Als Lieferant von Bodenladearmkufen werde ich oft nach den Materialien gefragt, die bei ihrer Konstruktion verwendet werden. Die Wahl der Materialien ist ein entscheidender Faktor, der die Haltbarkeit, Leistung und Sicherheit dieser Kufen bestimmt. In diesem Blog werde ich mich mit den verschiedenen Materialien befassen, die üblicherweise bei der Herstellung einer Unterladearmkufe verwendet werden, und ihre Eigenschaften hervorheben sowie erklären, warum sie für diese spezielle Anwendung ausgewählt werden.
Stahllegierungen
Stahllegierungen sind der Grundstein für die Konstruktion von Bottom Loading Arm Skids. Unter diesen wird Kohlenstoffstahl aufgrund seiner hohen Festigkeit und Kosteneffizienz häufig verwendet. Ein gängiger Typ ist Kohlenstoffstahl ASTM A36, der ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Duktilität aufweist. Es hält erheblichen mechanischen Belastungen stand, ohne sich leicht zu verformen. Die Streckgrenze von ASTM A36 beträgt typischerweise etwa 250 MPa (36.000 psi), wodurch es für die Strukturkomponenten des Skids geeignet ist, die das Gewicht der Ladearme und aller angeschlossenen Geräte tragen müssen.
Edelstahl ist eine weitere wichtige Stahllegierung. Die rostfreien Stähle 304 und 316 sind eine beliebte Wahl. Edelstahl der Güteklasse 304 enthält etwa 18 % Chrom und 8 % Nickel und bietet eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit in einer Vielzahl von Umgebungen. Es wird häufig für Teile verwendet, die mit leicht korrosiven Substanzen in Kontakt kommen können oder bei denen es auf die Ästhetik ankommt. Die Sorte 316 hingegen enthält zusätzlich Molybdän (ca. 2–3 %), was ihre Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion in aggressiveren chemischen Umgebungen erhöht. Beispielsweise wird in Anlagen, in denen Chemikalien oder mit Salzwasser beladene Brennstoffe verarbeitet werden, Edelstahl der Güteklasse 316 für Komponenten wie die Rohrleitungen und Verbindungen der Ladearme bevorzugt, um eine langfristige Integrität zu gewährleisten.
Aluminiumlegierungen
Aluminiumlegierungen werden auch in Unterladearmkufen verwendet, insbesondere für Komponenten, bei denen Gewichtsreduzierung Priorität hat. Aluminium 6061 ist eine häufig verwendete Legierung. Es verfügt über ein gutes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis mit einer Streckgrenze von etwa 241 MPa (35.000 psi). Diese Legierung bietet eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, insbesondere wenn sie eloxiert ist, wodurch eine schützende Oxidschicht auf der Oberfläche entsteht. Aluminiumkomponenten werden häufig in Bereichen eingesetzt, in denen eine Reduzierung des Gesamtgewichts des Skids von Vorteil ist, beispielsweise in mobilen Ladeeinheiten oder bei Anwendungen, bei denen Transport und Handhabung wichtig sind. Durch das geringere Gewicht wird zudem die Belastung der tragenden Strukturen reduziert, was möglicherweise zu einer längeren Lebensdauer führt.
Polymere
Polymere spielen eine wichtige Rolle bei der Konstruktion von Bodenladearmkufen. Eines der am häufigsten verwendeten Polymere ist Polypropylen. Polypropylen ist ein thermoplastisches Polymer, das für seine chemische Beständigkeit, geringe Dichte und einfache Verarbeitung bekannt ist. Es wird häufig zur Herstellung von Dichtungen und Dichtungen im Skid verwendet. Diese Dichtungen müssen ein Auslaufen des geladenen Produkts verhindern, und die Fähigkeit von Polypropylen, einer Vielzahl von Chemikalien, einschließlich einiger Lösungsmittel und Säuren, zu widerstehen, macht es zur idealen Wahl.
Ein weiteres Polymer ist Polytetrafluorethylen (PTFE), allgemein bekannt als Teflon. PTFE hat eine extrem geringe Reibung, eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und einen hohen Schmelzpunkt. Es wird in Komponenten wie Ventilen und Armaturen im Ladearm verwendet. Die geringe Reibungseigenschaft von PTFE ermöglicht einen reibungslosen Betrieb der Ventile und reduziert den Verschleiß der beweglichen Teile. Darüber hinaus stellt seine chemische Beständigkeit sicher, dass es den aggressiven Chemikalien und Kraftstoffen, die durch den Skid gelangen, standhält, ohne sich zu verschlechtern.
Elastomere
Elastomere werden hauptsächlich für Dichtungsanwendungen in Bodenladearmkufen verwendet. Nitrilkautschuk (NBR) ist eine beliebte Wahl. Es weist eine gute Beständigkeit gegen Öl, Kraftstoff und eine Vielzahl von Chemikalien auf. NBR-Dichtungen werden in Bereichen eingesetzt, in denen der Skid mit erdölbasierten Produkten in Kontakt kommt, beispielsweise an den Verbindungen zwischen den Ladearmen und den Lagertanks. Seine Fähigkeit, seine Elastizität über einen weiten Temperaturbereich (normalerweise von -40 °C bis 108 °C) beizubehalten, gewährleistet eine zuverlässige Dichtungsleistung unter verschiedenen Betriebsbedingungen.
Als weiteres Elastomer kommt Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) zum Einsatz. EPDM weist eine hervorragende Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse, Ozon und UV-Strahlung auf. Es wird häufig für Außenanwendungen des Skids verwendet, beispielsweise in den Dichtungen um Inspektionsluken oder in Bereichen, in denen der Skid Witterungseinflüssen ausgesetzt ist. Darüber hinaus hält EPDM einem relativ großen Temperaturbereich stand und eignet sich daher für den Einsatz in unterschiedlichen Klimazonen.
Verbundwerkstoffe
Bei Bodenladearmkufen kommen zunehmend Verbundwerkstoffe zum Einsatz. Glasfaserverstärkter Kunststoff (FRP) ist ein solcher Verbundwerkstoff. FRP bietet hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und geringes Gewicht. Es wird häufig beim Bau von Gehäusen und Abdeckungen für das Skid verwendet. Die hohe Festigkeit von FRP ermöglicht es, die internen Komponenten vor physischen Schäden zu schützen, während seine Korrosionsbeständigkeit sicherstellt, dass es rauen Umgebungsbedingungen standhält, ohne sich zu verschlechtern.
Auch Kohlefaserverbundwerkstoffe erschließen sich als Option für Hochleistungsanwendungen. Kohlefaser weist ein extrem hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis auf und eignet sich daher ideal für Komponenten, bei denen sowohl hohe Festigkeit als auch geringes Gewicht erforderlich sind. Allerdings schränken die hohen Kosten von Kohlefaserverbundwerkstoffen derzeit ihre weit verbreitete Verwendung ein und sie werden hauptsächlich in speziellen oder hochwertigen Bodenladearmkufen verwendet.
Nichteisenmetalle
Kupfer und Messing sind Nichteisenmetalle, die in einigen spezifischen Anwendungen innerhalb des unteren Ladearmgestells verwendet werden. Kupfer verfügt über eine hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie eine gute Korrosionsbeständigkeit. Es wird manchmal in elektrischen Komponenten oder bei Wärmeübertragungsanwendungen innerhalb des Skids verwendet. Messing, eine Legierung aus Kupfer und Zink, wird wegen seiner Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit ebenfalls verwendet. In den Sanitär- und Verbindungsteilen des Skids werden üblicherweise Messingbeschläge verwendet, da sie sich leicht formen lassen und eine zuverlässige Verbindung bieten.
Abschluss
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es sich bei einem Unterladearmgestell um ein komplexes Gerät handelt, das die Verwendung verschiedener Materialien erfordert, um optimale Leistung, Haltbarkeit und Sicherheit zu gewährleisten. Stahllegierungen sorgen für die strukturelle Festigkeit, während Polymere, Elastomere und Verbundwerkstoffe chemische Beständigkeit, Dichtungsfähigkeiten und Vorteile bei der Gewichtsreduzierung bieten. Jedes Material wird sorgfältig auf der Grundlage seiner spezifischen Eigenschaften und der Anforderungen der Anwendung ausgewählt.
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Referenzen
- ASTM Internationale Standards für Stahllegierungen
- Herstellerdatenblätter für Aluminiumlegierungen
- Handbücher zu Polymer- und Elastomermaterialien
- Technische Ressourcen für Verbundwerkstoffe