Испытания стеночного трения и износа в поддержку утверждений о стимулировании текучести при помощи TIVAR® 88
ОПИСАНИЕ
Обработка сыпучих материалов, которые не имеют надежной или стабильной текучести через бункеры, силосы и желоба может быть очень затратной для компаний, технологические процессы которых требуют непрерывной подачи. При процессахподачи самотеком возникают такиеобщеизвестные проблемы при обработке сыпучих материалов, как изменчивый поток, отсутствие потока, арочный эффект, стволообразование. Эти проблемы приводят к потерям в производстве, увеличению затрат рабочей силы и плохой управляемости технологическим процессом. Для того, чтобы более точно понять как TIVAR®88 улучшает текучесть сыпучих материалов, Poly Hi Solidur заказал испытания по изучению изнашиваемых свойств и коэффициента трения (трения о стенки) у компании Jenike & Johanson, Inc.
Ранее, TIVAR® 88 уже доказал на практике, что он является малозатратным и эффективным футеровочным материалом для покрытия стенок, который обеспечивает стабильность потоков сыпучих материалов. По причине низкого стеночного трения и исключительного скольжения, стойкости к абразивному воздействию, TIVAR® 88 был знаком проектным организациям, как прежде всего, покрытие со стабильными скользящими свойствами для новых и существующих систем обработки сыпучих материалов. TIVAR® 88 был знаком в отрасли, так как он способствовал достижению массового расхода и модели потока «первый вошел, первый вышел». Массовый расход устраняет мертвые зоны и тенденции к образованию стволов потока.
В бункерах воронкообразной модели потока материал не течет вдоль стенок до тех пор пока бункер не освободился. Это предоставляет стенкамворонки время для образования процессов ржавления, способствует налипанию материалов на стенки. TIVAR® 88имеет отменную стойкость к коррозии и не налипающие свойства, что обеспечивает лучшую очистку. Теперь, применяя известные процедуры испытания, необходимо оценить то, как TIVAR® 88 характеризуется с точки зрения стойкости к износу и стеночного трения.
СТЕНОЧНОЕ ТРЕНИЕ
Стеночное трение – это сопротивление, которое возникает, когда поверхность бункера противостоитотносительному движению сыпучих материалов,скользящих вдоль его поверхности. Данные стеночного трения могут использоваться для предугадывания типа потока, который может возникать внутри бункера, и позволяет рассчитывать загрузку бункера. Анализ стеночного трения должен рассматриваться при проектировании или модификации бункера, силоса или воронки. TIVAR® 88 имеет исключительно низкий угол трения скольжения по сравнению с нержавеющей и углеродистой сталью (Рис. 1). Низкий угол трения скольжения TIVAR® 88 можно трактовать, как меньшую стоимость сооружения, строя более эффективный по дизайну бункер с пологими углами воронки.
Рис. 1: Для этих испытаний был взят суббитуминозный уголь из бассейна реки Паудер, штат Вайоминг. Данные указаны только в информационных целях и не подходят для проектирования.
ДАННЫЕ ПО ИЗНОСУ
Графики показывают результаты испытаний, сделанных Jenike & Johanson, Inc., на их аппарате по измерению износа (Патент США 4,446,717) (1). Три образца угля были испытаны на поверхностях при различном давлении и скорости. Битуминозный уголь из Пенсильвании был твердый, острый и относительно абразивный. Суббитуминозный уголь был доставлен из бассейна реки Паудер, штата Вайоминг. Бурый уголь был мягким, связеобразующим из Северной Дакоты. Коэффициенты износа, показанные на Рис. 2, использовались для расчета предполагаемого срока службы TIVAR® 88 и нержавеющей стали 3042B.
Рис. 2: Коэффициенты износа в воронке массового расходаиз расчета 24 часовой работы 365 дней в году.
Наивысшим коэффициентом износа TIVAR® 88 у выходного отверстия для битуминозного угля является 0,028 в год. Это значит, что при таком коэффициенте футеровка TIVAR® 88 в 1/2 дюйма толщины будет иметь полезные свойства в течение 17 лет. Для бурого угля ? дюйма толщины футеровка будет иметь прогнозный срок службы более чем 100 лет. Расчет срока службы базировался на 25 футовом диаметре бункера и конической воронке массового расхода, сводящейся к 2 футам диаметра у выхода. Было предположено, что уголь будет иметь насыпной вес 50 фунтов/фут(2) и будет расходоваться по 50 т/ч. Данный бункер, а также расчет давления сыпучих и скорость потока указаны на Рис. 3. Здесь скорость потока сыпучих рассчитана как скорость стенок в соответствии с формулами, предоставленными в указанной ниже публикации (2).
Коэффициент износа выше возле выходного отверстия, потому что выше скорость потока, но, даже несмотря на высокий коэффициент износа TIVAR® 88 для битуминозного угля, он все ещё считается великолепной опцией футеровки. Ведь возможно применение более толстого слоя футеровки возле выходного отверстия для того, чтобы достигнуть более равномерного срока службы для всех секций бункера. .
Рис. 3: Графики давления и скорости для силоса диаметром 25 футов, спроектированного для обработки угля с насыпным весом 50 фунтов/фут и расходом 50 т/ч.
Для справки
1 дюйм = 2,54 см
1 фут = 30,48 см
1 фунт = 0,454 кг
Ссылки:
[1]Jenike & Johanson, Inc., One Technology Park Drive, Westford, MA 01886, USA, tele: 9783920300, fax: 9783929980.
[2]Johanson, J.R. and Royal, T.A., “Measuring and Use of Wear Properties for Predicting Life of Bulk Materials Handling Equipment,” bulk solids handling, Vol. 2, No. 3, Sept. 1982, pp. 517523.
