Revestimentos cerâmicos para calhas versus revestimentos de borracha para calhas: qual solução de desgaste é a melhor?

A escolha entre revestimentos cerâmicos ou de borracha para calhas não é uma tarefa fácil. Em um sistema de movimentação de materiais a granel, o revestimento adequado ajudará a proteger seus equipamentos. Propriedades como material, resistência a impactos, temperatura e capacidade influenciam na escolha da opção com melhor custo-benefício.

Este artigo abordará alguns parâmetros importantes que o ajudarão a escolher a opção mais adequada para o seu sistema. Isso o ajudará a tomar decisões que reduzam o tempo de inatividade e economizem custos.

O que are Revestimentos de calha? Por que são importantes?

Os revestimentos de calhas são barreiras protetoras. Eles são instalados dentro de calhas de transferência, funis, silos e alimentadores para absorver abrasão, impacto e corrosão.^[2] Utilizá-los pode reduzir os danos à sua estrutura de aço.

Calhas sem revestimento ou desgastadas causam problemas dispendiosos. Não apenas a necessidade de substituição, mas também paralisações, derramamentos e até mesmo riscos à segurança.

Um revestimento de alta qualidade prolonga a vida útil da calha de 3 a 10 vezes, dependendo do material e da aplicação. Para operações de alto volume, isso significa uma economia de dezenas de milhares de dólares por ano.

Revestimentos cerâmicos para calhas: uma análise aprofundada.

Os revestimentos cerâmicos possuem extrema resistência à abrasão. São especialmente adequados para aplicações onde materiais duros e afiados fluem continuamente em alta velocidade.

A maioria dos revestimentos cerâmicos industriais utiliza cerâmica de alumina 92%-95% como principal superfície de desgaste. A alumina de alta pureza proporciona alta dureza e estabilidade dimensional mesmo sob estresse térmico.

Você pode encontrar 2 formatos comuns de revestimento cerâmico no mercado:

• Revestimentos em estilo de azulejo. São compostas por quadrados ou cilindros de cerâmica individuais fixados a uma placa de suporte de aço.
• Painéis compostos integrados de cerâmica e borracha. Eles combinam ladrilhos de cerâmica com uma camada de amortecimento de borracha para melhor absorção de impacto.

Vantagens dos revestimentos cerâmicos

Uma das maiores vantagens é a sua vida útil extremamente longa. Os materiais cerâmicos duram de 5 a 8 vezes mais que a borracha sob forte abrasão e podem durar até 20 vezes mais que o aço. São adequados para o manuseio de materiais abrasivos como areia de sílica, minério de ferro, clínquer de cimento e rochas britadas.^[3]

A superfície da cerâmica é extremamente lisa e não porosa, o que significa que materiais como minério, argila e pó de carvão não aderem à superfície.

Eles também são resistentes a altas temperaturas, já que a maioria dos revestimentos cerâmicos suporta temperaturas de -40°F até 392°F. Tipos especiais suportam temperaturas ainda mais altas.

Limitações dos Revestimentos Cerâmicos

A cerâmica é dura, mas quebradiça. Impactos fortes causados por grandes pedaços pontiagudos podem provocar rachaduras ou lascas ao longo do tempo. Se a sua operação lida com materiais de grandes dimensões ou quedas frequentes de alturas superiores a 1,8 metros, a cerâmica pura pode não ser a melhor opção.

A instalação e a substituição também exigem mais cuidado e precisão. Os azulejos cerâmicos devem ser assentados e colados corretamente para evitar que as bordas se levantem.

Revestimentos de borracha para calhas: uma análise aprofundada.

Os revestimentos de borracha são ideais para aplicações com impacto e abrasão moderados. Eles oferecem desempenho confiável em ambientes de alto impacto a um custo inicial mais baixo.

A borracha natural oferece excelente resiliência e resistência ao rasgo para uso geral. Ela lida com a maioria dos minérios, agregados e sólidos a granel de forma eficaz.

Para condições mais exigentes, você pode selecionar formulações especializadas.

• Borracha SBR Oferece boa resistência à abrasão a um preço econômico.
• Borracha nitrílica Resiste a óleo e graxa. É ideal para aplicações de reciclagem e manuseio de sucata.
• Borracha EPDMLida melhor com a exposição ao ar livre e com as flutuações de temperatura do que a maioria dos outros.

Vantagens dos revestimentos de borracha

Devido à elasticidade da borracha, ela pode suportar impactos fortes de materiais em queda sem rachar. Portanto, os revestimentos de borracha estão entre as melhores opções para instalação em calhas de descarga de britadores primários e funis de descarga de caminhões.^[4]

Outra vantagem dos revestimentos de borracha é a facilidade de instalação. Quase todos os revestimentos de borracha vêm em painéis modulares que podem ser parafusados diretamente no lugar. Eles também têm um preço inicial mais baixo em comparação com a cerâmica, o que é ideal para orçamentos mais apertados.

Além disso, a borracha reduz o nível de ruído de pedras rolando e do impacto de metais em 10 a 15 decibéis.^[1]

Limitações dos revestimentos de borracha

No entanto, os revestimentos de borracha não resistem à abrasão tão bem quanto os revestimentos de cerâmica. Em fluxos de materiais finos, afiados e de alta velocidade, a borracha se desgasta muito rapidamente. Portanto, inspeções e substituições constantes serão necessárias.

Além disso, a faixa de temperatura é mais uma limitação. A maioria dos compostos de borracha se decompõe acima de 176-212℉ (80-100°C).^[4] Além disso, a borracha tende a acumular materiais pegajosos com mais frequência do que a cerâmica lisa.

Revestimentos cerâmicos para calhas vs Revestimentos de borracha para calhas: Comparação de desempenho

Vamos comparar os dois tipos de revestimento com base nos fatores mais importantes para a sua operação.

Resistência ao desgaste e vida útil

Os revestimentos cerâmicos para calhas apresentam maior dureza, geralmente 9 ou superior na escala de Mohs. Em condições de exposição contínua a alta abrasão, como no processamento de areia e na produção de cimento, os revestimentos cerâmicos podem durar de 5 a 8 anos, enquanto os revestimentos de borracha precisam ser substituídos a cada 6 a 18 meses.

Em condições de abrasão moderada com partículas de tamanho grande, os revestimentos de borracha se desgastam rapidamente.

Resistência ao impacto

Revestimentos de borracha dissipam a energia do impacto deformando-se elasticamente e recuperando sua forma original mesmo sob impactos fortes, sem sofrer danos. Eles podem suportar múltiplos impactos de grandes pedras sem sofrer danos significativos.

Revestimentos de cerâmica pura apresentam bom desempenho em impactos de baixa e média intensidade, mas desempenho ruim em situações de alto impacto. A queda de materiais grandes e objetos metálicos pode causar rachaduras nas placas.

Para solucionar o problema de impacto, você pode optar por revestimentos compostos de borracha cerâmica. A camada de borracha na parte traseira absorve o impacto, enquanto a superfície de cerâmica lida com a abrasão.^[5]

Faixa de temperatura

Os revestimentos cerâmicos possuem excelente resistência ao calor. Por exemplo, a alumina 92% comum opera consistentemente a temperaturas de até 200 °C (392 °F). Certas formulações aumentam esse limite para aplicações como fornos e clínquer quente.

Revestimentos de borracha comuns têm um limite contínuo de 80-100 °C (176-212 °F). Acima desse limite, ocorrem rachaduras e desgaste. Revestimentos de borracha resistentes ao calor ainda ficam muito aquém dos revestimentos de cerâmica.

Fluxo e Liberação de Materiais

A superfície lisa e não porosa da cerâmica promove um excelente fluxo de materiais. Minérios pegajosos, carvão úmido e materiais argilosos deslizam suavemente sem aderir à superfície do revestimento. Isso resulta em menos obstruções, menos acúmulo de material e taxas de descarga mais consistentes.

As superfícies de borracha têm maior atrito e tendem a reter materiais pegajosos. O acúmulo de resíduos é mais comum, especialmente com partículas finas e úmidas. É necessário realizar limpeza regular ou utilizar sistemas de vibração para manter o fluxo.

Instalação e manutenção

O revestimento de borracha é fácil de aplicar. Pode ser cortado, perfurado e aparafusado com ferramentas comuns. Ajustes no local também são relativamente fáceis.

O revestimento cerâmico é mais difícil por diversos motivos. O posicionamento das peças, a cura da argamassa e a preparação da superfície são cruciais. Caso contrário, o revestimento se desgastará precocemente.

Custo total

Os revestimentos cerâmicos custam de 2 a 4 vezes mais por metro quadrado inicialmente. No entanto, em aplicações de alto desgaste, o custo é menor devido à economia de mão de obra, tempo de guindaste e perda de produção resultante da redução no número de trocas.

A borracha tem um custo inicial menor. No entanto, em casos de abrasão severa, você pode precisar substituir os revestimentos de borracha de 3 a 6 vezes para cada substituição de cerâmica. Ao considerar os custos de paralisação, a cerâmica geralmente oferece melhor custo-benefício, apesar do preço mais elevado.

Como escolher o forro certo?

Após a leitura, você já deve ter algumas ideias sobre como escolher. A escolha certa depende das suas condições de operação e prioridades. Aqui estão os passos para ajudá-lo(a) a fazer a sua seleção.

1. Avalie as características do seu material.Materiais duros, pontiagudos, finos ou de alta velocidade são mais adequados para cerâmica. Materiais maiores, mais macios ou mais arredondados funcionam bem com borracha.
2. Avalie a gravidade do impacto.Alturas de queda superiores a seis pés ou materiais com dimensões superiores a quatro polegadas geralmente favorecem o uso de borracha ou compósitos de borracha e cerâmica. Impactos de baixo impacto com alta resistência à abrasão favorecem fortemente o uso de cerâmica.
3. Considere a temperatura de operação.Se o seu processo ultrapassar continuamente os 200°F (93°C), a cerâmica geralmente é a opção mais segura e duradoura.
4. Compare seu orçamento com os custos. Se as paradas não planejadas custam milhares por hora, a maior vida útil da cerâmica quase sempre se paga. Se você opera em regimes de trabalho mais leves, a borracha pode oferecer desempenho aceitável a um custo inicial menor.

Perguntas frequentes

Posso misturar revestimentos de cerâmica e borracha na mesma calha?

Sim. A maioria das operações instala revestimentos cerâmicos em zonas de alta abrasão e borracha em zonas de alimentação de alto impacto.

É possível reparar revestimentos cerâmicos se uma peça quebrar?

Sim, as peças individuais danificadas podem ser substituídas sem a necessidade de remover todo o revestimento.

Como sei quando preciso trocar os forros do meu carro?

Estabeleça um cronograma de inspeções regulares. Procure por desgaste, rachaduras, deformações ou exposição da base metálica. No caso de cerâmica, verifique se há peças soltas ou faltantes e se as bordas estão levantadas. No caso de borracha, fique atento a rasgos, delaminação e desgaste.

Os revestimentos cerâmicos são adequados para aplicações em ambientes úmidos?

Com certeza. A maioria dos materiais cerâmicos é quimicamente inerte e não é afetada pela água, pela maioria dos ácidos e por soluções alcalinas. O processamento úmido, na verdade, reduz o atrito e pode prolongar ainda mais a vida útil do revestimento cerâmico.

Os revestimentos de cerâmica reduzem o ruído da mesma forma que a borracha?

Não. Na verdade, superfícies cerâmicas rígidas podem refletir o som e aumentar os níveis de ruído em comparação com a borracha. Se o ruído for uma grande preocupação, mas você precisar do desempenho de desgaste da cerâmica, escolha painéis compostos de cerâmica e borracha.^[5]

Conclusão

A escolha entre revestimentos cerâmicos e de borracha para calhas exige que se considere a adequação das propriedades de cada um à sua operação prática. O revestimento correto protegerá seu equipamento e proporcionará economia significativa por muitos anos.

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Obrigado pela leitura. Espero que este artigo tenha sido útil.

Referência

[1] Dym, CL, Rubin, MN, & Ungar, EE (1976). Redução prática do ruído de calhas e telas em instalações de limpeza de carvão.

[2] Grasser, D., Gallo, SC, Barnett, M., & Pereira, M. (2024). Princípios de projeto para revestimentos de desgaste com insertos em calhas de mineração. Tecnologia de Pó, 436, 119450.

[3] Kalala, M., Kisula, P., Muheme, I., & Tartibu, L. (2024). Análise numérica de um revestimento protetor para calha de alimentação da indústria de mineração. Revista de Engenharia e Ciências Aplicadas, 71(1), 119.

[4] Reddy, YV, & Venkatesh, S. (2023). Avaliação da característica de fluxo de minério de ferro para projeto de silos e calhas com diferentes materiais de revestimento. Materiais Hoje: Anais, 76, 95-102.

[5] Van Aarde, MN (2009). Otimização de calhas de transferência na indústria de materiais a granel (Tese de doutorado, Universidade do Noroeste, Campus de Potchefstroom).