قیمت خرید هر ورق نیست بلکه تحت تأثیر عوامل متعددی است. به عنوان مثال، در سیستمهای جابجایی مواد میزان فرسودگی آستر، مدت زمان تعویض و میزان زمان از کارافتادگی سیستم هزینه ها را تحت تاثیر قرار میدهد؛ آستری که به جای ۶ ماه، ۱۸ ماه دوام میآورد، میتواند بودجه نگهداری را تغییر دهد، حتی اگر هزینه اولیه آن بیشتر باشد. یک نقطه انتقال نوار نقاله را در نظر بگیرید که به ازای هر تعویض آستر، به ۳ ساعت خاموشی نیاز دارد. اگر یک پلاستیک ارزانتر به چهار بار تعویض در سال نیاز داشته باشد و یک آستر UHMWPE با تطابق بهتر، به یک بار تعویض نیاز داشته باشد، شکاف بین نیروی کار و زمان از کارافتادگی میتواند بزرگتر از شکاف بین مواد باشد.
یکی دیگر از عوامل صرفه جویی، محافظت از تجهیزات اطراف است. وقتی یک آستر زود خراب میشود، سطوح فولادی ممکن است ساییده، شیاردار یا تغییر شکل دهند. تعمیر زیرلایه معمولا هزینه بیشتری نسبت به تعویض آستر دارد. در سیستمهایی که تماس مکرر با مواد دارند، UHMWPE میتواند الگوی هزینه را از تعمیر اضطراری به تعویض برنامه ریزی شده تغییر دهد. UHMWPE با فراهم کردن یک سطح لغزشی فدا شونده با عملکرد سایشی بهتر نسبت به بسیاری از پلاستیکهای معمولی، به کاهش این خرابیها کمک میکند. این بدان معناست که سایش در ورق رخ میدهد نه در فولاد پشت آن. اگر آستر با ضخامت و الگوی بست عملکرد خوبی داشته باشد، میتواند سایش و بلند شدن لبه را نیز کاهش دهد. UHMWPE معمولا به عنوان یک آستر کم اصطکاک استفاده میشود زیرا به کاهش مقاومت کشویی، تجمع و پل زدن در ناودانها و قیفها کمک میکند. این ماده هر مشکل جریانی را حل نمیکند اما میتواند ثبات تخلیه را بهبود بخشیده و تمیزکاری دستی را هنگامی که مشکل اصلی اصطکاک و سایش سطح است، به حداقل برساند. این ورقها برای محیطهای با سایش بالا و سیستمهای جابجایی مواد، زمانی که سیستم به اصطکاک کمتر، مقاومت سایشی بهتر و عمر سایش طولانیتر از پلاستیکهای سبکتر نیاز دارد، یک انتخاب عملی هستند. آنها همانطور که گفته شد، اغلب در ناودانها، قیفها، راهنماهای نوار نقاله، نوارهای سایش و نقاط انتقال که در آنها حرکت مداوم باعث از دست رفتن مواد میشود، استفاده میشوند.