Интенсивный износ отдельных участков
оборудования не только приводит к резкому сокращению срока его службы, а из-за
сколления пыли может стать одной из причин возникновения пожаровзрывоопасной
ситуации. Другой причиной возникновения взрывов может быть повышенное содержание
в зерновой массе травмированных зерен. Если учесть, что при приемке и
послеуборочной обработке каждая партия зерна, в среднем до 3-5 раз перемещаясь
нориями, подвергается динамическому сжатию кромкой металлического ковша в
башмаке норий; 6-12 раз со скоростью до 6 м/с ударяется о днище бункеров, со
скоростью, достигающей 10 м/с, до 30 раз ударяется на поворотных участках
самотеков и, наконец, с высоты 30 м падает в силосы, то можно представить, до
какой степени травмируется зерно при закладке на хранение и насколько возрастает
вероятность его самовозгорания.
Травмирование зерна при транспортировании
норией с металлическими ковшами производительностью 100 т/ч
Культура |
Содержание травмированных зерен,
% |
битые (зерн.
примесь) |
проход сита 1 мм
(сорн.прим) |
в исх.
зерне |
после
нории |
увеличение,
раз |
в
исх.
зерне |
после
нории |
увеличение,
раз |
РОЖЬ, W=13.6%
|
1.30 |
3.33 |
2.6 |
0.01 |
0.43 |
43.0 |
ЯЧМЕНЬ, W=13.0%
|
0.90 |
1.73 |
1.9 |
0.02 |
0.30 |
15.0 |
ОВЕС, W=13.0%
|
0.27 |
0.43 |
1.6 |
0.01 |
0.25 |
25.0 |
По данным лаборатории
взрывобезопасности ЦНИИПЗП, в 22% случаев местом возникновения первичных взрывов
являются нории на элеваторах, в 24% - на мукомольных заводах, в 28% - на
комбикормовых заводах. Так, в 1971 - 1991 гг. на предприятиях отрасли
хлебопродуктов РФ в результате ударов металлических ковшей о норийные трубы
произошло 11 взрывов пылевоздушной смеси. При этом травмировано 36 человек, из
них 14 - погибли.
Предпосылками для применения полимерных
материалов в отрасли хлебопродуктов послужило следующее:
- во - первых, положительный опыт
эксплуатации оборудования из полимерных материалов за рубежом. Так, в США,
Англии, Канаде, Японии, Германии и ряде других стран с начала 70 -х годов в
зерновых нориях стали применять ковши из различных полимерных материалов.
Производством полимерных ковшей занимаются такие фирмы, как “Брайм” (Англия),
“Трипетт и Рено” (Франция), “Тапко”, “Вибстер”, Каргилл”, “Максилифт” (США).
Кроме того, из полимерных материалов изготавливают футеровочные листы для
самотеков, срок службы которых, по данным фирмы “Каргилл”, составляет более 20
лет, а также сита для сепараторов и даже отдельные зернохранилища;
- во - вторых, развитие отечественной
химической промышленности. В настоящее время известно более 2000 марок
полимерных материалов технического назначения. Например, осуществлено опытное
производство норийных ковшей, отливаемых из поликапроамида и сополимера. Кроме
этого, в продовольственном машиностроении и элеваторной промышленности
используется следующее оборудование из полимерных материалов: подшипники,
зубчатые колеса, винтовые и лотковые спуски, питающие трубы и патрубки, детали
самотеков и материалопроводов.
К сожалению, эти разработки пока не нашли
широкого практического применения. Одной из причин явилось то, что при
разработках не были учтены многие требования, предъявляемые к оборудованию
зерноперерабатывающих предприятий, такие, например. как: электростатическая
искробезопасность (полимерным материалам свойственно накапливать статическое
электричество), устойчивость к воздействию растительных масел и микроорганизмов,
эксплуатация в широком диапазоне температур, ремонтопригодность и
др.
Для обеспечения необходимого срока службы
оборудования износостойкость должна быть не ниже, а, наоборот, выше по сравнению
со сталью. Чтобы выбрать конкретную марку полимерного материала по критерию
износостойкости были проведены стендовые и производственные испытания полимерных
материалов, моделирующие ударно-истирающие воздействия зерновой массы при
транспортировании зерна по самотекам и нориям. Контролем при этом служили
образцы стали Ст-3 и полиуретан “Рино-Хайд”, выпускаемый фирмой “Каргилл”.
Результаты исследований показали, что износостойкость отечественного полиуретана
на порядок выше по сравнению со сталью и находится на уровне полиуретана
“Рино-Хайд”.
Испытания самотеков квадратного и круглого
сечения диаметром 300 мм, футерованных полиуретаном, проведены на
технологических линиях Славянского комбината хлебопродуктов Краснодарского края
и Московского мелькомбината №3 при перемещении 120-185 тыс. тонн зерна пшеницы и
риса со скоростью 3,5 - 8,0 м/с. Испытания подтвердили высоую износостойкость
полиуретана и целесообразность применения полимерных материалов на участках
интенсивного износа оборудования.
Сравнение результатов многократных соударений
зерен пшеницы, риса и кукурузы с металлическим и полимерным экраном показало
значительное снижение травмирования при использовании полимера. Так, при
количестве соударений от 5 до 20 при скоростях 6 и 9 м/с, что соответствует
параметрам отдельных этапов технологического процесса, битых зерен пшеницы, риса
и кукурузы при ударе об полимерный экран было в 1,5 - 2 раза меньше по сравнению
со стальным экраном, а для пересушенного зерна кукурузы эта разница достигала 5
раз.
На основании исследований изготовлены опытные
партии полимерных ковшей и футеровочных износостойких листов для защиты от
интенсивного износа деталей технологического и транспортного оборудования.
Результаты испытаний, проведенные Московской МИС, показали высокую эффективность
разработанных изделий.
Производственные проверки в различных
регионах страны установили, что применение полимерных ковшей в нориях для
транспортировки семян, зерна и продуктов его переработки:
- обеспечивает взрывобезопасность норий, так
как при задевании полимерных ковшей о норийную трубу не высекается
искра;
- практически предотвращает травмирование
семян и зерна;
- снижает на 20% расход электроэнергии за
счет того, что масса полимерных ковшей в 2-3 раза меньше по сравнению с
металлическими.
Применение износостойких футеровочных листов
позволило в 5-10 раз увеличить срок службы деталей самотечного трубопровода, тем
самым предотвращая выделение пыли из изношенных труб в рабочее
помещение.
Серийное производство изделий из полимерных
материалов осуществляет ООО ”АГРОПОЛИМЕР”. Одной из последних наиболее удачных
разработок ООО ”АГРОПОЛИМЕР” можно считать антиадгезионное износостойкое
покрытие, которое позволяет предотвратить налипание муки и других трудносыпучих
продуктов на стенки железобетонных и металлических бункеров, а также защитить
металлические бункера от коррозии, а железобетонные - от
разрушения.
Внедрение полимерных изделий на предприятия
по хранению и переработке зерна одобрено и рекомендовано Госгортехнадзором РФ,
Государственной хлебной инспекцией и Минсельхозпродом России.
Полимерные норийные ковши, износостойкие
футеровочные листы и антиадгезионное покрытие применяют десятки предприятий
России и стран СНГ, например, Орловский, Новосибирский, Мурманский,
Набережно-Челнинский, Казанский, Омский, Челябинский, Оренбургский и многие
другие комбинаты хлебопродуктов. Указанная продукция эффективно используется
также на птицефабриках, пивзаводах и хлебозаводах.
Специалисты отечественных машиностроительных
заводов по выпуску оборудования для зерноперерабатывающих предприятий должным
образом оценили высокую эффективность изделий из полимерных материалов и стали
широко использовать их в транспортирующем оборудовании. Так, ОАО ”Мельинвест”
выпускает нории производительностью от 5 до 40 т/ч, которые укомплектованы
полимерными ковшами, а головка и башмак нории зафутерованы износостойкими
полимерными листами. Кропоткинский машиностроительный завод выпускает скребковый
транспортер У10 - ТСЦ - 60 с полимерными скребками; ОАО Саратовский
машиностроительный завод “Элеватормельмаш” - шелушильные машины МШ-034П “Лада” с
использованием полиуретановых дек вместо резиновых; СП “СОВОКРИМ” - нори с
полимерными ковшами производительностью 5т/ч.
В планах совместных разработок специалистов
ООО “АГРОПОЛИМЕР” и машиностроительных заводов предусмотрены такие изделия, как
шестерни для вальцевых станков, отводы для пневмотранспортных сетей, полимерные
ковши для норий производительностью 1 т/ч, рамки для рассевов и многое
другое.
В планы Депстройсоцразвития Минсельхозпрода
России включено издание и рассылка рекомендаций по применению выпускаемых ООО
”АГРОПОЛИМЕР” изделий из полимерных материалов на предприятия по хранению и
переработке зерна и другим отраслям агропромышленного комплекса, что будет
способствовать более эффективному использованию специалистами полимерных
изделий.
Использование изделий из полимерных
материалов позволяет повысить уровень взрывобезопасности предприятий по хранению
и переработке зерна, улучшить санитарно-гигиенические условия рабочих помещений
и количественно-качественную сохранность зерна. При этом следует отметить
значительное снижение затрат электроэнергии, увеличение срока службы
оборудования и сокращение материальных и трудовых затрат на эксплуатацию
технологического и транспортного оборудования.