Lamiera di acciaio resistente all'usura per attrezzature minerarie: uno studio di caso di progetto

Un produttore europeo di apparecchiature minerarie necessitava di lamiere di acciaio resistenti all'usura per un lotto di parti soggette a usura di ricambio. Le parti si trovano all'interno delle attrezzature di frantumazione e trasporto, dove roccia e minerale scorrono sull'acciaio per ore in ogni turno. Il progetto è durato dal primo contatto al caricamento del container in un unico ciclo di approvvigionamento. Questo caso di studio segue ogni fase di tale ordine.

Vedrete come l'acquirente ha definito il compito di usura. Seguirete la decisione sulla classe e la durezza. Quindi esaminerete il piano di fabbricazione, le fasi di ispezione e il metodo di imballaggio. Le note finali elencano i passaggi che qualsiasi acquirente può riutilizzare in lavori simili.

Zhongersheng Metal produce prodotti in acciaio al carbonio e inossidabile a Wuxi, in Cina. L'azienda detiene circa 10.000 tonnellate di scorte all'anno e spedisce in oltre 30 paesi. Un progetto come questo viene realizzato con la capacità normale, quindi la qualità dipende dal processo, non dalla fortuna.

Perché la lamiera di acciaio resistente all'usura determina la vita delle attrezzature minerarie

Una parte soggetta a usura si rompe quando l'abrasione ha la meglio. Nel servizio minerario, roccia, minerale e liquame sfregavano sulle superfici d'acciaio per tutto il giorno. Una lamiera strutturale standard si usura rapidamente sotto quel carico. L'attrezzatura si ferma, e la fattura di riparazione aumenta.

La lamiera di acciaio resistente all'usura cambia questo calcolo. Una durezza superiore rallenta la perdita di metallo, quindi la parte mantiene la sua forma più a lungo. Quella maggiore durata utile protegge l'intera macchina e il programma di manutenzione ad essa correlato.

Il guadagno non è gratuito. Una lamiera più dura costa di più per tonnellata, e resiste al taglio, alla piegatura e alla saldatura. Pertanto, è necessario abbinare la lamiera al compito di usura reale. Non acquistare la classe più difficile per abitudine.

Questo progetto è iniziato con una domanda. Il team doveva decidere quanto dura dovesse essere ogni parte. Alcune parti richiedevano la fascia più difficile. Altri potevano utilizzare un materiale più morbido e facile. Quelle risposte hanno determinato la direzione di tutto ciò che seguì.

Contesto del progetto: un produttore di attrezzature minerarie in Europa

La richiesta è pervenuta da un produttore di apparecchiature minerarie con sede in Europa, nel bel mezzo di un programma di ricambi. L'azienda progetta e fornisce assistenza per attrezzature per roccia dura e movimentazione di materiali sfusi. I suoi clienti gestiscono miniere e cave in diversi mercati.

L'acquirente aveva bisogno di parti soggette a usura di ricambio per macchine già in servizio. Il pezzo di ricambio doveva utilizzare una lamiera d'acciaio resistente all'usura più dura rispetto ai componenti originali. Quelle prime parti si erano consumate più velocemente del previsto. Questa carenza ha anticipato il programma di manutenzione, quindi il team desiderava un materiale migliore per il prossimo lotto.

La richiesta è arrivata con un elenco dettagliato delle parti e una serie di disegni. Ogni disegno mostrava una guaina sagomata, una piastra per convogliatore o una piccola staffa strutturale. Alcune parti erano piatte. Altri necessitavano di una piegatura o di un profilo del bordo tagliato.

A causa di tale dettaglio, l'ordine non è mai stato una semplice vendita a magazzino. Si trattava di un piccolo progetto di fabbricazione con diversi componenti in movimento. Il resto di questo case study segue il progetto fase dopo fase.

Comprendere il servizio di usura e le condizioni del sito

Prima di qualsiasi decisione sulla classe, il team ha raccolto le condizioni di usura. Tre dettagli erano più importanti.

In primo luogo, l'abrasivo. La roccia dura e il minerale tagliano l'acciaio in modo diverso rispetto al carbone o alla sabbia. Le particelle taglienti e dure rimuovono il metallo più velocemente, quindi la dimensione e la forma delle particelle determinano il tasso di usura di base.

In secondo luogo, la modalità di contatto. L'abrasione per scorrimento non è la stessa dell'impatto. Una guaina che fa scorrere il materiale si consuma a una velocità costante. Una guaina che subisce la caduta di roccia richiede tenacia oltre che durezza.

In terzo luogo, l'ambiente. Diversi siti operano in condizioni di elevata umidità. L'umidità aumenta il rischio di corrosione su qualsiasi parte in acciaio al carbonio, quindi questo aspetto ha successivamente influenzato il trattamento superficiale.

Raccogliere questi tre dati prima di scegliere una lamiera di acciaio resistente all'usura. In pratica, un breve questionario sul sito li copre tutti. Quindi la scelta del materiale si basa sul servizio effettivo, non su congetture.

Selezione dei materiali: classi e durezza delle lamiere di acciaio resistenti all'usura

Il progetto richiedeva una superficie dura e una fornitura prevedibile. Il team ha esaminato due famiglie di materiali.

La prima famiglia era una lamiera anticorrosione ad alto tenore di carbonio, fornita in diverse classi di durezza nominali. La durezza della lamiera di acciaio resistente all'usura è normalmente espressa in unità Brinell. Una striscia più dura resiste più a lungo all'abrasione da scorrimento. Tuttavia, richiede anche maggiori sforzi per il taglio e la saldatura.

La seconda famiglia era una lamiera in acciaio resistente all'abrasione con un livello di durezza moderato. Questa opzione bilancia durata e lavorabilità in officina. È adatto per parti soggette a contatto costante per scorrimento e urti leggeri.

Il team ha scelto la classe più dura per le guaine a usura elevata. Ha scelto la fascia moderata per le piastre dei convogliatori e le piccole staffe. La scelta di una lamiera in acciaio resistente all'abrasione per queste parti ne ha facilitato la formatura.

Per i telai strutturali, l'acquirente ha mantenuto nel mix le classi comuni. Le piastre standard A36 e Q235B hanno coperto le staffe non soggette a usura, mentre l'acciaio tondo per le parti soggette a usura lavorate ha coperto i piccoli perni. Questa suddivisione ha mantenuto il materiale duro costoso solo dove dava i suoi frutti, e ha mantenuto sotto controllo il prezzo della lamiera di acciaio resistente all'usura.

La durezza della lamiera di acciaio resistente all'usura deve essere conforme alla parte, non all'intero ordine. Una singola classe per ogni articolo comporta uno spreco di denaro per alcune parti e il rischio di guasti prematuri per altre.

Perché abbiamo confrontato la lamiera di usura con la lamiera di acciaio resistente all'abrasione

La durezza della lamiera di acciaio resistente all'usura è un solo numero, quindi il team ha confrontato le due famiglie fianco a fianco. La lamiera anticorrosione ad alto tenore di carbonio offriva la durata utile più lunga nelle zone di scorrimento più difficili. La lamiera di acciaio resistente all'abrasione offriva un costo inferiore e una formatura più facile per il resto delle parti.

Il compromesso si ripete in ogni progetto. Una maggiore durezza prolunga la vita utile, ma riduce la tenacità e la flessibilità di lavorazione. Una piastra molto dura può rompersi se il componente subisce un urto violento. Una piastra più morbida si piega e si salda senza problemi, ma si consuma più rapidamente.

Ecco perché l'elenco delle parti ha determinato la ripartizione. Il team ha posizionato la lamiera più dura dove il carico abrasivo era massimo e l'impatto minimo. Ha posizionato il materiale più morbido dove la forma era complessa o l'impatto elevato.

Questo passaggio protegge l'acquirente in due modi. Contiene i costi, poiché la lamiera dura viene utilizzata solo per le parti che ne necessitano. Contiene anche il rischio, poiché nessuna parte riceve una classe che non può supportare. Se pianifichi più articoli in lamiera contemporaneamente, inizia dalla nostra guida all'approvvigionamento di lamiere di acciaio al carbonio prima di definire la ripartizione.

Il piano di fabbricazione della lamiera di acciaio resistente all'usura

La fornitura da sola non si adatterebbe all'attrezzatura. Le parti necessitavano di taglio, piegatura e lavorazione dei bordi prima della spedizione. Quindi l'ordine si è trasformato in un lavoro completo di fabbricazione di lamiere in acciaio resistente all'usura.

Il piano è iniziato dalla serie di disegni. Ogni disegno riportava una finitura, una linea di piegatura e una serie di fori o asole. Il team ha raggruppato le parti per classe di materiale e per spessore. Tale raggruppamento ha ridotto il numero di modifiche allestimento sulle macchine.

Quindi il team ha impostato il processo per ogni gruppo. Le guaine sottili sono state sottoposte al taglio laser per ottenere bordi puliti. Le piastre spesse sono state trattate con un metodo più lento, adatto alle sezioni pesanti. Le piastre piegate per convogliatori sono state sottoposte a una pressa piegatrice con stampo controllato.

Infine, il team ha definito i punti di controllo. Ogni grezzo è stato misurato in base al disegno prima di procedere. Le pieghe sono state controllate su un modello, e i bordi tagliati sono stati controllati per verificare l'assenza di bave e un profilo pulito.

Un piano chiaro è ciò che rende ripetibile la fabbricazione di lamiere in acciaio resistenti all'usura. Senza, lo stesso ordine può discostarsi da parte a parte.

Taglio e piegatura senza danneggiare la piastra

Una lamiera dura maltratta la manipolazione non accurata. Un taglio errato o una piegatura a freddo possono innescare una cricca che si manifesterà in fase di utilizzo. Quindi l'officina ha seguito alcune regole ferree.

Il taglio laser ha gestito le guaine sottili e medie. Il processo ha garantito una zona termica ristretta e un bordo pulito, riducendo le operazioni di finitura successive. Per le sezioni pesanti, il team ha utilizzato un metodo di taglio adatto allo spessore, quindi ha rifinito il bordo per eliminare qualsiasi concentrazione di tensione. Grazie a questo passaggio, la stessa disciplina della lamiera di acciaio al carbonio tagliata su misura è stata applicata a ogni grezzo.

Anche la piegatura richiedeva attenzione. Il team ha impostato un raggio di curvatura minimo per ogni spessore e ha mantenuto la linea di piegatura lontana dal bordo tagliato. L'operatore ha controllato il raggio sul primo pezzo prima di eseguire il resto. Taglio e piegatura sono le fasi principali della fabbricazione di lamiere in acciaio resistente all'usura, quindi ciascuna disponeva di una propria scheda di controllo.

Potete consultare la

lamiera e il foglio di stock in acciaio resistente all'usura

che conserviamo per le parti soggette a usura formate. Questo stock comprende sia rivestimenti piatti sia piastre piegate per convogliatori, forniti da un'unica linea di approvvigionamento.

Controllo qualità e rapporti di prova dei materiali

Il controllo qualità protegge l'acquirente, l'officina e il sito minerario. Per questo progetto, i controlli hanno riguardato il materiale e la parte finita.

Per quanto riguarda il materiale, ogni forno è stato fornito con un certificato di prova del laminatoio. Il rapporto riportava la composizione chimica, le proprietà meccaniche e la durezza. Il team ha confrontato il rapporto con il numero di lotto stampato prima che la lamiera entrasse in linea.

Per quanto riguarda la parte, il team ha misurato lo spessore, la planarità e le dimensioni finite. Le pieghe sono state controllate rispetto a un modello, e le posizioni dei fori rispetto al disegno. Eventuali parti che non rientravano nelle tolleranze concordate sono state rispedite per la rielaborazione, non collocate nella cassa di imballaggio.

Per gli usi finali regolamentati, il team può fornire file di prova adatti al mercato di destinazione. L'acquirente ha indicato il mercato in fase di offerta, quindi l'elenco dei documenti era chiaro prima dell'avvio della produzione.

Devi confermare tempestivamente l'elenco dei documenti. Un documento consegnato in ritardo può bloccare in porto una spedizione di lamiere di acciaio resistenti all'usura finite, anche se l'acciaio stesso è perfetto.

Imballaggio e caricamento container

L'acciaio è pesante e il peso si sposta durante il trasporto via mare se un pacco è allentato. L'imballaggio decide quindi se le parti arrivano diritte o piegate.

Il team ha imballato le parti in casse di legno, raggruppate per numero di disegno e classe di materiale. Le guaine sottili sono state impilate in stack piatti con protezione dei bordi. Le piastre piegate sono state posizionate su supporti in legno che ne mantenevano la forma. Ogni cassa riportava un'etichetta con il numero del pezzo, le dimensioni e la quantità.

Il caricamento seguiva una regola semplice. Poiché la piastra è densa, il limite di peso è vincolante prima del limite di volume. Quindi il team ha elaborato un piano di carico basato sul carico utile del container e sulle regole di movimentazione portuale. Questo passaggio ha evitato il rifiuto del carico o un costoso riposizionamento al terminal.

Il controllo dell'umidità è stato implementato per la lunga tratta marittima. Sacchetti di essiccante e un rivestimento barriera ricoprivano le casse. Inoltre, i contrassegni di spedizione corrispondevano alla lista di imballaggio, così le operazioni di ricevimento merci presso il sito del cliente sono state rapide.

I documenti viaggiavano con le merci. La fattura commerciale, la lista imballo, il certificato di collaudo del laminatoio e il certificato di origine sono tutti stati trasferiti come un unico set.

Risultato della consegna: cosa è stato spedito e cosa ha imparato l'acquirente

La spedizione è partita come un unico container pieno di parti soggette a usura finite