В производстве резины, пластмасс и композитных материалов внутренний смеситель является одним из наиболее критически важных компонентов оборудования. Его ротор, работающий в условиях постоянной высокой температуры, высокого давления и интенсивных сдвигающих усилий, подвергается сильному абразивному износу. Со временем лопасти ротора подвергаются прогрессирующему износу, усталости подложки и снижению твердости поверхности. По мере увеличения зазора и нестабильности потока материала внутренний смеситель может столкнуться с повышенным энергопотреблением, вибрацией и даже неожиданными остановками.
Поэтому улучшение характеристик поверхности ротора, повышение износостойкости и продление срока службы оборудования стали важнейшими задачами как при производстве, так и при восстановлении.
Условия работы и проблемы роторов внутренних смесителей
Внутренние роторы смесителей, такие как конструкции Banbury и Intermix, должны выдерживать экстремальные условия во время смешивания резины:
- Абразивные частицы, такие как технический углерод, диоксид кремния, оксид цинка и присадки, постоянно воздействуют на поверхности лопастей ротора и шлифуют их.
- Ротор одновременно подвергается воздействию высоких сдвиговых напряжений, повышенной температуры и плотного контакта со стенкой смесительной камеры, что приводит к усталостным трещинам и выкрашиванию поверхности.
- Традиционные методы ремонта, включая локальную сварку или термообработку, обеспечивают ограниченную долговечность и требуют частого обслуживания.
Эти проблемы подчеркивают потребность в методе упрочнения поверхности, обеспечивающем высокую твердость, прочность, сопротивление сдвигу и долговременную эксплуатационную стабильность.
Что такое плазменно-дуговая сварка (PTA)?
Плазменная сварка с использованием переносимой дуги (PTA)передовая технология легирования и упрочнения поверхности.
С помощью высокоэнергетической плазменной дуги металлические порошки, такие как сплавы на основе никеля, кобальта или композиты WC/Ni, расплавляются и точно осаждаются на поверхность ротора. После затвердевания материал образует плотный, бездефектный слой сплава с прочной металлургической связью с основой ротора.
Основные преимущества сварки PTA
- Прочная металлургическая связь между покрытием и подложкой;
- Регулируемая толщина покрытия, обычно 0,8–3 мм;
- Низкая степень разбавления и однородная микроструктура;
- Совместимость с автоматизированными и роботизированными системами для обеспечения стабильности производства.
Таким образом, плазменно-порошковая сварка стала одним из самых надежных методов поверхностного упрочнения, позволяющих повысить долговечность роторов внутренних смесителей.
Ограничения традиционных методов ремонта роторов
Хотя для повышения износостойкости ротора обычно используют наплавку, термическое напыление и поверхностную закалку, этим методам часто присущи следующие недостатки:
Слабое механическое сцепление, из-за чего покрытие склонно к отслаиванию при высоких нагрузках;
•Высокая степень разбавления, снижающая твердость и износостойкость сплава;
•Термическая деформация, влияющая на точность размеров;
•Относительно короткий срок службы, что приводит к частым ремонтам и дорогостоящим простоям.
Эти ограничения побуждают отрасль внедрять более современные и экономичные решения по укреплению.
Принципы применения плазменно-порошковой сварки роторов внутренних смесителей
Сварка плазменным напылением применяется к наиболее ответственным и подверженным износу участкам ротора:
•Передние кромки и боковые поверхности винтовых лопаток;
•Торцы ротора, контактирующие со смесительной камерой;
•Зоны высокого трения и сильных ударов, где поток материала наиболее агрессивен.
В процессе обработки порошок сплава подается в плазменную дугу, мгновенно расплавляется и наплавляется на поверхность ротора.
Полученное покрытие обеспечивает высокую твердость, улучшенное сопротивление сдвигу и стабильное качество поверхности, гарантируя стабильную работу ротора во время непрерывных циклов смешивания.
Преимущества усиления PTA
Поверхностное упрочнение PTA значительно улучшает общие характеристики роторов внутренних смесителей:
- Твердость поверхности: HRC 55–65, регулируется выбором сплава;
- Износостойкость: срок службы увеличивается в 3–6 раз;
- Прочность сцепления: более 70 МПа, что обеспечивает долговременную адгезию;
- Эксплуатационная эффективность: более гладкие поверхности ротора улучшают поток материала, повышая эффективность смешивания примерно на 10%.
Благодаря поверхности, армированной PTA, ротор сохраняет устойчивость даже в экстремальных условиях эксплуатации, что снижает частоту остановок и снижает затраты на техническое обслуживание.
Заключение
Для роторов внутренних смесителей, работающих в условиях интенсивного износа и сдвига, плазменная сварка с использованием дуги прямого действия (PTA) представляет собой мощное и экономичное решение для упрочнения поверхности.
Независимо от того, используется ли технология PTA для изготовления новых роторов или восстановления изношенных компонентов, она обеспечивает существенное повышение износостойкости, эксплуатационной стабильности и срока службы.
Шанхайская промышленная компания Дуому, ООО.обеспечиваетиндивидуальные решения для сварки поверхностей PTA, предлагая индивидуальные системы сплавов и оптимизированные параметры процесса, чтобы помочь клиентам максимально повысить эффективность оборудования и его долгосрочную надежность.
Время публикации: 14 ноября 2025 г.