وبلاگ

پلی یورتان ها که به نوعی جز خانواده پلیمر محسوب می شوند همیشه در اطراف ما بوده اند. این محصولات نوآورانه و بسیار باکیفیت هستند در نتیجه کاربردهای پلی یورتان نه تنها در راحت تر کردن زندگی، بلکه در حفاظت از منابع طبیعی گران بهای سیاره ما نقش اساسی دارند.

پلی یورتان
پلی یورتان تقریباً در همه جای زندگی مدرن یافت می شود. از صندلی که روی آن نشسته اید، تختخوابی که روی آن می خوابید، خانه ای که در آن زندگی می کنید، اتومبیلی که با آن رانندگی می کنید و بسیاری از گزینه های غیرقابل شمارش دیگر که هر روز از آنها استفاده می کنیم، احتمالا حاوی پلی یورتان هستند.

در این بخش برخی از کاربردهای متداول پلی یورتان مورد بررسی قرار گرفته و دیدگاهی در مورد کاربرد آنها ارائه می شود. این نشان می دهد که آنها چقدر متنوع هستند و همچنین با صرفه جویی در انرژی چگونه می توانند از محیط زیست محافظت کنند. ما هر روز از پلی یورتان ها به اشکال مختلفی استفاده می کنیم، در خانه، در محل کار و اتومبیل های خود، برای فعالیت های ورزشی و تفریحی و در تعطیلات.

پلی یورتان ها همه کاره، مدرن و بی خطر هستند. آنها در طیف گسترده ای از برنامه ها مورد استفاده قرار می گیرند تا انواع مختلف کالاهای مصرفی و صنعتی را خلق کنند که نقش حیاتی را برای ساخت زندگی و محیط بهتر برای ما ایفا می کنند. پلی اورتان یک ماده پلیمر است که به اشکال مختلف و در محصولات برسام پلیمر از جمله توری سرند پلی یورتان وجود دارد. می تواند سفت و سخت یا انعطاف پذیر باشد.

کاربردهای پلی یورتان
این ماده برای طیف گسترده ای از موارد کاربرد دارد:

عایق بندی یخچال و فریزر
عایق ساختمان
کوسن برای مبلمان
تشک
قطعات اتومبیل
روکش ها
چسب ها
غلطک و لاستیک
پانل های چوب کامپوزیت
کف کفش
لباس ورزشی
و …
این لیست روزانه طولانی و طولانی تر می شود، زیرا کاربردهای جدیدی برای این ماده سازگار یافت می گردد.

کاربرد پلی یورتان در صنعت چیست؟
سیستم های پلی یورتان به طور گسترده در بخش های مختلف، از بخش ساخت و ساز گرفته تا پزشکی استفاده می شوند. سیستم های پلی اورتان را می توان در صندلی ها، فریم ها (قاب ها)، تجهیزات آزمایشگاهی فنی، دسته های صندلی، لاستیک ها و حتی در چسب های اتصالی بین قطعات مختلف یافت.

از آنجایی که پلی اورتان یک ماده بسیار مقاوم و سازگار است، می توان آن را یک ماده با بیشترین تعداد کاربرد و نوآوری دانست. این خصوصیات برای توسعه استفاده از آن در زمینه های مختلف بخش صنعتی مهم بوده است. افزایش استفاده صنعتی قطعات پلی یورتان عمدتا به خاطر دو خصوصیت است: دوام و تطبیق پذیری

در زیر برخی از کاربردهای اصلی پلی یورتان در بخش صنعت را برای شما گردآوری کردیم.

کاربرد پلی یورتان در صنعت خودرو چیست؟
صندلی های ماشین
کارکرد اصلی صندلی های اتومبیل فراهم کردن راحتی برای مسافران در هر دو حالت استاتیک و پویا بوده و به چیزی فراتر از ارگونومی و بالشتک نیاز دارد. صندلی های ساخته شده از فوم انعطاف پذیر پلی یورتان نیازهای اساسی را پوشش می دهد و همچنین راحتی، ایمنی غیرفعال و صرفه جویی در سوخت را تامین می کند.

اسپویلرهای ماشین (بال های ماشین)
اسپویلرها قطعاتی هستند که با پلی اورتان ساخته می شوند. از آنجا که آنها سبکی تطبیق پذیری برای دستیابی به اشکال مورد نظر، مونتاژ آسان و امکان نقاشی یا ایجاد یک ظاهر فلزی یا کرومی را ارائه می دهند، کیفیت این قطعات، سیستم های پلی اورتان را به یکی از مناسب ترین مواد برای ساخت آنها تبدیل کرده است. علاوه بر این، سیستم های پلی یورتان مقاومت بهتری در برابر عوامل خارجی مانند تابش خورشید، درجه حرارت شدید، باران و … دارند.

کاربرد پلی اورتان در صنعت کشتی سازی
شناوری و عایق بندی
در مورد قایق ها، پر کردن پوسته با پلی یورتان عایق بندی و شناوری را تضمین می کند. مورد دوم (شناوری) یکی از نیازهای ضروری برای گرفتن مجوز برند باکیفیت است که ویژگی سبک بودن آن با ضخامت بدنه کشتی سازگار است.

انبار کشتی
سیستم های پلی اورتان به دلیل رفتار حرارتی که از خود نشان می دهند، برای عایق کاری اتاق های سردی که به عنوان انبار استفاده می شود بسیار مناسب هستند. سیستم های پلی یورتان برای قایق ها، فوم هایی با حفره های بسته، ضریب هدایت حرارتی بسیار کمی دارند که عایق کاری بالایی را فراهم می کند.

آیا پلی یورتان در صنعت مبلمان استفاده می شود؟
صندلی های سینما
از کاربردهای پلی یورتان ساخت صندلی های سینما است. از زمان ساخت سینما، صندلی های سینما به صندلی های راحت تبدیل شده اند که کاملا با بدن هر شخص سازگار است. این قابلیت سازگاری و راحتی به لطف کف پلی یورتانی قابل انعطاف، امکان پذیر است. این امر قابلیت طراحی متنوع را ضمن اطمینان از راحتی کاربران ارائه می دهد. فوم های پلی یورتانی انعطاف پذیر و نرم هستند و به عنوان ماده پر کننده، پشتیبانی مطمئنی برای کوسن های صندلی و تشک فراهم می کنند.

صندلی های اداری
قسمت های یک صندلی اداری که معمولا با پلی اورتان ساخته می شود پایه ها، پشتی ها و بازوهای صندلی ها هستند. پلی یورتان به لطف قابلیت سازگاری بالا، امکان تولید تمام قسمت های یک صندلی را فراهم می آورد تا به حداکثر راحتی برای کاربر برسد.

پیشنهاد برای مطالعه: ویژگی های توری سرند پلی اورتان برسام پلیمر

کاربرد پلی یورتان در معماری
پنجره ها
یکی از بزرگ ترین دشمنان در عایق بندی حرارتی یک خانه، پل های حرارتی است. برای جلوگیری از آنها، پلی یورتان به لطف امکان قالب ریزی پروفیل های پنجره با سیستم های پلی یورتان می تواند به ارائه ویژگی های عالی حرارتی پوششی بپردازد. سیستم های پلی یورتان برای تولید پنجره عملکرد دوگانه دارند. از یک طرف، آنها به عنوان عایق حرارتی عمل می کنند، از سوی دیگر، آنها به گونه ای دارای یک اثر آب بندی هستند که پنجره های ساخته شده با پلی یورتان از استحکام لازم در ساختمان برخوردارند.

استخرها
به دلیل عملکرد ضد آب بودن، پلی یورتان ماده ای ایده آل برای پوشش استخرهای شنا است. مهمترین مزیت الاستومرهای پلی یورتانی این است که آنها غشایی مداوم ایجاد می کنند که با ایجاد یک بستر ضدآب مداوم، احتمال نشت را کاهش می دهند.

چسب
چسب های پلی یورتانی محصولات بسیار متداول در زندگی روزمره ما هستند. از آنجا که آنها برای چسباندن موادی از قبیل چوب، پلاستیک، مقوا، فلز یا شیشه استفاده می شوند، ما از اشیا و عناصر زیادی استفاده می کنیم که از این نوع چسب ها در ساخت آن ها استفاده شده است.

کاربرد پلی یورتان در صنعت
مخازن حرارتی
در مخازن حرارتی با محفظه دوجداره، پلی یورتان با چگالی کم، محصول ایده آل برای پر کردن حفره های بزرگ و ارائه ویژگی های عایق بندی لازم، سازگار با زیبایی گرایی و ظرفیت مخزن است.

تجهیزات فنی آزمایشگاهی
پلی یورتان پلیمری است که در آزمایشگاه ها به وفور یافت می شود، اما این بخشی از محصولات صنعتی است، که تجهیزات فنی آزمایشگاه را تشکیل می دهد. سیستم های پلی یورتان مقاومت و دوام بالایی را در مورد قطعات ایجاد می کنند، در عین حال که سطوح مختلف چگالی قادر به سازگاری با غیرممکن ترین اشکال هستند.

قطعات با چگالی بالا
به لطف سهولت در قالب گیری که پلی اورتان با چگالی بالا در مرحله تولید خود دارد، قطعات پلی یورتان با چگالی بالا در صنایعی مانند صنعت خودرو یا ساخت وسایل برقی استفاده می شوند. متداول ترین روش ساخت این نوع قطعات از طریق تزریق پلی یورتان به قالب ها است. قالب های قطعات پلی یورتان پیشرفت های گسترده ای را تجربه کرده اند، بنابراین قطعه نهایی پلی یورتان به سختی نیاز به تنظیمات دارد.

کاربرد پلی یورتان در طراحی و تزئین
تیرهای چوبی
با توجه به اینکه سیستم های پلی یورتانی استفاده شده برای این اهداف بسیار قالب گیری آسانی دارد، تیرهای چوب حاصل می توانند اشکال مختلفی داشته باشند و مهم تر از همه، می توانند هم شکل چوب شوند. این به تیرهای حاصله امکان پوشاندن اتصالات ورق های بام یا پوشاندن تیرهای بتونی ساختاری را می دهد.

قالبگیری
در معماری، از قالب ها برای حسن ختام کار یا تزئینات نهایی روی دیوارها و سقف ها استفاده می شود. قالب های چوبی مانند ساخته شده از سیستم های پلی اورتان به لطف این واقعیت است که پلی اورتان ماده ای با چگالی کم است.

پانل های تزئینی
اگر بخواهیم دیوارهای داخلی را تزئین کنیم، پانل های تزئینی طیف گسترده ای از کارهای تمام شده را با سنگ ها، آجرها، پارچه ها، بتن ها یا چوب های ساخته شده از پلی یورتان را پیشنهاد می کنند. علاوه بر تطبیق پذیری در پایان کار، دو ویژگی وجود دارد که تمام پانل های پلی یورتانی تزئینی را همراهی می کند: سبکی و مقاومت آنها. این خصوصیات باعث می شود که نصب و راه اندازی پانل های پلی یورتانی تزئینی بسیار آسان باشد.

قاب های تزیینی
فریم های تزیینی یک گزینه کاربردی و زیبا برای تزئین دیوارهای اتاقی است و ظاهری متفاوت را با هزینه کم به اتاق می بخشد. به لطف ایده های ارائه شده توسط سیستم های پلی یورتانی، ما می توانیم قاب های پلی یورتانی را با ظاهری شبیه چوب درست کنیم که امکان ترکیب رنگ ها، موقعیت ها و بافت های مختلف را فراهم می کند.

کاربردهای پلی یورتان در ورزش
تخته های موج سواری
تخته های موج سواری از وقتی که مواد سبک و مقاوم مانند پلی یورتان در ساخت آن ها استفاده می شود در حال پیشرفت بوده اند. یک تخته موج سواری درحالی که باید امکان شناور شدن کافی را داشته باشد، باید مقاومت بالایی در برابر ضربات موج ایجاد کند. هر دو ویژگی به لطف کاربردهای پلی یورتان کاملا حاصل می شود که وزن سبک و مقاومت فوق العاده ای در برابر ضربه ها ایجاد می کند.

مانکن
از زمانی که در تولید مانکن ها از مواد پلی یورتانی استفاده می شود کار ساخت مانکن ها به دلیل انعطاف بالای پلی یورتان آسانتر شده است. پلی اورتان به عنوان محصول نهایی ماده ای مقاوم است اما در ابتدای کار بسیار انعطاف پذیر است.

توری سرند پلی یورتان نوعی از ورقه های مشبک غربالگری هستند که با ماده اولیه ای به نام پلی یورتان تولید می شود. توری سرند های پلی یورتانی برای سطوح لرزان در فلزکاری، در معدن، صنایع شیمیایی، ساخت و ساز و بسیاری از صنایع دیگر مناسب هستند، و عمدتا برای غربالگری مواد فله استفاده می شود. با توجه به ساختار توری سرند پلی اورتان، می توان آن را به چهار نوع تقسیم کرد و مزایای توری سرند پلی اورتان را نام برد:

مزایای توری سرند پلی اورتان
طول عمر طولانی
پلی اورتان دارای ماژول های الاستیک بسیار بالا برای جذب بالای ضربه و مقاومت در برابر سایش بالا است، بنابراین مقاومت کششی بالایی دارد و ظرفیت تحمل آن بیش از 2.5 برابر توری سرند های لاستیکی است. عمر مفید توری سرند های پلی یورتانی 8 الی 10 برابر بیشتر از توری سرند های فلزی و 3 برابر بیشتر از توری سرند های فولادی ضد زنگ و 3.9 برابر توری سرند های لاستیکی است. بنابراین به جرات می توانیم بگوییم که بهترین وسیله غربال با بالاترین مقاومت در برابر سایش در جهان توری سرند های پلی یورتانی هستند و این یکی از بزرگترین مزایای توری سرند پلی اورتان است.

کارایی غربالگری بالا
سطح صفحه پلی یورتان عملکرد خود تمیز شوندگی دارند، هیچگونه حالت مسدود کننده ای نداشته و دارای کارایی غربالگری بالایی هستند. پلی یورتان به دلیل نفوذ پذیری زیاد آب و زاویه بزرگ مخروطی منافذ غربال (140 درجه)، پلی یورتان می تواند به طور موثر از چسبندگی ذرات ریز مرطوب جلوگیری کند، بنابراین برای غربالگری و دسته بندی کردن مواد ریز مرطوب مناسب است.

طیف وسیع کاربردی
برای هر نوع صفحه لرزشی مناسب است و می تواند به صورت سفارشی ساخته شود. صفحات پلی یورتانی را می توان برای غربالگری انواع مواد از 0.1 میلی متر تا 170 میلی متر استفاده کرد. که این مورد نیز یکی دیگر از مزایای توری سرند پلی اورتان است.

دقت غربالگری بالا
توری سرند پلی یورتانی از تکنولوژی قالب گیری ریخته گری بهره می گیرد، که دارای قطر منافذ دقیق، طراحی دیافراگم مش مناسب و کیفیت غربالگری بالا است و اندازه ذرات ماده موجود در زیر توری سرند می تواند نیازهای کاربران را برآورده کند. از مزایای توری سرند پلی اورتان می توان به نصب ساده، تعویض و نگهداری راحت و وزن سبک آن اشاره کرد، بنابر این یک محیط غربالگری ایده آل فراهم می کند.

پیشنهاد برای مطالعه بیشتر: ویژگی های توری سرند پلی اورتان برسام پلیمر

کم صدا در محل کار
با توجه به اندازه گیری واقعی، استفاده از توری سرند های پلی یورتانی در ماشین آلات می تواند 5 الی 25 دسیبل در مقایسه با توری سرند های فلزی باعث کاهش صدا شود و گرد و غبار را تا حد زیادی کاهش دهد.

مزایای اقتصادی قابل توجه
از مزایای توری سرند پلی اورتان می توان به قیمت مناسب آن اشاره کرد. قیمت توری سرند های پلی یورتانی 2-3 برابر توری سرند های فلزی است. با این حال، با در نظر گرفتن بازدهی غربالگری، هزینه نگهداری، عمر مفید و سایر عوامل، سود کلی توری سرند های پلی یورتانی بسیار بهتر از توری سرند های فلزی معمولی است.

به سازی مطلوب مواد مقاوم در برابر سایش به طراحی کل تریبو سیستم شامل نیازهای مکانیکی، شیمیایی و حرارتی محیط کارکرد متکی است. بهسازی بیشتر مواد بر اساس دانش در مورد سایش و مکانیسم های تخریب است، به این ترتیب پارامترهای مواد مانند ترکیب و ریزساختار از اهمیت حیاتی برخوردار هستند. در اینجا الاستومرهای مقاوم در برابر سایش (رزین های پلی یورتانی) که برای استفاده در معادن و صنایع فرآوری مواد معدنی تولید یا سازگار شده اند، بررسی میشوند. عملکرد فلزات و الاستومرها در محیط هایی با سایش بالا مقایسه می شود. مشخصات محصول (سختی، مقاومت در برابر کشش، مقاومت DIN یا ASTM در برابر سایش) تا عملکرد سایشی آنها مورد بحث قرار گرفته است.

الاستومر های مقاوم به سایش در صنایع معدنیغربالگری مطلوب یکی از کاربرد های معمول مش های فلزی (فولاد ضدزنگ) می باشد. در این حالت بهره وری بالاست اما عمر سایشی کم پانل ها کابوسی واقعی است. تعویض مکرر قطعات به قدری زیاد است که از نظر اقتصادی هم به صرفه نمی باشد، چراکه موجب خاموش شدن تجهیزات و توقف فرآیند می شود. با نگاهی کوتاه به طبیعت متوجه می شویم که به طور کلی، طبیعت از مواد انعطاف پذیر برای لولاها، پمپ ها، لوله ها و سایر سطوح سایشی استفاده می کند، درحالی که بشر مواد سفت مانند فلزات را که شکل خود را تحت فشار نگه دارند ترجیح می دهد.

از آنجا که وزن و شرایط اقتصادی مواد، نقش های فزآیندهای در توسعه تریبو سیستم دارند، بسیار مهم است افزایش استفاده از الاستومرها را برای شرایط سایشی در صنایع معدنی و فرآوری مواد معدنی در نظر بگیریم. مهندسین مواد پنجره دمایی عملیاتی ای که مواد در آن به عنوان متریال مقاوم در برابر سایش استفاده می شوند را تعریف کرده اند. بر خلاف آلیاژهای سخت، الاستومرهای انعطافپذیر می توانند با افزایش سختی، مقاومت در برابر سایش را دارا باشند. این رفتار را میتوان در کلاس مواد پلیمری مانند پلی یورتان ها یافت.

برای رزین پلییورتان بازهی دمایی عملیاتی 25- الی 80+ درجه سانتیگراد می باشد. بنابراین، مهندسین نمی توانند با دید ساده ی “سخت تر بهتر است” کار کنند و باید درکی از شیمی، نیروها و درجه حرارت تریبو سیستم و همچنین خصوصیات مواد داشته باشند. تاکنون، قطعات فلزی در صنایع معدنی شایع تر هستند. با این وجود، نیازی به جایگزینی تجهیزاتی که برای صفحات فلزی طراحی شده اند برای استفاده از ویژگی های مواد انعطاف پذیر تازه توسعه یافته نیست.

به عنوان مثال
این مواد برای ترومل ها و مش های سرندهای ویبر های در ابتدا به صورت پوشش روی یک قطعه فلزی موجود بدون تغییر در سیستم یا طراحی قطعات معرفی شدند. شکل 1 چگونگی تاثیر زاویه خوراک ماده ساینده بر میزان سایش مواد مختلف تحت بار کم را نشان می– دهد.

برای فولاد ممکن است از زاویه برخورد 80 درجه استفاده شود. جایگزینی فولاد با لاستیک یا پوشاندن فولاد با لاستیک باعث کاهش سرعت سایش در 80 درجه می شود. با این حال، تغییر زاویه به 08 یا 08 درجه سانتیگراد برای لاستیک، میزان سایش را حتی بیشتر کاهش میدهد.

شکل 1_ میزان سایش به عنوان از دست دادن جرم در هر جسم فرساینده تعریف می شود.

در الاستومر های پلی یورتانی نیز تفاوت هایی وجود دارد، به صورتی که رزین های پلی یورتانی بر پایه پلی استرخواص بسیار خوبی از نظر استحکام کششی و سایش دارند اما خواص دینامیکی وخواص سایشی آن ها در دماهای پایین نسبت به پلیاترها کمتر است. همچنین پلی استرها مقاومت هیدرولیز بسیار کمی دارند و استفاده از آن ها در قطعاتی در تماس با محیط آبی و اسیدی توصیه نمی شود.

از تست آزمایشگاهی تا عملکرد واقعی
چندین نویسنده نشان داده اند که از طریق بررسی و آزمایش نمی توان مقاومت فرسایش مواد پلیمری را بر اساس پارامترهای ماده از ورق های داده ی مشخصات محصول، به طور دقیق پیشبینی کرد. در بحث در مورد سایش فلزی، پوهل و ال روبایی اشاره کردند که مقاومت در برابر سایش یک ویژگی ذاتی نیست. بنابر این، یک آزمایش یا استاندارد آزمایشگاهی وجود ندارد که مقاومت در برابر سایش را اندازه گیری کند. شرایط بارگذاری در تجهیز باید به طور مناسب توسط یک آزمایش آزمایشگاهی شبیه سازی شود تا عمر و سایش یک جز تخمین زده شود.

شکل 2 به صورت شماتیک تغییر میزان سایش را در 30 درجه سانتی گراد برای یک قطعه پلی یورتان قبل و بعد از عملیات حرارتی با استفاده از ویژگی های ریز ساختاری حاصل از پراکندگی اشعه ایکس نشان می دهد.

شکل 2

( a ) تغییر در میزان سایش در زاویه بروز 30 درجه برای یک پلی اورتان در شرایط بازیافتی و حرارتی (b) تصویر شماتیک ریز ساختار پلی اورتان در حالت های قبل از عملیات حرارتی (درجه d=140) و عملیات حرارتی (240 درجه=d) میانگین فاصله بین دامنه با علامت “d” از طریق پراکندگی اشعه ایکس اندازه گیری می شود.

از دیدگاه تحقیقاتی بر روی فلزات، تغییر سایش با به سازی ریزساختار ها از طریق عملیات حرارتی ساده لوحانه است، اما در زمینه الاستومر های مقاوم به سایش به نظر می رسد خاصیتی جز سختی باعث نگرانی محققان نمی گردد. درحالی که ترکیب شیمیایی، شرایط تولید، عملیات حرارتی (پس از پخت)، پیری، حملات شیمیایی و خستگی می توانند به طور قابل توجهی بر عملکرد سایش مشاهده شده تأثیر بگذارد.

پیشرفت های اخیر
در زمینه عملکرد سایش الاستومر های مقاوم به سایش، پیشرفت های اخیر در متناسب سازی ریز ساختار الاستومرها و تمرکز بر تعیین مکانیسمهای سایش واقعی در عمل و آزمایش– های آزمایشگاهی بوده است. در چندسال گذشته، محققان دانشگاهی از روش استفاده از سختی الاستومر های مقاوم به سایش به عنوان تنها موثر بر طیف خواص مکانیکی آن فاصله گرفتهاند.

تقریباً در همه مواردی که عملکرد ظاهراً غیرطبیعی خوبی دیده شدهاست، به دلایل ریزساختاری مربوط میباشد. در الاستومرهای پلی– یورتان، این مورفولوژی توزیع شده دو فاز است که در آن بخشهای سخت غنی از دی ایزوسیانات به عنوان سایتهای اتصال عرضی در یک ماتریس پلیاتر یا پلی– استر نرم و انعطاف پذیر عمل میکند که عملکرد سایش را در هر یک از ترکیبات فراتر میبرد که همین موجب میشود سایش با تغییرات مورفولوژی از طریق بازپخت مواد در شرایط مناسب بهبود یابد. مشخص شده که با افزایش سطح جداسازی فاز، خاصیت سایش بهبود مییابد. شکل 5 b نمایشی شماتیک از تغییراتی است که در الاستومر پلییورتان هنگام بازپخت در دمای کمی زیر دمای جداسازی میکروفاژ رخ میدهد را نشان می دهد.

روند بازپخت منجر به خالص تر شدن مراحل سخت و نرم و افزایش میزان اتصال عرضی (تبلور) در حوزه های سخت می شود. پیشرفت های چشمگیر دیگر در زمینه توسعه الاستومرها برای صنایع معدنی بدر زمینه ی کاهش هزینه تولید است که منجر به افزایش اتوماسیون فرآیند های ریخته گری/ قالب ریزی و کاهش هدر رفتن مواد می شود.

پیشرفت مهم دیگر
درک عملکرد سایش الاستومر در شناخت مکانیسم های بوجود آورنده ی سایش بوده است. محققانی مانند هاچینگ و همکارانش، آرنولد و وود و همکارانش مکانیزم های الاستومر های مقاوم به سایش را در آزمایش های فرسایشی ( و سایر موارد) بررسی کرده و مکانیزم های آسیب واقعی را تعیین کرده اند.

فعل و انفعالات بین خوراک فرساینده و سطح به دلیل شکنندگی نسبی الاستومر و خستگی ناشی از برخوردهای مکرر، پیچیده است. نکات جالبی که به تازگی آشکار شده است، طیف گسترده ای از مکانیسم های آسیب است که تمامی اتفاق میافتند. آینده الاستومرهای مورد استفاده در صنایع معدنی بسیار درخشان است، خصوصاً اگر شرکت های معدنی و بخش های خرید و نگهداری آن ها بتوانند به استفاده صحیح از الاستومرها، یعنی درک بازه عملیاتی برای افزایش در طول عمر خدمات آموزش ببینند.

تحولات احتمالی آینده
در این مواد شامل الاستومرهای خود تقویت شده است مانند استفاده از افزودنی های لغزنده برای کنترل خصوصیات اصطکاکی الاستومرها، استفاده از مواد جدیدتر مانند فلورواستومرها، از همه مهم تر کنترل ریز ساختی الاستومرها برای تولید به طوری که سایش را به حداقل برساند.

همچنین اگر تولیدکنندگان الاستومر ها بتوانند با کاربران نهایی در صنعت معدن (هم شرکت معدن و هم پیمانکاران) همکاری نزدیکتر داشته باشند تا ارزیابی دقیقی از شرایط واقعی موجود در محل معدن / ماده معدنی به دست آورند، بسیار مفید می باشد. از نظر ما، بسیاری از موارد ناموفق الاستومر های مقاوم به سایش در صنعت معدن ناشی از عدم درک از ماهیت خصوصیات فیزیکی الاستومرها است. لازم به تأکید است که به علت متغیرهای فرآیند، همه الاستومرها دارای یک پنجره عملیاتی کوچک هستند که در آن می توانند عملکرد بهینه داشته باشند.

تغییرات اندک در مکانیسم های سایش، pH، وجود یون های فلزی خاص و افزایش دما و خستگی می تواند منجر به شکست سریع و غیر منتظره شود. یکی دیگر از راهکار هایی که به تازگی توسط شرکت های بزرگ انجام می شود استفاده از سیستم منحصر به فرد اتصال بدون پین T-Lock هاست که این هزینه های کلی عمر کار دستگاه را از طریق کم کردن نیاز به قطعات یدکی افزایش می دهد. همچنین باعث کاهش زمان تعمیر و نگهداری محصولات می گردد. نحوه ی اتصال پانل ها را میتوان به این صورت نشان داد:

پیشنهاد برای مطاله: کاربردهای پلی یورتان در صنعت

یکی دیگر از بزرگترین مشکلات موجود در سرندهای ترومل، میزان سایش زیاد به علت سرعت خارجی بالای خود تجهیز ترومل می باشد که با بزرگتر شدن سایز ترومل ها این مشکل روز به روز بیشتر هم می شود، چراکه با 2 برابر شدن سرعت مواد روی پانل ها، میزان سایش 5 برابر می شود. کاهش عمر مفید مش ها به این دلایل چالش هایی بوجود می آورد، با این وجود ما راه حل هایی برای این موارد نیز داریم.

نتایج
در این بررسی استفاده از عملیات حرارتی و شیمی برای تغییر ریز ساختار و الاستومر های مقاوم به سایش پلی یورتانی مورد بحث قرار گرفته است. ما بر روی کلاس جدید مواد با مبنای پلیمری متمرکز شده ایم تا مواردی را که ممکن است عملکرد بهتر و مزیت اقتصادی به ارمغان آورند را با توجه به ملاحظات طراحی تجهیزات نشان دهیم. بهبود بیشتر در عملکرد مواد ممکن است از طریق بررسی و شبیه سازی رویکرد طبیعت به طراحی تریبوسیستم حاصل شود.

این توضیحات این نوید را به ما می دهد که فرصت هایی برای طراحی های ساخته شده توسط بشر با استفاده از مواد انعطاف پذیر و راهکارهای تعمیر/ جایگزینی پایدار برای اجزای فرسوده وجود دارد. به عنوان مثال، در طبیعت با وجود فرسودگی ناخن ها و دندان ها به رشد خود ادامه می دهند. دندان های روی لایروبی را تصور کنید که می توانند این کار را انجام دهند. پوست برای ایجاد محافظت در مناطق دارای سایش زیاد، پینه ایجاد می کند. چالش آینده مواد سایشی، توسعه استراتژی های به حداقل رساندن انرژی و پایدار برای سیستم های تریبوسیستمی و رساندن زمان کارکرد بدون توقف تجهیزاتی مانند ترومل به 12 الی 14 هفته است.

اکثر تاسیسات کانه آرایی به صورت تر کار می کنند؛ آب نه تنها یک واسطه ی برتر برای اجرای اکثر فرآیندهای تغلیط محسوب می گردد، بلکه مناسب ترین واسطه برای بسیاری از عملیات خردایش و طبقه بندی است. مفهوم این است که ماده در درون تاسیسات می تواند از عملیاتی به عملیات دیگر به شکل انتقال دوغاب مواد معدنی داده شود. معدن کاری هیدروسیکلی برای بعضی از کانه ها از قبیل قلوه سنگ های فسفاتی، ماسه های ساحلی، یا ذخایر آبرفتی طلا، کاستریت و کانی های دیگر استفاده می شود. در این حالات کانه به شکل دوغاب به آسیا حمل می گردد.

در تعدادی از عملیات، کنسانتره ها از کارخانه ها در مسافت های طولانی داخل لوله های دوغاب، غالباَ در سرتاسر زمین ناهموار جایی که انتقال دوغاب مواد معدنی به صورت های دیگر امکان پذیر نیست، حمل می گردند؛ و تمام باطله ها از تاسیساتی که با آب سرو کار دارند به وسیله ی لوله به استخرهای باطله تخلیه می شوند.

حمل و نقل دوغاب (اسلاری)
انتقال دوغاب مواد معدنی نه تنها شامل حمل پمپ های اسلاری یا دوغاب از یک نقطه به نقطه ی دیگری می شود (مانند حمل از آسیاب های نیمه خودشکن به روی سرند های شامل توری پلی یورتان، حمل از آسیاب گلوله ای به هیدروسیکلون های تمام پلی یورتان و…) بلکه حالت معلق نگه داشتن و هم زدن دوغاب ها در مخازن در حین فرآیند را نیز شامل می گردد.

پمپ ها و پمپاژ کردن
در یک کارخانه کانه آرایی، از پمپ ها برای جابه جا کردن مایعات و دوغاب استفاده می شود. دوغاب ها باید از مسافت های متعدد کوتاه در درون یک کارخانه و باطله ها به یک استخر باطله پمپاژ شوند و در بعضی موارد، کنسانتره ها نیز باید پمپاژ گردند. این دوغاب ها اغلب بسیار سایا و خورنده هستند و ممکن است در غلظت های بالا دارای ذرات درشت باشند و لذا طراحی پمپ ها، همراه با شیرآلات مربوطه و خطوط لوله، وظیفه ی همی را در طراحی یک کارخانه تشکیل می دهد.

پمپ ها معمولا در دو طبقه، پمپ های پیستونی و پمپ های گریز از مرکز مورد بررسی قرار می گیرند. هر دو نوع کاربرد های ویژه ی مربوط به حوزه های خود را دارند. پمپ های پیستونی حجم ثابتی از مایع یا دوغاب را برای هر ضربه یا چرخش، مستقل از فشار تخلیه یا ارتفاع مکش، تحویل می دهند، در حالی که پمپ های گریز از مرکز حجمی از مایع را که به فشار تخلیه بستگی داشته باشد، پمپاژ می کنند. در کل، پمپ های پیستونی در جایی که فشار های خیلی زیاد احتیاج باشند و پمپ های گریز از مرکز در مواقع نیاز به فشارهای کم و دبی های زیاد، استفاده می شوند.

تعدادی از پمپ های پیستونی موجود است، ولی ممکن است در دو گروه بررسی شوند “پمپ های دوار” که کاربرد آن ها به مایعات (شامل مایعات با گرانروی نسبتاَ زیاد) محدود می شود و برای جامدات سایا نمی توانند استفاده شوند. انواع مختلفی شامل پمپ دنده ای و پمپ مارپیچی قابل دسترس هستند. یکی از مزایای پمپ های دوار توانایی تخلیه ی باربی های ثابت است.

پمپ های رفت و برگشتی (تلمبه های پیستونی)
این پمپ ها نیز در طبقه ی پمپ های پیستونی قرار دارند. این نوع به وفور در پمپاژکردن دوغاب، جایی که فشار بالایی احتیاج باشد، مثل خطوط لوله ی دوغاب مسافت دور، یا پمپاژ کردن آب از معادن استفاده می شوند. پمپ های فوق ممکن است در سه گروه مورد استفاده قرار گیرند: یک نوع پمپ پیستونی با عمل مستقیم که در آن پیستون با دوغاب در تماس است؛ نوع دوم پمپ پیستونی با عمل غیر مستقیم که در آن پیستون بر روی یک مایع میانی که فشار را از طریق یک دیافراگم (برای از بین بردن فرسودگی پیستون و گلویی) به دوغاب منتقل کرده کار می کند؛ دیگری پمپ دیافراگمی که در آن دیافراگم به طور مکانیکی یا هوایی برای به وجود آوردن جابجایی مثبت، فعال می گردد.

در تمام پمپ های رفت و برگشتی، جریان متناوب است. همه آن ها به سوپاپ های غیر برگشتی که در دوغاب عمل می کنند، احتیاج دارند و همچنین به مقدار قابل ملاحظه ای نیاز به تعمیر و نگهداری وسایل خواهند داشت. پمپ های گریز از مرکز، به طور خیلی وسیعی در صنایع معدنی استفاده می شوند و در دامنه وسیعی از ابعاد، از بسیار کوچک تا 1000 m3/sec موجود هستند، در کل پمپ های گریز از مرکز در مقایسه با پمپ های پیستونی بازدهی کم تری دارند. به هر حال، کار با آن ها خیلی ساده است، به سوپاپ احتیاج ندارند و هزینه های سرمایه گذاری و تعمیر و نگهداری آن ها کم است.

پمپ گریز از مرکز
پمپ گریز از مرکز یک پره (پروانه پمپ) و یک لوله محافظ درست شده است. تعداد زیادی از انواع طراحی های پروانه پمپ موجود است. پره های با قطر بزرگ برای دوغاب ها به منظور کاهش سرعت و به حداقل رساندن فرسودگی، استفاده می شوند، عبور جریان از درون پروانه و بین پروانه و پوشش حلزونی، باید برای عبور بزرگترین ذره و همچنین برای جلوگیری از سرعت های اضافی درونی (که باعث فرسودگی سریع می شود) به اندازه کافی بالا باشد. وقتی که برای دوغاب به کار برده شوند، آستر بندی هر دو پروانه و پوشش کاری رایج محسوب می گردد، که شرکت برسام پلیمر استر (لاینینگ پلی یورتان) و ساخت پروانه پمپ با روکش پلی یورتان را با بیش از ده سال سابقه کاری انجام می دهد.

از جمله کاربرد پلی یورتان در معادن می توان به این نکته اشاره کرد که محصولات پلی یورتان بطور قابل توجهی در کاهش مواردی همچون خوردگی، ساییدگی، ضربه و زنگ زدگی موثر است. قابلیت انعطاف و دوام آن موجب طیف وسیع کاربردهای آن در صنعت شده است. استفاده‌ی بسیار از این محصولات در موارد مختلف، حاکی از وجود راه حل‌های سریع، قابل اعتماد، مقرون به صرفه و در نهایت انتخابی عاقالنه است. پلی یورتان ماده‌ی کاملی برای استفاده و تعامل با فلزات است و میتوان آن را در هر شکل و اندازه، متناسب با نیاز قالب ریزی کرد. همچنین توانایی منحصر به فرد آن از جمله مقاومت در برابر سایش، کاهش صدا و لرزش، پلی یورتان را به راه حلی ایده آل برای محیط‌های سخت در صنعت معدن تبدیل کرده است. با وجود تفاوت‌های موجود در مواد معدنی، مهم‌ترین مشکل در صنایع معدنی سایش تجهیزات است که می‌توان به کمک پوشش‌ها و قطعات پلی یورتان از آن جلوگیری و به کاهش هزینه‌ها و زمان تعمیرات کمک کرد. بنابراین میتوان از آن به عنوان محصولی بسیار مفید در صنعت معدن نام برد.
در ادامه به نمونه‌هایی از کاربردهای پلی یورتان در صنعت معدن در مراحل مختلف معدنکاری ازجمله استخراج، خردایش، حمل و نقل، مکانیک سنگ و فرآوری اشاره خواهد شد.

کاربرد پلی یورتان در معادن در مراحل مختلف معدنکاری
اکتشاف
اکتشاف اولین مرحله‌ی فرآیند معدنکاری است. به منظور حفظ و نگهداری ابزار آلات اکتشافی، از جمله ماشین‌های حفر گمانه، سرمته ها، ابزارآلات نمونه برداری، چکش و دیگر موارد میتوان از پلی یورتان استفاده کرد.

استخراج
مقاومت فیزیکی و دوام مواد و همچنین مقاومت شیمیایی و محیطی از عوامل مهم در انتخاب مواد برای استفاده در تجهیزات استخراج هستند. الاستومرهای پلی یورتان ریخته‌گری (PU) با توجه به طیف گسترده‌ای از خواص و دوام فوق العاده، موادی ایده آل برای انواع مختلف کاربردهای استخراج هستند. در مقایسه با موادی مانند فلز یا لاستیک، پلی یورتان محلولی برتر را ارائه می‌دهد که ترکیبی از مقاومت و انعطاف‌پذیری و نیز مقاومت در برابر سایش، هیدرولیز و مواد شیمیایی است.

مراحل استخراج به چه صورت است؟
مرحله استخراج شامل جداسازی و انتقال مواد معدنی به سطح است. از ابزارهای جداسازی مواد معدنی می‌توان به تیغه ها، سرمته ها، کابل و زنجیرها اشاره کرد. دانش پلی یورتان امکان ساخت قطعات بسیار دقیق سفارشی را فراهم می‌کند که می‌تواند از این نوع تجهیزات محافظت کند. بطور مثال افزودن روکش پلی یورتان به سرمته‌های مخروطی باعث افزایش طول عمر سرمته می‌شود. همچنین پوشش اوتان برای کابل‌های فولادی باعث کاهش اصطکاک آن و افزایش کاربری آن می‌شود.
بطور کلی استفاده از پلی یورتان یک رویکرد فعال است که مدیریت تعمیر و نگهداری تجهیزات استخراج معدن را تسهیل می‌کند. بکارگیری قطعات پلی یورتان می‌تواند از سایش زودرس در ماشین‌های استخراج جلوگیری کند.

بنابراین استفاده مجدد از ماشین آلات معدن با استفاده از قطعات پیشگیری از سایش پلی یورتان که به منظور محافظت از مناطق آسیب‌پذیر بکار گرفته شده اند، سبب صرفه جویی در هزینه‌های سالانه شرکت‌های معدنی در زمینه تعمیر و نگهداری شده است؛ چرا که در اغلب اوقات، نقاط ضعیف تجهیزات مانند اتصالات، محورها و سایر مناطق با اصطکاک بالا، به تعمیر و نگهداری منظم نیاز دارند و در صورت فرسودگی بوش‌ها یا قطعات محافظ، به سرعت خراب می‌شوند.
از سوی دیگر در استخراج‌های معادن زیرزمینی می‌توان به استفاده از ابزاری همچون سپرها و قیف‌ها اشاره کرد که در تعامل مستقیم با سنگ معدن استخراج شده هستند و به کمک پوشش‌های پلی یورتان میتوان مقاومت آن‌ها را به میزان قابل توجهی افزایش داد. این نیز یکی دیگر از کاربرد پلی یورتان در معادن محسوب می شود.

خردایش
مرحله خردایش شامل شکستن سنگ یا ماده معدنی است. برای جلوگیری از آسیب دیدن قطعات دستگاه خردکننده در برابر ضربه و سایش میتوان از روکش‌های پلی یورتان استفاده کرد. بطور مثال در این مرحله یک دستگاه مکش گرد و غبار، میزان انتشار گرد و غبار در هوا را کاهش می‌دهد. طول عمر لوله‌های استخراج کننده گرد و غبار نیز از مسائل اصلی معادن است. در موارد خاص ممکن است نیاز باشد تا لوله‌ها چندین بار آب‌بندی شوند. گرد و غبار کمی چسبناک است و تمایل دارد به دیواره‌های لوله‌های فولادی که در حال عبور از آن است، بچسبد. این فرآیند سبب کاهش کارآیی لوله‌ها خواهد شد. به همین منظور پلی یورتان به پوشش داخلی لوله‌ی استخراج گرد و غبار استفاده می‌شود. یک پوشش پلی یورتان می‌تواند از نیاز به لوله کشی مجدد لوله‌ها جلوگیری کرده و طول عمر لوله‌ها را به میزان زیادی افزایش دهد. علاوه بر آن صرفه جویی زیادی در زمان و هزینه‌ها خواهد شد.

همچنین سرندها نیز ابزاری هستند که در مراحل مختلف برای جداسازی و مرتب‌سازی دانه‌ها بر اساس اندازه استفاده می‌شود. در این قطعات نیز پلی یورتان به دلیل سختی و مقاومت بالا و همچنین مقاومت در برابر سایش، بریدگی و پارگی، به عنوان یک ماده محافظ میتواند استفاده شود.

مکانیک سنگ
از آنجایی که در علم مکانیک سنگ حفظ پایداری سازه‌ها و پی‌های سنگی از اهمیت بسیاری برخوردار است، از محصولات پلی یورتان به منظور کمک کننده به افزایش پایداری سنگ می‌توان استفاده کرد. بطور مثال می‌توان به تزریق پلی یورتان در سقف معادن برای ایجاد پایداری در محدوده‌ی قطعات سنگی شکسته و خرد شده به عنوان کاربرد پلی یورتان در معادن اشاره کرد.

فرآوری
در طول عملیات فرآوری مواد معدنی از دستگاه‌ها و فرآیندهای شیمیایی مختلفی استفاده می‌شود. به دلیل وجود تعامل بالا میان ذرات مواد معدنی و همچنین مواد شیمیایی افزودنی در این مرحله، امکان خردگی قطعات و تجهیزات بیش از موارد دیگر وجود دارد. بطور مثال در طی فرآیند فلوتاسیون، مواد جامد مختلف به دلیل تفاوت در خصوصیات سطحی از یکدیگر جدا می‌شوند. به طور طبیعی مایعات باید با استفاده از پمپ‌ها و لوله‌ها به دستگاه فلوتاسیون منتقل شوند. معادن از پمپ تولیدکننده تجهیزات اصلی (یا OEM) استفاده می‌کنند و به دلیل فرسودگی زودرس چاره‌ای جز تعویض بدنه پمپ به طور منظم ندارند.

بنابراین نگهداری این تجهیزات هزینه‌ی بسیار زیادی را به کارخانه تحمیل خواهد کرد. به همین منظور میتوان از پلی یورتان برای پوشش فضای داخلی پمپ استفاده کرد. افزودن پوشش داخلی پمپ، یک راه حل طولانی مدت برای مسئله‌ای است که بسیاری از معادن با آن روبرو هستند. همچنین میتوان اشاره کرد که استفاده از محلول پلی یورتان برای پوشاندن فضای داخلی پمپ چند برابر ارزان‌تر از نصب پمپ جدید است. در صورتی که پلی یورتان حداقل سه برابر طول عمر تجهیزات اصلی را افزایش می‌دهد!

از سوی دیگر لوله‌هایی که برای انتقال مواد مختلف استفاده می‌شوند میتوانند خرده و سوراخ شوند. وقتی این اتفاق می‌افتد، اگر هیچ ماده‌ای برای آب‌بندی لوله در دسترس نباشد، خاموش کردن کارخانه تنها گزینه است. استفاده از قطعات پلی یورتان برای آب‌بندی موقت لوله‌ها میتواند از خاموش شدن کارخانه و در نتیجه‌ی آن از توقف عملیات جلوگیری کند.

از دیگر تجهیزات کارخانه که به وسیله‌ی پلی یورتان‌ها میتواند عمر و بهره وری آن‌ها را افزایش داد می‌توان به هیدروسیکلون ها، تیغه‌های مخلوط کننده، مستهلک کننده ها، صفحات ترومل، صفحات فلیپ فالپ، اسکرابرها و سلول‌های فلوتاسیون اشاره کرد.

حمل و نقل
استفاده از سیستم حمل و نقل را می‌توان در تمامی مراحل معدن کاری بسط داد. در فرآیند حمل و نقل، کاهش لرزش، صدا و افزایش مقاومت در برابر سایش مواردی است که میتوان به کمک پلی یورتان‌ها بهبود بخشید. به عنوان نمونه در ناوگان حمل و نقل معدن در سیستم تعلیق کامیون‌های سنگین، بوش‌های بازو گشتاور، محافظ فنر، بوش زنجیر و انواع قطعات از پلی یورتان برای محافظت در مقابل سایش استفاده می‌شود. نوار نقاله‌های تسمه‌ای نیز وسیله‌ای عالی برای حمل و نقل مداوم مواد فله هستند. برای اطمینان از عملکرد کارآمد این سیستم، کمربندها به تمیزکاری منظم نیاز دارند و مقاومت بالا در برابر سایش امری ضروری است. بکارگیری پلی یورتان در قرقره‌ها و نیز پوشش صفحات، اتصالات، تسمه‌ها و زنجیرها میتواند به کاهش سایندگی کمک کند.

ابزار آلات
علاوه بر تمامی نکات ذکر شده می‌توان به استفاده از پلی یورتان در تمامی ابزار و تجهیزات به منظور افزایش عمر و کاربری آن‌ها اشاره کرد. بطور مثال پوشش کفش‌های کار نیز می‌تواند از پلی یورتان باشد و بر عمر آن بیفزاید.