Hartmetall-Verschleißplatten vs. Auftragsschweißen: Was schützt Bergbaumaschinen besser?

Wenn in Ihrem Bergbaubetrieb täglich mehr als 500 Tonnen abrasives Material verarbeitet werden, stellt sich nicht die Frage, ob Sie einen Verschleißschutz benötigen – sondern ob das Auftragschweißen Sie weitaus mehr kostet, als Ihnen bewusst ist. Basierend auf 15 Jahren Erfahrung in der Herstellung von Wolframkarbid-Verschleißteilen bei Ningbo Langsun Wolframkarbid Co., Ltd.Ich kann Ihnen Folgendes sagen: werksgesintert Wolframkarbid-Verschleißplatten bieten im Vergleich zu vor Ort aufgebrachten Auftragschweißungen eine 3- bis 8-fach längere Lebensdauer. in Bergbauumgebungen mit Gleit- und Abriebbelastung. Der Grund ist einfach –Weil Gesintertes Hartmetall erreicht über die gesamte Plattendicke eine gleichmäßige Härte von HRA 89–92. während Beim Auftragschweißen wird lediglich eine Oberflächenschicht aus Chromcarbid mit einer Härte von HRC 55–65 (etwa HRA 75–80) aufgebracht, wobei die Härte zwischen den einzelnen Schweißlagen erheblich schwankt. Über einen Zeitraum von 5 Jahren ist die Rechnung eindeutig: Verschleißplatten aus Hartmetall sind in der Regel 40–60 % günstiger pro Tonne verarbeitetem Material. vor allem weil Sie eliminieren die 2–4 ungeplanten Stillstände pro Jahr, die durch den Austausch von überschweißten Auskleidungen entstehen. Lassen Sie mich Ihnen die Daten vorstellen, die wir durch die Lieferung von über 200.000 Verschleißteilen pro Monat an Bergwerke in mehr als 30 Ländern gesammelt haben.

Wie schützen Wolframkarbid-Verschleißplatten Bergbauausrüstung?

Wolframkarbid-Verschleißplatten sind keine Beschichtung – sie sind ein festes, monolithisches Material hergestellt durch Pulvermetallurgie. Wir schweißen, sprühen oder beschichten nichts auf ein Substrat – unsere Platten bestehen durch und durch aus Hartmetall. In unserer 7.000 m² großen Fabrik in Ningbo, Ich leite eine Produktionshalle, in der wir mit hochreinem Wolframpulver beginnen. (typischerweise 88–94 Gew.-%) und Ruß, vermischt mit Kobaltbindemittel (6–12 Gew.-%), werden anschließend gepresst, geformt und bei Temperaturen von über 1400 °C in Öfen mit kontrollierter Atmosphäre gesintert. Unser Sinterprozess ist meiner Ansicht nach der mit Abstand wichtigste Schritt: Wir gewährleisten eine Temperaturhomogenität von ±5°C und ein kontrolliertes Kohlenstoffpotenzial während des gesamten 24- bis 48-Stunden-Zyklus. Weil Selbst eine Temperaturabweichung von nur 10 °C kann die WC-Korngröße verändern und die Verschleißfestigkeit um 15–25 % beeinträchtigen. Das Ergebnis ist eine Platte, bei der Härte und Verschleißfestigkeit sind über den gesamten Querschnitt hinweg gleichmäßig., nicht nur an der Oberfläche.

Wir fertigen diese Platten in Standardabmessungen von 20×20×5 mm bis hin zu 200 × 200 × 45 mmWir liefern sie entweder als Sinterrohlinge oder fertig geschliffen. ±0,05 mm Toleranz – geeignet für den direkten Einbau in Rutschenauskleidungen, Trichterwände und Förderbandverkleidungen. Ich habe persönlich Bergwerke in Westaustralien besucht, wo unsere 150×100×20 mm großen Platten auch nach Jahren noch zuverlässig funktionieren. 18 Monate kontinuierlicher Eisenerztransfer, während die zuvor verwendeten, überlappend verschweißten Auskleidungen alle 4–5 Monate ausgebessert werden mussten.

Das musste ich schon früh in meiner Karriere auf die harte Tour lernen. Als ich vor 15 Jahren zum ersten Mal Minenstandorte besuchte, konnte ich nicht verstehen, warum manche karbidausgekleideten Rutschen jahrelang hielten, während andere schon nach Monaten versagten. Der Unterschied, so fand ich schließlich heraus, liegt in der gleichmäßige Verteilung von WC-Körnern (Wolframcarbid) in einer zähen KobaltmatrixGemäß der Materialwissenschaft von WolframcarbidDie WC-Körner (typischerweise 0,5–5 μm) sorgen für extreme Härte, während das Kobaltbindemittel Mikrostöße absorbiert, ohne dass es zu katastrophaler Rissausbreitung kommt. Im Gegensatz dazu erzeugt das Auftragschweißen ein heterogenes Mikrogefüge mit in eine weichere Eisenmatrix eingebetteten Karbidausscheidungen – weshalb die Verschleißoberfläche ungleichmäßig abnutzt und Rillen entstehen, die den Materialverlust weiter beschleunigen. Unser metallurgisches Labor in Ningbo führt an jeder Charge eine Querschnitts-REM-Analyse durch, und ich überprüfe diese Mikroaufnahmen persönlich.—Eine gleichmäßige Getreideverteilung ist für mich unabdingbar.

Was ist Auftragschweißen und wie unterscheidet es sich von anderen Schweißverfahren?

Beim Auftragschweißen – auch Hartauftragschweißen oder Chromcarbid-Auftragschweißen (CCO) genannt – wird eine verschleißfeste Legierung mithilfe von Schweißverfahren wie Lichtbogen-, Unterpulver- oder Fülldrahtschweißen auf ein Baustahlsubstrat aufgebracht. Die aufgetragene Schicht enthält typischerweise 30–40 % Chromcarbid in einer Matrix auf Eisenbasis, wodurch Oberflächenhärtewerte von erreicht werden HRC 55–65Gemäß den von veröffentlichten technischen Spezifikationen führende CCO-HerstellerDie Dicke der Deckschicht variiert zwischen 3 mm und 25 mm, wobei die Härte mit zunehmender Messtiefe von der Oberfläche abnimmt.

Ich habe Dutzende von defekten, auftragschweißten Rutschenauskleidungen untersucht. über Bergbaustandorte in Afrika und Südostasien hinweg Und Das Ausfallmuster ist bemerkenswert einheitlich: Ungleichmäßiger Verschleiß erzeugt Kanäle und Hotspots. Weil Mit manuellen oder halbautomatischen Schweißverfahren lässt sich nicht die gleiche Dickengleichmäßigkeit wie bei werksseitig gesinterten Platten erzielen. Ich habe schon Schweißer bei 40°C Hitze beobachtet, die versucht haben, gleichmäßige 6 mm dicke Schweißraupen auf einer gekrümmten Rutschenoberfläche aufzutragen – ehrlich gesagt ist das eine nahezu unmögliche Aufgabe. Ein Techniker im Außendienst kann dies nicht nachstellen. präzise Temperaturregelung (±5°C) Und Sinterung unter Schutzatmosphäre Das unsere 8 Produktionslinien 24 Stunden am Tag aufrechterhalten. Deshalb sage ich den Bergbauingenieuren immer: Der Kampf um die Verschleißlebensdauer wird im Herstellungsprozess gewonnen oder verloren, nicht im Einsatz.

Der entscheidende praktische Unterschied, wie von Außendiensttechniker, ist das Beim Auftragschweißen handelt es sich um eine Opferschichtbehandlung, während Hartmetallplatten ein strukturelles Verschleißbauteil darstellen.Das Auftragschweißen kann vor Ort auf unebenen Oberflächen angewendet werden und ist bei leichter bis mittlerer Abnutzung kostengünstiger. In Bergbauumgebungen, in denen Quarzsand, gebrochenes Erz und Schlamm mit 3–8 Metern pro Sekunde durch Rutschen und Trichter transportiert werden, nutzt sich der Oberflächenschutz jedoch zu schnell ab.

Direkter Vergleich: Hartmetall-Verschleißplatten vs. Auftragsschweißen

Die folgende Tabelle fasst Daten aus unseren Werkstests sowie Feldleistungsberichten von Bergbaubetrieben in Australien, Chile und Südafrika zusammen. Alle Werte wurden entweder direkt in unserem Werk gemessen oder anhand von Wartungsprotokollen unserer Kunden verifiziert.

Warum Hartmetall-Verschleißplatten niedrigere Gesamtbetriebskosten (TCO) bieten

Einkaufsmanager im Bergbau konzentrieren sich manchmal auf den Preis pro Quadratmeter für Verschleißschutz –Und Genau das ist die Falle, in die das Auftragschweißen gerät. Lassen Sie mich Ihnen die tatsächlichen wirtschaftlichen Auswirkungen anhand der Daten erläutern, die wir über unseren gesamten Kundenstamm gesammelt haben.

Die versteckten Kosten von Ausfallzeiten

Ich habe schon mit Instandhaltungsleitern von Bergwerken am Tisch gesessen, die über genau dieses Szenario sichtlich frustriert waren. Wenn in einer Kupferaufbereitungsanlage mit einer Kapazität von 5.000 Tonnen pro Tag die Auskleidung einer Rutsche mittels Überlagerungsschweißen versagt, muss die Rutsche außer Betrieb genommen werden. Weil Der Ausfall ist selten vorhersehbar (der Durchverschleiß tritt oft zuerst an der dünnsten Schweißlage auf), der Stillstand ist ungeplant. daher, unsere Kunden sagen uns Sie verlieren nicht nur die Reparaturzeit, sondern den gesamten Durchsatz der Logistikkette, während das Wartungsteam fieberhaft versucht, den defekten Abschnitt herauszuschneiden und neue Schweißnähte anzubringen. Bei branchenüblichen Ausfallkosten von 10.000–100.000 US-Dollar pro Stunde für groß angelegte Operationen, wie in Studien zur Instandhaltung von Bergwerken dokumentiertSchon ein einziger ungeplanter Stillstand von 4 Stunden kann die über Jahre erzielten Materialkosteneinsparungen durch die Wahl des Auftragschweißens zunichtemachen. Ich habe schon erlebt, wie Bergwerke ihr gesamtes jährliches Instandhaltungsbudget in einem einzigen Quartal aufgrund ungeplanter Ausfälle der Auskleidung aufgebraucht haben.

Die Realität des Ersatzzyklus

Unser langjährigster Kunde aus dem Bergbau – eine Goldmine in Westaustralien, die hochabrasives, quarzreiches Erz verarbeitet – wechselte von CCO-Deckplatten zu unseren Wolframkarbid-Verschleißplatten Im Jahr 2021. Vor der Umstellung: 3–4 Auskleidungsarbeiten pro Jahr, die jeweils ca. 15.000 US-Dollar an Arbeitskosten, Verbrauchsmaterialien und Produktionsausfällen verursachten. Nach der Umstellung: Keine Auskleidungsarbeiten in 4 Jahren. Die Platten sind zwar abgenutzt, aber mit ca. 70 % ihrer ursprünglichen Dicke noch funktionsfähig. Die Gesamtbetriebskosteneinsparungen über 5 Jahre betrugen mehr als 180.000 US-Dollar für eine einzelne Rutsche.

Materialverschwendung und Durchsatzauswirkungen

Es gibt noch einen weiteren Faktor, der in Vergleichen von Verschleißschutzprodukten meiner Meinung nach selten erwähnt wird – und das macht mich wahnsinnig, weil er so offensichtlich ist, sobald man ihn vor Ort sieht: MaterialaufhängungDie Oberflächen von auftragsgeschweißten Oberflächen sind naturgemäß rau, da die Schweißraupen Grate bilden, in denen sich nasses, klebriges Erz verfangen kann. Weil In diesen Vertiefungen sammelt sich Material an, die Durchflussraten verringern sich und Verstopfungen der Rutsche treten häufiger auf. Ich habe dies letztes Jahr bei einem Besuch einer Nickelmine in Indonesien persönlich miterlebt: Das Wartungsteam musste alle zwei bis drei Schichten eine Verstopfung in der Rutsche beseitigen, was jedes Mal zu einem Produktionsausfall von 45 Minuten führte. Als wir diese auftraggeschweißten Auskleidungen durch unsere geschliffenen Hartmetallplatten ersetzten (Ra 0,4–0,8 μm Oberflächenrauheit), Verstopfungen sanken auf Null. daherDie Durchsatzkonstanz verbessert sich dramatisch, und die Bediener verbringen weniger Zeit mit der Beseitigung von Hindernissen – ein weiterer Kostenfaktor, der zwar nicht auf der ursprünglichen Materialrechnung erscheint, aber stillschweigend die Rentabilität in jeder Schicht schmälert. Ich schätze, dass sich die Investition in die Hartmetallplattenanlage allein durch den Durchsatzgewinn in diesem indonesischen Betrieb innerhalb von 8 Monaten amortisiert hat.

Was sollten Bergbaubetriebe bei der Auswahl von Schutzausrüstung beachten?

Nicht jede Verschleißstelle in einem Bergwerk erfordert Wolframcarbid. Ich sage das unseren Kunden direkt, und ich habe durch diese Ehrlichkeit kurzfristig Umsatzeinbußen hinnehmen müssen – aber das Vertrauen, das wir durch diese Ehrlichkeit aufbauen, bringt uns langfristig weitaus mehr Geschäfte. Hier ist der Entscheidungsrahmen. Ich persönlich verwende bei Rücksprache mit den Instandhaltungsleitern der Mine:

Wann das Auftragschweißen sinnvoll ist

• Leichte bis mäßige Abnutzung bei begrenzten finanziellen Mitteln. Wenn Ihr Material relativ weich ist (z. B. Kohle, Kali, Kalkstein) und der jährliche Durchsatz unter 200.000 Tonnen liegt, bietet das Auftragschweißen einen ausreichenden Schutz bei geringeren Einstiegskosten.
• Unregelmäßige Geometrien. Bei gekrümmten Rutschenübergängen und komplexen Trichterformen, an die sich starre Hartmetallplatten nicht ohne Weiteres anpassen lassen, empfehlen wir häufig einen Hybridansatz: Hartmetallplatten auf flachen Verschleißflächen mit Auftragschweißung in den Übergangszonen.
• Stark beanspruchte Gebiete. Bei Anwendungen, bei denen große Gesteinsbrocken (150 mm+) aus großer Höhe auf die Auskleidung fallen, kann die Schlagzähigkeit von Wolframcarbid (8–14 MPa·m¹/²) unzureichend sein; die Stahlbasis der CCO-Platten absorbiert in solchen Fällen die Aufprallenergie besser.

Wann Wolframcarbidplatten unverzichtbar sind

• Hochvolumiger Siliziumdioxid-/Quarzabrieb. Eisenerz, Kupferkonzentrat, Golderz und Mineralsande – alle Materialien mit einer Mohs-Härte über 6,5, die mit einer Fördermenge von >500 Tonnen/Tag verarbeitet werden.
• Kontinuierlicher Betrieb mit minimalen Abschaltfenstern. Bergwerke, die rund um die Uhr an 365 Tagen im Jahr in Betrieb sind, in denen geplante Wartungsfenster in Stunden, nicht in Tagen, gemessen werden. Das 18- bis 36-monatige Wartungsintervall der Hartmetallplatten ist auf die jährlichen Stillstandspläne abgestimmt.
• Nasse, ätzende Schlämme. Wenn saures Grubenwasser oder chemische Reagenzien zusammen mit Abrieb vorhanden sind, widerstehen unsere Nickel-Bindemittel-Hartmetallsorten gleichzeitig Verschleiß und Korrosion.
• Anwendungen mit Präzisionspassung. Wenn beim Austausch der Auskleidung enge Maßtoleranzen erforderlich sind (Pumpengehäuse, Verschleißschuhe von Klassierern, Zentrifugenkomponenten), gewährleisten unsere fertiggeschliffenen Platten mit einer Toleranz von ±0,05 mm eine einfache Verschraubung ohne Nachschleifen vor Ort.

Wie kann man die Leistungsfähigkeit von Verschleißplatten vor dem Kauf überprüfen?

Nach 15 Jahren in dieser Branche antworte ich jedem Einkaufsleiter, der mir diese Frage stellt, Folgendes: Verlangen Sie diese drei Prüfschritte von jedem Lieferanten von Verschleißschutz – auch von uns –, bevor Sie eine Bestellung aufgeben. Unser Ruf hängt davon ab, dass Kunden unsere Aussagen unabhängig überprüfen.

1. Fordern Sie Verschleißtestdaten nach ASTM G65 an. Der ASTM G65 Trockensand-/Gummiradtest (Verfahren A) ist der Industriestandard für den Vergleich der Abriebfestigkeit metallischer Werkstoffe. In unserem Werk führen wir diesen Test bei jeder Produktionscharge durch. Unsere Standard-WC-Co-Platten zeigen typischerweise Volumenverlust von 1,5–3,5 mm³ unter den Bedingungen von Verfahren A, im Vergleich 15–45 mm³ für CCO-Deckplatten – ein Leistungsverhältnis von etwa 5:1 bis 15:1.

2. Verlangen Sie Härtezertifikate mit Angabe der Messtiefe. Eine Oberflächenhärtemessung beim Auftragschweißen ist bedeutungslos, wenn die Härte 3 mm unter der Oberfläche um 20 Punkte abfällt. Ich habe schon Lieferanten erlebt, die beeindruckende Oberflächenhärtewerte (HRC) präsentierten, dabei aber den steilen Härtegradienten darunter geflissentlich verschwiegen. Wenn ich das Material eines Mitbewerbers bewerte, fertige ich immer eine Querschnittsanalyse an – die Wahrheit liegt im Querschnitt. Bestehen auf Querschnittshärtekartierungnicht nur oberflächliche Rockwell-Messwerte.

3. Führen Sie einen Vergleichsversuch im Feld durch. Beide Materialien werden in dieselbe Rutsche oder denselben Trichter gegeben, 50.000–100.000 Tonnen werden verarbeitet, anschließend wird der Dickenverlust an identischen Positionen gemessen. Ich empfehle diese Vorgehensweise jedem Kunden, weil ich weiß, dass sie funktioniert. Weil Jedes Erzvorkommen weist einzigartige Abriebeigenschaften auf (Partikelform, Feuchtigkeitsgehalt, Aufprallwinkel); Labordaten können die tatsächliche Leistung nur annähernd abbilden. Ein kontrollierter Feldversuch ist die einzige Möglichkeit, die Werte für Ihren spezifischen Betrieb zu validieren. Wir stellen Ihnen zu diesem Zweck kostenlos Musterplatten zur Verfügung – ich halte das für die beste Investition, die wir in den Aufbau von Kundenvertrauen tätigen.

Bei Longsun Carbide, wir fördern aktiv Kunden sollen unsere Teller mit allen Alternativen vergleichen können. Ich versende persönlich Musterplatten zu Minen auf 4 Kontinenten genau zu diesem Zweck, und Ich führe nach Möglichkeit immer anschließend Besichtigungen vor Ort durch. Ich habe die Ergebnisse selbst gemessen. Wenn man die gemessenen Verschleißraten nach 3 Monaten Produktion vergleicht, spricht der Unterschied für sich – und meiner Erfahrung nachSie ist fast immer größer, als die Labordaten vermuten lassen. Weil Unter realen Bergbaubedingungen treten Abrieb, Korrosion, Stöße und Temperaturwechsel auf eine Weise auf, die durch beschleunigte Labortests nicht vollständig nachgebildet werden kann. Ich stehe mit meinem beruflichen Ruf für jeden Teller ein, der unser Werk verlässt.

Häufig gestellte Fragen