Полиуретановый вал для пассивации оцинкованной стали

Если говорить о пассивации оцинкованного проката, многие сразу думают о химии процесса, растворах, времени выдержки. Но редко кто сходу вспомнит про полиуретановый вал, а ведь именно он часто становится тем самым ?бутылочным горлышком?, которое определяет равномерность нанесения пассивирующего слоя и, в конечном счете, качество всей полосы. Частая ошибка — считать, что подойдет любой полиуретановый ролик из общего каталога. Это не так. Тут нужна специфическая комбинация твердости, химической стойкости и, что важно, точности геометрии.

Почему именно полиуретан, а не резина или сталь?

Здесь история из практики. Пробовали стальные валки с хромированием — казалось бы, прочно и гладко. Но пассивирующий раствор — штука агрессивная, плюс постоянный контакт с металлической полосой. Появлялись микроскопические задиры, которые со временем вели к неравномерному прижиму и, как следствие, к полосам на покрытии. Резиновые валики, особенно стандартные для отжима, тоже не панацея. Они быстрее ?стареют? в этой среде, теряют эластичность, начинают впитывать химикаты. А полиуретан, правильно подобранный по составу, держит удар. Он не боится кислотности пассивирующих составов, сохраняет свою упругость и, что критично, не меняет геометрию под нагрузкой.

Но и с полиуретаном не все просто. Твердость — ключевой параметр. Слишком мягкий (ниже 60 Shore A) будет деформироваться, прогибаться под полосой, не обеспечивая равномерного удаления излишков раствора. Слишком жесткий (выше 80 Shore A) может не дать необходимого ?мягкого? контакта, рискуя продавить еще не закрепившийся слой. Опытным путем для большинства линий пассивации оцинковки оптимальным считается диапазон 65-75 ед. Шора А. Именно в этом ?коридоре? вал и достаточно упругий, чтобы держать форму, и достаточно податливый для плотного, но щадящего контакта.

Вот тут как раз вспоминается продукция ООО Шанхай Диби по производству резиновых и пластиковых изделий. Они не просто продают валки, у них вторая крупная серия — это как раз полиуретановые валики для нанесения покрытий с твердостью в диапазоне 40–70 ед. Для пассивации, конечно, нужны из верхней границы этого диапазона. Важно, что они работают с разными рецептурами полиуретана, подбирая стойкость к конкретной химической среде. На их сайте https://www.sh-dibi.ru можно увидеть, что компания специализируется на полной серии изделий, а значит, понимает разницу между валом для травления и валом для тонкого нанесения химического слоя.

Геометрия и балансировка: где кроется ?дьявол?

Казалось бы, цилиндр и цилиндр. Но если вал имеет даже незначительное биение или конусность (буквально доли миллиметра на метр длины), это гарантированно приведет к разнотолщинному слою пассивации по ширине полосы. Особенно это заметно на широких линиях, 1200 мм и выше. Проблема проявляется не сразу, а через несколько месяцев работы, когда износ усугубляет первоначальный дефект. Приходилось сталкиваться с ситуацией, когда на готовой стали видели повторяющиеся продольные полосы с другим оттенком. Все грешили на состав, температуру, а причина оказалась в изношенном, потерявшем идеальную цилиндричность полиуретановом вале.

Поэтому сейчас при заказе мы всегда акцентируем внимание на допусках по цилиндричности и биению. Хороший производитель, тот же ?Шанхай Диби?, который делает изделия по чертежам заказчика, всегда уточняет эти параметры. Их полиуретановые жесткие валики (твердость ≥70 ед.) из первой серии, кстати, часто идут как основа для последующей точной механической обработки под конкретную клеть.

Балансировка — еще один момент. Несбалансированный вал при высоких скоростях прокатки (а современные линии быстрые) вызывает вибрацию. Эта вибрация передается на полосу, пассивирующий слой ложится волнами. Динамическая балансировка после установки полиуретанового слоя на металлическую ось — обязательный этап, который нельзя игнорировать. Экономия здесь приводит к огромным потерям на браке.

Химическая стойкость: не всякий полиуретан одинаков

Пассивирующие растворы бывают разные: хроматные (постепенно уходящие, но еще встречающиеся), безхромовые на основе циркония, титана, кремния. Химический состав полиуретана должен быть подобран под конкретную среду. Универсальные составы существуют, но они всегда являются компромиссом. Например, некоторые сложные полиэфирные полиуретаны могут хуже переносить высокую кислотность, в то время как полиэфирные показывают лучшую гидролитическую стойкость.

Был у нас печальный опыт с валом от одного поставщика. Материал был заявлен как ?стойкий к химикатам?. Но через три недели работы в линии с безхромовой пассивацией на основе органических кислот мы заметили, что поверхность вала потеряла гладкость, стала слегка ?апельсиновой коркой?. Это началось поверхностное разрушение. Пришлось срочно менять. После этого всегда запрашиваем у производителя, например, у ООО Шанхай Диби, данные по стойкости их материала к конкретным pH и химическим агентам. Как компания, занимающаяся исследованиями, они обычно такие данные предоставляют.

Еще один практический совет — обращать внимание на цвет вала. Часто стабильные составы для агрессивных сред имеют специфические цвета (зеленоватый, бежевый), так как в них введены специальные добавки-стабилизаторы. Ярко-белый или цвет слоновой кости — не всегда показатель качества, иногда это признак более простой и менее стойкой рецептуры.

Монтаж, эксплуатация и типичные ошибки

Даже идеальный вал можно убить неправильной установкой. Запрессовка на ось должна быть равномерной, без перекосов. Использование ударных инструментов недопустимо — можно создать внутренние напряжения в полиуретане, которые позже приведут к растрескиванию. Лучше использовать гидравлический или винтовой пресс. Также важно проверить состояние посадочной поверхности оси — любые забоины, ржавчина приведут к неплотной посадке и биению.

В эксплуатации главный враг — сухой пуск. Запуск линии без подачи пассивирующего раствора или воды ведет к сухому трению полиуретана о сталь. Это мгновенно перегревает поверхность, вызывает оплавление и прилипание материала. Ремонту такой вал не подлежит. Обязательна проверка системы подачи химиката перед включением прижима.

Очистка — еще один момент. Нельзя использовать абразивы или металлические щетки. Достаточно мягких щеток и промывки водой. Если есть прилипшие загрязнения, нужны специальные моющие средства, совместимые с полиуретаном. Часто цеха этим пренебрегают, сокращая срок службы дорогостоящего узла.

Когда стоит задуматься о кастомизации?

Стандартные валки из каталога подходят для многих задач, но не для всех. Если у вас нестандартная ширина полосы, особо агрессивный состав или специфические требования к профилю поверхности (например, нужен вал с небольшой бочкообразностью для лучшего обжатия кромок), то без индивидуального изготовления не обойтись. Именно здесь пригождается возможность изготовления по чертежам заказчика, которую предлагают, в том числе, и в ?Шанхай Диби?.

Мы как-то заказывали вал с канавками специального профиля не для отжима, а для дозированной подачи раствора на полосу. Это была экспериментальная задача. Сделали несколько итераций чертежей, подбирали глубину и шаг канавок. Получилось в итоге неплохо, эффективность смачивания полосы повысилась. Ключевым было то, что производитель был готов к такому диалогу и имел инженеров, способных понять суть задачи, а не просто слепо повторить чертеж.

Кастомизация касается и соединения полиуретанового слоя с металлической гильзой. Для тяжелых режимов работы лучше выбирать валы с механическим креплением (бандажирование) или с клеевым соединением на высокопрочных составах, а не просто напрессованные. Это вопрос надежности на долгосрочную перспективу.

Итог: на чем нельзя экономить

Подводя черту, скажу: полиуретановый вал для пассивации — это не расходник в полном смысле слова, а точный технологический инструмент. Экономия на его качестве, точности изготовления и химической стойкости материала всегда выходит боком. Брак по покрытию, простои линии на замену, нестабильное качество продукции — все это многократно перекрывает разницу в цене между средним и хорошим валом.

Работа с проверенными поставщиками, которые, подобно ООО Шанхай Диби, имеют четкую специализацию (в их случае — три основные серии полиуретановых и резиновых изделий), понимают разницу в применении и готовы подобрать решение под задачу, а не продать что есть, — это уже половина успеха. Вторая половина — это грамотная эксплуатация на своем производстве. Внимание к этим деталям и делает разницу между просто работающей линией и линией, выдающей стабильно высокий продукт год за годом.

Так что, выбирая следующий вал, смотрите не только на цену и диаметр. Спросите про состав полиуретана, допуски, метод балансировки и примеры работы в похожих условиях. Это сэкономит массу нервов и ресурсов в будущем.