In der Papierindustrie beeinflussen Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Produktionsanlagen unmittelbar die Produktivität und die Betriebskosten eines Unternehmens. Als eine der Kernkomponenten inPapiermaschinen, DieschraubenSpiralen spielen eine entscheidende Rolle beim Transport und der Mischung von Zellstoff. Allerdings sind sie häufig rauen, stark abrasiven und korrosiven Betriebsbedingungen ausgesetzt und unterliegen daher einem extrem hohen Verschleißrisiko. Um dieses Problem zu lösen, wurde die Oberflächenbeschichtungstechnologie entwickelt. Sie verbessert die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit der Spiralenteile erheblich, indem sie ihnen eine robuste Schutzschicht verleiht und so die Lebensdauer der Anlagen verlängert.
Die Bedeutung der Spiraloberflächenbearbeitung
In der Papierproduktionslinie transportieren die Spiralen Zellstoff und Fasern und sorgen gleichzeitig für die optimale Mischung und Vermengung des Zellstoffs. Dabei sind die Spiralen abrasiven Partikeln im Zellstoff, hoher Luftfeuchtigkeit und chemischen Einflüssen ausgesetzt, was zu schnellem Verschleiß und Korrosion führt. Werden die Spiralen nicht rechtzeitig gewartet und ausgetauscht, verringert sich nicht nur die Betriebseffizienz der Anlage, sondern es kann auch zu Produktionsstillständen und damit zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten für das Unternehmen kommen.
Die Oberflächenbeschichtungstechnologie verbessert die Lebensdauer und Leistungsfähigkeit von Spiralen erheblich, indem eine Schicht aus verschleiß- und korrosionsbeständigem Legierungsmaterial auf die Spiraloberfläche aufgebracht wird und so eine robuste Schutzschicht bildet. Dieses Verfahren bietet Papierunternehmen effektive Lösungen für die Anlagenwartung, reduziert Ausfallzeiten und Wartungskosten aufgrund von Anlagenstörungen und steigert somit die Gesamtproduktionseffizienz.
Anwendung und Vorteile der Oberflächentechnologie
Die Anwendung der Spiralbeschichtungstechnologie umfasst mehrere Schlüsselaspekte wie die Materialauswahl, den Beschichtungsprozess und die Qualitätskontrolle. Je nach den unterschiedlichen Anforderungen der Papierherstellung werden häufig hochchromhaltige Legierungen, Nickelbasislegierungen und Wolframcarbid als Beschichtungsmaterialien eingesetzt. Diese Werkstoffe zeichnen sich nicht nur durch hervorragende Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit aus, sondern gewährleisten auch unter hohen Temperaturen und Drücken ein stabiles Verhalten.
● Verbesserung der Verschleißfestigkeit: Der Verschleiß im Papierherstellungsprozess entsteht hauptsächlich durch abrasive Partikel im Zellstoff und Reibung bei hoher Rotationsgeschwindigkeit. Durch die Oberflächenbehandlung mit hochharten Materialien wird die Verschleißfestigkeit der Spiraloberfläche deutlich verbessert. Dies wirkt der Erosion durch abrasive Partikel wirksam entgegen und erhält die Arbeitseffizienz der Spirale aufrecht.
● Verbesserte Korrosionsbeständigkeit: Chemikalien, die im Papierherstellungsprozess verwendet werden, wie Bleichmittel, Säurelösungen usw., wirken stark korrosiv auf die Spiraloberfläche. Die hohe Korrosionsbeständigkeit des Beschichtungsmaterials ermöglicht einen stabilen Langzeitbetrieb der Spirale im korrosiven Medium und reduziert Materialausfälle und Anlagenstillstände aufgrund von Korrosion.
● Verlängerung der Lebensdauer: Durch die Beschichtung wird die Lebensdauer der Spirale verlängert, indem das Legierungsmaterial gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt wird und eine dichte Schutzschicht bildet. Dies reduziert nicht nur den Bedarf an häufigem Geräteaustausch, sondern senkt auch die Betriebskosten des Unternehmens erheblich.
● Reparatur und Wiederaufbereitung: Die Oberflächenbeschichtungstechnologie eignet sich auch für verschlissene Spiralbauteile. Durch das Beschichtungsverfahren lassen sich die verschlissenen Bereiche der Spiraloberfläche reparieren und in ihre ursprünglichen Abmessungen und Leistungseigenschaften zurückversetzen. Dies verlängert die Lebensdauer der Anlage und vermeidet die hohen Kosten für den Austausch gegen Neuteile.
Oberflächentechnologieprozess und Qualitätskontrolle
Das spiralförmige Oberflächenauftragschweißen ist ein komplexer Prozess mit mehreren Schritten, darunter Oberflächenvorbehandlung, Auswahl des Beschichtungsmaterials, Steuerung des Beschichtungsprozesses und Nachbehandlung. Die strikte Kontrolle jedes einzelnen Schrittes ist entscheidend für die Qualität und Stabilität der Beschichtungsschicht.
● Oberflächenvorbehandlung: Vor dem Plattieren ist die Vorbehandlung der Spiraloberfläche ein entscheidender Schritt. Zunächst muss die Spiraloberfläche gereinigt werden, um oxidierte Schichten, Öle und andere Verunreinigungen zu entfernen und so eine feste Haftung des Plattierungsmaterials auf dem Grundmaterial zu gewährleisten. Gängige Vorbehandlungsmethoden sind Sandstrahlen, Schleifen und chemische Reinigung.
● Auswahl des Deckschichtmaterials: Die Auswahl des geeigneten Deckschichtmaterials ist entscheidend für die spezifischen Anwendungsanforderungen der Spirale im Papierherstellungsprozess. Unterschiedliche Legierungen weisen unterschiedliche Härte, Abriebfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf. Daher muss das richtige Material entsprechend der Betriebsumgebung und der Belastung der Spirale ausgewählt werden. So eignet sich beispielsweise eine hochchromhaltige Legierung für Umgebungen mit hohem Abrieb, eine Nickelbasislegierung für hohe Temperaturen und korrosive Umgebungen und Wolframcarbid für extrem verschleißfeste Anwendungen.
● Prozesssteuerung beim Auftragschweißen: Temperaturregelung, Schweißgeschwindigkeit, Zusatzwerkstoff und weitere Parameter beeinflussen die Qualität der Auftragschweißschicht unmittelbar. Moderne Beschichtungsanlagen sind üblicherweise mit automatisierten Steuerungssystemen ausgestattet, die diese Parameter präzise anpassen, um die Gleichmäßigkeit und Dichte der Auftragschweißschicht zu gewährleisten und Defekte wie Porosität und Risse zu vermeiden.
● Nachbehandlung: Nach dem Auftragen sind in der Regel Nachbehandlungsprozesse wie Oberflächenschleifen und Wärmebehandlung erforderlich, um Spannungen abzubauen und die Haftung und Härte der Beschichtungsschicht zu verbessern. Durch das Schleifen wird die Spiraloberfläche auf die erforderliche Glätte gebracht, wodurch der Reibungswiderstand im Betrieb reduziert wird. Die Wärmebehandlung verbessert die Struktur der Beschichtungsschicht und erhöht deren Gesamtleistung.
● Qualitätsprüfung: Die Spirale wird nach der Beschichtung einer strengen Qualitätsprüfung unterzogen. Diese umfasst zerstörungsfreie Prüfverfahren, Mikrohärteprüfungen, Schichtdickenmessungen usw., um sicherzustellen, dass Gleichmäßigkeit, Dichte und Leistungskennwerte der Beschichtungsschicht den Konstruktionsanforderungen entsprechen. Mit diesen Prüfmethoden lassen sich mögliche Fehler im Beschichtungsprozess effektiv erkennen und die gleichbleibende und zuverlässige Qualität jedes einzelnen Spiralbauteils gewährleisten.
Branchenentwicklung und Zukunftstrends
Mit der rasanten Entwicklung der Materialwissenschaft, der Schweißtechnik und der automatisierten Anlagentechnik schreitet auch die Technologie des Spiralauftragschweißens voran. In der heutigen wettbewerbsintensiven Papierindustrie stellen Unternehmen immer höhere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer ihrer Anlagen, was die Entwicklung der Oberflächentechnik hin zu größerer Effizienz und Präzision vorantreibt.
● Anwendung neuer Werkstoffe: Mit dem Fortschritt der Materialwissenschaft werden zukünftig vermehrt neue Beschichtungsmaterialien wie Nanokomposite und Keramikmatrix-Verbundwerkstoffe entwickelt und eingesetzt. Diese Werkstoffe bieten nicht nur eine höhere Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, sondern gewährleisten auch unter extremen Betriebsbedingungen eine stabile Leistung und erfüllen somit die gestiegenen Anforderungen der Produktionsumgebung.
● Automatisierung und intelligente Entwicklung: Mit dem Fortschritt von Industrie 4.0 schreitet die Automatisierung und intelligente Entwicklung der Beschichtungstechnologie stetig voran. Moderne Beschichtungsanlagen sind mit fortschrittlichen Automatisierungssystemen ausgestattet, die eine Echtzeitüberwachung und -anpassung des Beschichtungsprozesses ermöglichen und so die Produktionseffizienz und Qualitätsstabilität verbessern. Zukünftig wird die Einführung von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen die Prozessparameter der Oberflächenbeschichtung weiter optimieren und die Produktionsflexibilität und -präzision erhöhen.
● Umweltfreundliche Produktion und nachhaltige Entwicklung: Angesichts immer strengerer Umweltschutzauflagen entwickelt sich auch die Beschichtungstechnologie in Richtung umweltfreundlicher Produktion. Der Einsatz umweltfreundlicher Beschichtungsmaterialien und energiearmer Verfahren reduziert nicht nur den Energieverbrauch und die Umweltbelastung beim Beschichtungsprozess, sondern fördert auch die nachhaltige Entwicklung der Papierindustrie. Zukünftig werden weitere umweltfreundliche Technologien und Materialien in den Beschichtungsprozess eingeführt und so die grüne Transformation der Branche unterstützen.
● Innovation in der Reparaturtechnologie: Mit der Verlängerung der Lebensdauer von Anlagen steigt der Bedarf an Reparaturen an Spiralbauteilen. Zukünftige Reparaturtechnologien für Anlagenverkleidungen legen daher mehr Wert auf Effizienz und Qualität. Durch fortschrittlichere Technologien und Anlagen kann die Leistungsfähigkeit der Spirale schnell und präzise wiederhergestellt und die Instandhaltungskosten gesenkt werden.
Veröffentlichungsdatum: 24. August 2024