Что не так со стандартной футеровкой?

Главный механик ГОКа знает стандартную футеровку наизусть: большой толстый лист высокопрочной стали, часто HARDOX 450, который целиком при помощи крана устанавливается на кузов карьерного самосвала и точно так же — целиком — уходит в металлолом, когда изношен. Чем толще лист, тем дольше он сопротивляется абразивному истиранию. Но и масса такого листа больше, она «съедает» полезную грузоподъёмность.

— Средняя масса классической футеровки на самосвал грузоподъёмностью от 90 до 220 тонн составляет 7–14 тонн, а каждая лишняя тонна футеровки — это минус тонна полезной загрузки за рейс и плюс к расходу топлива на каждом цикле «погрузка → плечо → разгрузка», — поясняет представитель компании «Веарфорс». — На горизонте пяти лет эксплуатации эти «лишние» тонны складываются в десятки миллионов рублей упущенной выручки и дополнительных топливных затрат на парк из 15–20 машин.

Добавим к этому долгие простои на монтаже–демонтаже и невозможность ремонта «по месту»: износ хотя бы одного участка означает замену всей плиты.

Именно эта арифметика и делает футеровку актуальной темой не только для главного механика, но и для финансового директора.

Механика самофутеровки

Источник фото: wearfors.com

«Мозаичная» футеровка Wearfors изнашивается не так быстро, как стандартный вариант из больших стальных плит

Wearfors переворачивает логику. Вместо одной толстой плиты — мозаика из небольших перфорированных пластин толщиной 15/10 мм. Перфорация здесь не декоративная: первый слой груза, попадающий на пластину, заполняет отверстия и превращается в защитный слой между новой партией породы и металлом. Порода будто становится продолжением футеровки. Этот эффект получил название «самофутеровки», а разработка компании «Веарфорс» — патент, выданный Федеральной службой по интеллектуальной собственности (РОСПАТЕНТом).

Дальше срабатывает простая физика. Когда крупные куски породы попадают уже не на металл, а на «свою» же породу, контактное усилие переводится из режима скольжения с трением в режим качения. Качение — это в разы меньшее удельное давление на контактной поверхности и принципиально другая динамика износа. Замеры на месторождении Кекура (Чукотка), где Wearfors была внедрена на самосвалах Komatsu HD-785, показали: скорость износа в 2,5 раза медленнее, чем у футеровки из HARDOX 450. Условия одни и те же, породы те же, разница — только в футеровке.

Облегчённая схема «2/3» и сканирование пятна контакта

В основе Wearfors — перфорированные пластины из закалённой стали, легированной бором (твёрдость 500 HB). Далее инженеры компании используют схему «2/3»: футеровка усиливает кузов только в зонах наибольших эксплуатационных нагрузок. Где именно — определяется не «по чертежу», а лазерным сканированием пятна контакта на конкретной модели самосвала и под конкретную породу.

В нижней трети кузова через каждую пластину обязательно устанавливаются армбары — продольные рёбра жёсткости, которые принимают на себя ударную нагрузку при разгрузке и валке крупных кусков. Сварка ведётся проволокой Dual Shield Prime повышенной ударной вязкости, чтобы швы выдерживали циклические нагрузки и низкие температуры северных карьеров.

Результат такого решения — общая масса футеровки на самосвал грузоподъёмностью 90–220 тонн составляет 1,5–3,5 тонны вместо стандартных 7–14 тонн.

Пример из реальной практики: кузов Komatsu HD-785 за счёт применения облегченной футеровки Wearfors оказался на 10 тонн легче аналогичного кузова с классической футеровкой. Это позволило прямо пропорционально увеличить полезную нагрузку на каждый рейс без изменения полной массы транспортного средства.

Быстрый монтаж без крана. И «ремонт по месту»

Источник фото: wearfors.com

Монтаж Wearfors не требует крана, а если износилась одна пластина, меняется именно она, а не вся футеровка

Второй прорыв Wearfors — это монтаж. Процедура замены стандартной футеровки занимает 7–10 рабочих смен и требует крана грузоподъёмностью от 25 тонн. Вокруг машины разворачивается отдельная логистика: подгонка крана, согласование окна доступа, страховка персонала, демонтаж старой плиты, подгонка новой. Самосвал стоит — выручка не идёт.

Перфорированные пластины Wearfors монтируются за 3–5 рабочих смен силами ремонтной бригады — без крана и без подъёмных механизмов. Масса каждой пластины позволяет выполнять монтаж силами двух человек. Сам процесс похож на укладку плитки: разметка, установка, сварка, контроль шва. Простой техники сокращается в полтора-два раза, а зависимость от подъёмного оборудования и его доступности на площадке — исчезает полностью.

Третий прорыв — ремонтопригодность. Если износилась одна пластина, меняется именно она, а не вся футеровка:

— Любой механик знает: износ распределяется неравномерно: задняя стенка кузова под точкой высыпания всегда «работает тяжелее», чем передняя, — пояснили в «Веафорс». — В классической схеме это означает замену всей футеровки, как только «худший» участок достигает лимита. В «мозаике» Wearfors замена идёт точечно — там, где это реально необходимо.

Это меняет экономику ремонтного фонда: вместо капитального ремонта — управляемый поток мелких сервисных операций.

Что показали реальные замеры

На месторождении Кекура подсчитали экономию по итогам 18 месяцев эксплуатации самосвалов Komatsu HD-785 с Wearfors. При удельном износе не более 0,26 мм на 1 000 мото-часов удельные расходы на футеровку сократились на 35% в сравнении со стандартным вариантом. Это не лабораторная цифра, а проверенный практикой результат.

На Наталкинском месторождении — тот же показатель: 0,26 мм на 1 000 мото-часов. Кстати…

— В нашей практике это был первый случай, когда выбор футеровки повлиял на выбор поставщика самой техники, — рассказал представитель «Веарфорс». — 10 тонн разницы в массе кузова оказались для заказчика решающим фактором при сравнении предложений двух мировых брендов. Именно благодаря облегчённой футеровке тогда поставщик Komatsu выиграл тендер на поставку 15 самосвалов.

Сегодня перфорированная футеровка Wearfors также используется на предприятиях УГМК, «Норникеля», «Полюса», ЕВРАЗа (Качканарский ГОК), ERG (АО «Качары руда»), Highland Gold, GeoProMining, «Акрона», холдинга «СИБЗОЛОТО», АО «АК Алтыналмас» — то есть фактически во всём первом эшелоне горнодобывающих предприятий России, Казахстана и Армении.

В следующей публикации: что это даёт в деньгах?

Лёгкий кузов, быстрый монтаж и ремонт отдельных элементов футеровки Wearfors — это функциональные эффекты. В деньгах они конвертируются прямолинейно:

• плюс 2–3 тонны полезной загрузки за каждый рейс;
• минус 3–5% расхода топлива (подтверждено замерами на ERG («Качары руда») и Евразе (Качканарский ГОК);
• минус 35% удельных расходов на футеровку (Кекура).

Подробный разбор экономики и методики TCO-расчёта — во втором выпуске спецпроекта.