Когда речь заходит о трубах третичного воздуха, многие сразу думают о стандартных стальных конструкциях, но на деле здесь кроется масса нюансов — от состава сплава до геометрии завихрителей. В цементной печи этот узел не просто подаёт воздух, а формирует температурный профиль в зоне кальцинации. Помню, как на одном из заводов в Челябинске заменили трубу без учёта локальных турбулентностей — получили перерасход топлива и неравномерный обжиг клинкера.
Снаружи труба выглядит как прямой участок воздуховода, но внутри — система завихрителей, рассчитанная под конкретную печь. Например, угол лопаток должен соотноситься с давлением в системе дымоудаления. Если сделать слишком острыми — воздух будет ?прошивать? факел, слишком пологими — смешение ухудшится. На старой линии ?Сухоложска? мы экспериментировали с титановыми вставками, но выяснилось, что для российских условий лучше подходит жаропрочная сталь с добавкой хрома.
Толщина стенки — ещё один момент. Казалось бы, чем толще, тем долговечнее. Но при перепадах температур толстостенная труба медленнее прогревается, что провоцирует конденсацию паров серной кислоты. Именно поэтому на печах с высоким содержанием серы в сырье иногда целесообразнее ставить более тонкие, но частозаменяемые секции.
Фланцевое соединение — часто недооцениваемая деталь. Стандартные болты из углеродистой стали при длительном нагреве ?текут?, и стык теряет герметичность. Приходится либо переходить на никелевые сплавы, либо делать разъёмные соединения с двойным контуром уплотнения. Кстати, именно из-за фланцев на ?Уралцементе? случился простой — конструкторы не учли тепловое расширение, и трубу буквально вырвало из креплений.
Жаропрочная сталь 20Х23Н18 — классика, но для агрессивных сред лучше подходит AISI 310. Правда, её стоимость в 2.5 раза выше, и не каждый завод готов к таким затратам. В последние годы появились композитные варианты с керамическим напылением, как у производители из Китая, но наши испытания показали: при вибрациях напыление отслаивается за 4-6 месяцев.
Вот тут стоит упомянуть ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии — их подход к огнеупорам интересен. На сайте https://www.xinkexin.ru видно, что они делают ставку на спецкерамику, хотя для труб третичного воздуха пока предлагают стандартные решения. Но если они адаптируют свои материалы под этот узел — может получиться интересная альтернатива.
Лично я склоняюсь к комбинированным решениям: основная труба из стали 12Х18Н10Т, а зона возле факела — съёмные пластины из силлиманита. Так и ремонт проще, и стойкость выше. На ?Серебрянском цементнике? такая схема отработала 3 года без замены.
Самая частая проблема — неправильная центровка. Кажется, выставили по лазеру, но при нагреве опоры проседают, и труба смещается на 10-15 мм. В результате один бок горит, другой покрывается настылями. Как-то пришлось переделывать крепления на горячей печи — работали по 20 минут сменами, в дымозащитных костюмах.
Термоциклирование — бич всех элементов печи. Труба третичного воздуха испытывает до 80 циклов ?нагрев-остывание? в сутки при остановках загрузки. Со временем в зоне сварных швов появляются трещины. Сейчас пробуем бесшовные гнутые секции, но пока дорого.
Измерение расхода — отдельная история. Датчики постоянно забиваются пылью, и операторы часто работают ?на глазок?. Приходится ставить продувочные системы, но они усложняют конструкцию. На новых линиях эту проблему частично решают с помощью ультразвуковых измерений.
Когда труба дает течь, первый импульс — заварить. Но часто сварка в полевых условиях лишь маскирует проблему. На ?Красноярском цементнике? мы трижды заваривали одну трещину, пока не поняли: материал ?выгорел? по всей длине. Пришлось менять 12-метровый участок.
Оценка остаточного ресурса — ключевой навык. Берем эндоскоп, смотрим на состояние завихрителей, замеряем толщину стенки ультразвуком. Если осталось менее 40% от исходной толщины — проще сразу ставить новую трубу, чем через полгода снова останавливать печь.
Сейчас многие производители предлагают ?быстросъёмные? системы, но их надёжность пока под вопросом. Те, что мы тестировали, держали температуру, но плохо переносили вибрации. Возможно, компаниям вроде ООО Шаньдун Синькэсинь стоит обратить внимание на этот аспект — их опыт в спецкерамике мог бы помочь создать амортизирующие элементы.
Сейчас активно обсуждают керамокомпозитные трубы, но их стоимость пока неподъёмна для большинства заводов. Более реалистичный вариант — наплавка жаропрочных покрытий на криволинейные участки. Мы пробовали на одном из предприятий в Свердловской области — ресурс увеличился на 30%, но технология требует доработки.
Интересно было бы увидеть, как новые игроки вроде ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии подойдут к вопросу. Их заявленная специализация — исследования в области новых материалов, а это как раз то, что нужно для создания следующего поколения труб третичного воздуха.
Пока же большинство цементных заводов работают с проверенными поставщиками, предпочитая эволюционные улучшения революционным решениям. И, честно говоря, в нынешних экономических условиях это оправдано — простои обходятся слишком дорого.
