Cinta transportadora de caucho con cable de acero: compuesto, grado de recubrimiento y adherencia.

Las correas de cable de acero rara vez fallan por la debilidad del cable, sino por un revestimiento de caucho inadecuado. Una correa de tela y una de cable de acero pueden soportar el mismo tonelaje teóricamente, pero el compuesto que debe sujetar un cable chapado en latón, resistir el paso de una polea de 1800 mm a 4,5 m/s y aun así desprenderse limpiamente bajo un rascador requiere una fórmula diferente, con ingredientes distintos, una cinética de curado diferente y un margen de procesamiento mucho más estrecho.

Esa brecha es donde comienzan la mayoría de las disputas de compra. Un comprador compara dos hojas de datos, ve DIN Y en ambas cubiertas y 1600 N/mm en ambos cordones, y asume que las correas son equivalentes. No lo son. El grado de la cubierta indica la resistencia del caucho en la superficie; no dice nada sobre si el compuesto de recubrimiento entre los cordones se mantendrá después de 40 000 horas. En una línea de carbón de 1200 t/h, tomamos una muestra a los 9 meses y encontramos que el valor de desprendimiento del cordón al caucho había disminuido de 15 N/mm a 6 N/mm, mientras que todas las pruebas de la cubierta seguían cumpliendo las especificaciones. La correa parecía estar en buen estado desde la pasarela y estaba a dos meses de una rotura de empalme.

Indíquenos su capacidad de carga, tamaño del cable y grado de recubrimiento; recibirá una recomendación de compuesto y una hoja de datos de muestra.

Las tres variables que realmente determinan la vida útil son el sistema de polímeros en el compuesto central, el paquete de adhesión que une el caucho al recubrimiento de latón y el grado de recubrimiento elegido en función de la abrasión y la temperatura reales en el sitio. Todo lo demás en la hoja de especificaciones es consecuencia de esas tres. Este artículo explica cómo se especifica cada una, dónde interactúan y qué...fabricante de cintas transportadoraspuede y no puede cambiar una vez que la cinta esté curada. Si está utilizando sistemas de mineral pesado o de centro largo en tierra, se aplica la misma lógica a uncinta transportadora industrialEs recomendable leer la sección de compuestos antes que la de cordones.

Antes de comenzar, una advertencia: el diseño de compuestos no es una simple lista de verificación. Dos fábricas pueden usar prácticamente el mismo polímero, la misma sal de cobalto y el mismo espesor de recubrimiento de latón, y aun así obtener resistencias al despegue con una diferencia del 40 %, ya que la temperatura de mezclado, el tiempo de vaciado y el estado de curado por prensado influyen más en el resultado que la formulación. Considere los valores que se indican a continuación como objetivos que deben verificarse mediante pruebas, no como garantías.

01Por qué una carcasa de cordón de acero no puede compartir un compuesto de correa de tela

Lo primero que hay que entender es que una correa de cordón de acero es un material compuesto unido por adhesión, no por el tejido. En una correa de tela, los hilos de urdimbre y trama transmiten la tensión y el caucho los protege principalmente. En una correa de cordón de acero, los elementos de tracción son alambres individuales que no soportan ninguna fuerza a menos que el caucho los sujete a lo largo de toda su longitud. La transferencia de carga es totalmente interfacial. Si se pierde la interfaz, la correa no solo pierde un poco de resistencia, sino que la pierde prácticamente toda.

Eso cambia las prioridades de los compuestos. Un compuesto de recubrimiento para tela está optimizado para penetrar en el tejido y mantener los hilos separados con el calibre correcto. Un compuesto para el núcleo del cordón de acero, a menudo llamado compuesto de recubrimiento o amortiguación, tiene que hacer algo más difícil. Debe fluir entre cordones separados por solo unos milímetros, humedecer una superficie lisa de latón que prácticamente no ofrece agarre mecánico, curarse formando una matriz rígida pero no quebradiza que resista el movimiento del cordón bajo flexión repetida y resistir los efectos del envejecimiento causados ​​por el calor y la difusión de oxígeno desde el lado de la cubierta.

La rigidez es más importante de lo que se cree. Si los cordones están separados por 12 mm y tienen 4,5 mm de goma entre ellos, se desplazarán. Este desplazamiento se manifiesta como un borde ondulado en la correa, una tensión desigual y, finalmente, la rotura del cordón central en la polea. La goma también debe ser lo suficientemente rígida para evitar que la correa se curve entre la polea y el plano del cordón, lo que provoca la clásica rotura longitudinal sobre un cordón tras un atasco.

Luego está la cuestión de sobre qué se desliza la correa. Las correas de cordón de acero suelen deslizarse sobre poleas de gran diámetro con ángulos de envoltura elevados, lo que significa que el compuesto central experimenta una tensión de flexión mucho mayor por pasada que una correa de tela de la misma clase de resistencia. Cada uno de esos ciclos de flexión crea una cizalladura interlaminar entre los cordones y el caucho circundante. Un compuesto con alta histéresis se sobrecalienta bajo esa cizalladura, y el calor acelera el mismo envejecimiento que destruye la adhesión.

Por lo tanto, la regla práctica que les damos a los compradores es simple. Nunca acepte una cotización que ofrezca un solo compuesto para toda la correa. La construcción con cordón de acero siempre necesita al menos dos fórmulas distintas, y para aplicaciones resistentes al fuego o a altas temperaturas necesita tres o cuatro. Cualquierproveedor de cintas transportadorasQuien no pueda indicarle por separado la composición del núcleo y la de la cubierta, o bien no ha consultado con el fabricante o no va a controlar el proceso. Solicite ambas fórmulas por escrito y, a continuación, pida los resultados de la prueba de pelado que demuestren que funcionan correctamente juntas.

También existe una razón comercial para separarlos. El compuesto central es costoso. Contiene promotores de adhesión, sal de cobalto y, a menudo, una mayor proporción de polímero de alta calidad, por lo que la fábrica tiene un fuerte incentivo para diluirlo. Cuando vea una cotización que reduce el precio del mercado en un 15 % para una banda ST 1600 de 1800 mm de ancho, lo primero que debe revisar no es el número de cordones, sino el espesor de la capa y la formulación del compuesto central.

02Selección del polímero y ventana de curado en el compuesto central

La mayoría de los compuestos de núcleo de cordón de acero parten de caucho natural, generalmente mezclado con una pequeña proporción de SBR o caucho de butadieno para controlar la velocidad de vulcanización y la pegajosidad. El caucho natural proporciona la resistencia inicial que la cinta necesita antes de la vulcanización, ya que los cordones deben mantenerse en posición mientras se construye la plancha, y aporta la resistencia al desgarro que impide que un cordón se desprenda de la matriz bajo impacto. El SBR mejora la resistencia al envejecimiento y reduce la reversión de la vulcanización, pero si su proporción es demasiado alta, se pierde pegajosidad y resistencia al desgarro. La proporción de la mezcla es la decisión más importante en la formulación.

Lo que realmente controla la mezcla es el tiempo de curado. El compuesto debe curarse uniformemente, es decir, debe alcanzar la densidad de reticulación completa sin sobrecurarse, ya que una placa de cinta de cordón de acero es gruesa y los cordones no conducen el calor. El calor debe viajar a través del caucho para llegar al centro. Una cinta de 20 mm de espesor en una prensa de placas puede tardar más de 40 minutos en llevar la zona central de los cordones a la temperatura de curado, y para entonces la superficie de recubrimiento ha permanecido caliente durante todo ese tiempo. Si el sistema de vulcanización falla, la superficie se sobrecura mientras que el núcleo se subcura, lo que es el origen de más fallos de adhesión que cualquier error de formulación.

En la planta, una cubierta sobrecurada se manifiesta como una superficie dura y brillante que ya no absorbe el impacto de la alimentación de los grumos y comienza a agrietarse formando un fino patrón de mosaico. Un núcleo subcurado se manifiesta como cordones que se pueden desprender de la cinta después de un empalme con un cuchillo, o como el olor acre del caucho sin vulcanizar al abrir una sección cortada. Ambos son defectos de prensado, no defectos del material, y ambos son visibles durante el primer mes.

La resistencia a la temperatura es el segundo factor determinante en la elección del polímero. Un compuesto de núcleo estándar a base de caucho natural funciona correctamente hasta aproximadamente 60 °C de temperatura superficial de la banda en servicio continuo. Por encima de esta temperatura, la matriz de caucho natural se ablanda, el valor de adhesión disminuye y la banda comienza a estirarse bajo carga más rápido de lo que predice su curva de elongación de cordón. Para alimentación con clínker caliente o sinterizado, cambiamos el núcleo a una base de EPDM o polímero clorado y reconstruimos el paquete de adhesión a su alrededor, ya que el sistema de cobalto que funciona con caucho natural se comporta de manera diferente en un polímero saturado.

Cabe destacar dos aspectos de esa tabla. Primero, el promotor de adhesión tiene un rango de tolerancia estrecho; no se trata de que cuanto más, mejor. Segundo, la cantidad de relleno y la química de adhesión actúan en direcciones opuestas, razón por la cual el compuesto principal debe diseñarse y probarse como un sistema integral.

03Recubrimiento de latón y la química de adhesión que realmente mantiene el cordón en su lugar.

El cordón de acero no se adhiere al caucho por agarre mecánico. El alambre se trefila y luego se recubre electrolíticamente con una fina capa de latón, típicamente de 0,20 a 0,35 µm de espesor, con una proporción de cobre a zinc de entre 60:40 y 70:30. Durante el curado, el azufre del compuesto reacciona en la superficie del latón y forma una película de sulfuro de cobre que es químicamente continua tanto con el metal como con el caucho reticulado. La unión es un puente químico de unos pocos nanómetros de profundidad, y todo depende de la proporción de cobre a zinc, el espesor del recubrimiento y la cantidad de azufre que llega a la interfaz en el intervalo de tiempo adecuado.

Por eso, el cordón y el compuesto no pueden especificarse de forma independiente. Si se modifica la proporción del recubrimiento, la cinética de curado del compuesto también debe modificarse. Un recubrimiento 67:33 que se adhiere perfectamente a un sistema de caucho natural semi-EV a 145 °C puede adherirse mal a un sistema con bajo contenido de azufre, ya que no se difunde suficiente azufre a la interfaz antes de que la matriz se gelifique. La gelificación de la matriz es la principal limitación. Una vez que el caucho alrededor del cordón se ha reticulado lo suficiente, la movilidad del azufre se reduce drásticamente y cualquier sulfuro de cobre que no se haya formado para entonces nunca se formará.

El espesor del recubrimiento influye de la misma manera. Por debajo de aproximadamente 0,15 µm, la capa de latón es demasiado delgada para mantener la reacción, y la unión es débil desde el primer día. Por encima de aproximadamente 0,40 µm, el recubrimiento se convierte en una capa dúctil por derecho propio, y bajo flexión repetida se deforma de manera diferente al alambre subyacente. Esa discrepancia es uno de los mecanismos detrás de las fallas impulsadas por corrosión que observamos en líneas de carbón húmedo. En un caso, una terminal de carbón costera comenzó a perder adherencia del cable aproximadamente a los 18 meses en una cinta transportadora ST 1000 que transportaba carbón lavado con un 8 % de humedad superficial. El recubrimiento era de 0,45 µm. Pasar a 0,28 µm con el mismo compuesto casi duplicó el tiempo hasta la primera falla de desprendimiento.

El agua es la variable invisible en todo esto. Incluso una unión perfectamente formada se degrada si la humedad llega a la superficie del latón, ya que la película de sulfuro se hidroliza y la interfaz se convierte en un óxido no adherente. Por eso, un compuesto de recubrimiento debe ser realmente impermeable, y por eso una capa delgada con una interfaz subvulcanizada es tan peligrosa. El agua busca el camino de menor resistencia, y ese camino suele ser el plano del cordón.

Si busca un dato que debatir con un fabricante, háblele de la prueba de despegue de cordón a caucho. El método estándar consiste en extraer cordones individuales de una muestra curada a una velocidad controlada y registrar la fuerza por unidad de longitud incrustada. Para correas ST de alta resistencia, buscamos valores que se mantengan por encima de 12 N/mm después del envejecimiento, y que la superficie de falla muestre caucho adherido al alambre en lugar de un acabado de latón limpio. Un alambre limpio indica que la unión cedió; el caucho adherido indica que el propio caucho se rasgó, que es el modo de falla deseado, ya que demuestra que la interfaz se mantuvo.

04Cómo elegir el grado de recubrimiento frente a la abrasión, el impacto y la temperatura reales.

La clasificación del recubrimiento es la parte de la especificación que los compradores leen primero y comprenden menos. Las letras y los números provienen de diferentes normas que no se corresponden exactamente entre sí. La norma DIN 22131 rige las correas de cable de acero para transporte general y clasifica el recubrimiento según la pérdida por abrasión y las propiedades de tracción. La norma ISO 15236 cubre las correas de cable de acero para uso general y utiliza una estructura de clasificación similar, aunque no idéntica. En cuanto al caucho en sí, la norma DIN 22102 define las clases de recubrimiento y la norma ISO 4649 define cómo se mide la pérdida por abrasión. Las clasificaciones RMA provienen de una tradición completamente diferente y se utilizan ampliamente en la industria de áridos y minería en Norteamérica.

La confusión es importante porque una correa con certificación DIN Y y otra con certificación RMA Grado II no son intercambiables en servicio, aunque ambas se comercialicen como resistentes a la abrasión. La pérdida por abrasión se mide en milímetros cúbicos de caucho extraídos de una muestra estándar bajo una carga y una lámina abrasiva definidas. Cuanto menor sea el valor, mejor. Sin embargo, esta cifra no indica cómo se comporta el compuesto ante impactos, altas temperaturas o en presencia de aceite, condiciones que suelen determinar su vida útil.

El impacto es donde el índice de abrasión suele ser engañoso. Una cubierta muy dura y altamente resistente a la abrasión puede ser quebradiza, y un trozo de mineral de 300 mm que cae de una tolva de transferencia a 6 m/s la cortará y provocará un desgarro. En puntos de transferencia de alto impacto, solemos especificar una pérdida por abrasión ligeramente mayor a cambio de una resistencia al corte y al desgarro mucho mejor, y lo reforzamos con una cubierta más gruesa y, a veces, con una capa amortiguadora adicional. Este es el tipo de compromiso que la ficha técnica no contempla.

Tenga en cuenta que ni DIN ni RMA tienen una clasificación que describa la resistencia al aceite, la resistencia química o la flexibilidad a bajas temperaturas. Se trata de familias de compuestos independientes. Si su correa está expuesta a goteos de aceite hidráulico bajo una trituradora o funciona al aire libre a -25 °C en invierno, queda fuera del sistema de clasificación de la cubierta y debe especificar el compuesto directamente en función de la condición. Hemos escrito por separado sobre este tema.Cinta transportadora resistente al aceitecompuestos y sobreCinta transportadora resistente a la abrasiónconstrucciones, porque esas condiciones requieren una conversación aparte. El calor es una tercera familia separada, y una banda que enfrenta clínker a 110 °C se especifica a través de la ruta del grado térmico en lugar de a través de una clase de abrasión.

La transmisión de potencia es otra rama diferente de la ingeniería del caucho, y unafabricante de correas de transmisiónFunciona para cumplir reglas que no se aplican a una cubierta de transporte. Estas correas se deslizan contra poleas ranuradas o dentadas, por lo que su propiedad limitante suele ser la acumulación de calor en el flanco o el diente, no la abrasión por deslizamiento contra el material a granel. Mezclar los dos lenguajes de especificación es una causa común de decepción para ambas partes de un proyecto. Mantenga las correas de transmisión y las correas de transporte en secciones separadas de la misma consulta y permita que el proveedor responda a cada una según sus propios términos.

Un último apunte sobre las cubiertas antes de terminar. El grosor de la cubierta no sustituye a su calidad. Duplicar el grosor de una cubierta de baja calidad solo aumenta su vida útil en un 30%, pero también incrementa la masa, el peso sobre las poleas y el coste. Mejorar el compuesto y la adherencia subyacente suele multiplicar su eficacia.

05Cuatro formas en que falla la adhesión y cómo se ve cada una en el sitio.

Cuando una correa de cordón de acero se rompe, la falla casi siempre se reduce a uno de cuatro mecanismos. Estos mecanismos se ven similares desde el pasillo, pero son completamente diferentes al cortarlos, por lo que el diagnóstico debe comenzar con una muestra física en lugar de una fotografía de la correa rota. Identificar el mecanismo correcto determina si se necesita una correa nueva, una especificación de compuesto diferente o simplemente una reparación del ciclo de la prensa.

Envejecimiento y reversión del compuesto central

El mecanismo más común es el envejecimiento químico lento. El calor y el oxígeno que llegan al plano del cordón reducen gradualmente la densidad de entrecruzamiento y rompen la capa de sulfuro interfacial. La resistencia al despegue disminuye de 15 N/mm a 5 N/mm en cuestión de meses, y la cinta sigue funcionando porque la unión restante aún es suficiente para la tensión normal. Entonces, un atasco, una polea bloqueada o una obstrucción en la tolva provoca una sobrecarga temporal en los cordones, la interfaz debilitada no puede redistribuirla y una sección larga de la cubierta superior se separa de la carcasa. En las secciones cortadas se encuentra la zona del cordón blanda y ligeramente grasosa, con una película de óxido de color marrón rojizo en los alambres.

Observamos este patrón claramente en una cinta transportadora de piedra caliza que funcionaba las 24 horas del día a una temperatura superficial de 90 °C. La cinta era apta para altas temperaturas según las especificaciones, pero el compuesto del núcleo se había formulado con un sistema convencional de caucho natural con un tratamiento antienvejecimiento mínimo. Los valores de resistencia al despegue a los 14 meses eran de 6,5 N/mm y seguían disminuyendo. La cinta de reemplazo utilizaba el mismo cordón y un núcleo de EPDM con un coste unitario aproximadamente un 18 % superior, y a los 30 meses los valores de resistencia al despegue aún superaban los 11 N/mm.

Entrada de humedad a lo largo del plano de la cuerda

El segundo mecanismo es el agua. Una vez que la humedad alcanza la superficie del latón, hidroliza la película de sulfuro, la convierte en un óxido no adherente y la unión se rompe permanentemente. El agua penetra a través de un corte, un empalme dañado, una cubierta desgastada en el borde o a través de una interfaz porosa y poco curada entre la cubierta y el núcleo. La señal característica son manchas de óxido longitudinales y una pasta de óxido negro en el interior de la correa, que a menudo se extiende mucho más allá del daño visible en la superficie.

El trabajo en mojado es donde esto se complica, y explica por qué uncinta transportadora de cauchoEl rendimiento de un cordón especificado para un proceso de secado en seco difiere del de uno especificado para una línea de producción lavada, incluso cuando los cordones son idénticos. Pregunte específicamente cómo controla la humedad la fábrica antes de la construcción. Un cordón que ha permanecido en un almacén húmedo, o una losa construida al día siguiente de una noche fría, presenta condensación en la interfaz y la prensa no puede eliminarla.

fatiga mecánica y migración del cordón

El tercer mecanismo es mecánico, no químico. Los diámetros pequeños de las poleas, los ángulos de envoltura elevados y los arranques frecuentes generan cizallamiento interlaminar en la zona de los cordones. Si el compuesto del núcleo es demasiado blando, los cordones migran lateralmente, el plano de los cordones se distorsiona y la tensión se concentra en los cordones exteriores. El resultado visible es una correa que se desplaza de forma irregular, luego presenta un borde ondulado y, finalmente, desarrolla una fisura longitudinal justo encima de un cordón exterior. En una correa ST 1250 de 1400 mm de ancho en una estación de transferencia, medimos un desplazamiento lateral de los cordones de 6 mm a lo largo de 220 m de correa con un compuesto cuya dureza era un 12 % inferior a la especificada. Sustituir la correa por el compuesto correcto solucionó por completo el problema de desplazamiento en una semana.

Los daños por impacto también entran en esta categoría. Un golpe seco contra la correa comprime la cubierta y el núcleo, y si el compuesto tiene poca resistencia al desgarro, el cordón puede atravesar el caucho adyacente, provocando una rotura que se propaga a lo largo del plano del cordón. Por eso, los puntos de alta transferencia de impacto requieren una cubierta más gruesa y un compuesto con una resistencia al desgarro real, no solo un bajo índice de abrasión.

Defectos de prensado y procesamiento que imitan defectos del material.

El cuarto mecanismo no se debe a una falla de la cinta transportadora en funcionamiento, sino a una falla en el ciclo de prensado que solo se hace visible posteriormente. Una presión insuficiente en la platina genera porosidad en la zona del cordón. Una platina fría en un extremo de una prensa larga produce un gradiente de curado a lo largo del ancho de la cinta. Una prensa que se abre demasiado pronto deja la zona central del cordón subcurada, aunque la superficie presente una lectura correcta en la prueba de dureza. Todos estos problemas se manifiestan como valores de despegue dispersos e impredecibles que ningún cambio en la formulación podrá solucionar.

Este es el argumento práctico para una auditoría de proveedores antes de un pedido grande, y hemos cubierto el marco de auditoría en nuestras notas sobre la evaluación de proveedores.cintas transportadoras al por mayorprograma. Un molino con una prensa calibrada, un registrador de temperatura y presión de la platina y un ciclo de curado escrito para cada espesor de banda superará siempre a un molino con una mejor receta y sin control de proceso. Cuando visite un posiblefábrica de cintas transportadoras, pida ver los últimos tres registros de prensado de una correa de su grosor y pregunte cuál fue la variación medida a lo largo de la platina.

Un buen hábito es cortar una muestra de cada correa al recibirla y guardarla en un lugar oscuro y seco, junto con la fecha de fabricación. Si algo falla cuatro años después, tendrás una referencia para comparar, y esta comparación suele resolver la discusión sobre si la correa se suministró incorrectamente o si funcionó fuera de sus especificaciones.

06El compuesto central y el compuesto de recubrimiento son dos funciones diferentes.

Los compradores suelen suponer que la correa es una sola pieza de goma con un diseño en la superficie. En realidad, el núcleo y la cubierta están diseñados para cumplir requisitos opuestos, y el hecho de que estén prensados ​​juntos no significa que sean del mismo material. El núcleo requiere máxima adherencia al latón, alta rigidez para mantener los cordones en su tono, baja acumulación de calor al flexionarse y resistencia a largo plazo al envejecimiento interno. La cubierta requiere resistencia a la abrasión, al corte y al desgarro, baja resistencia a la rodadura y su propio comportamiento frente al envejecimiento por la luz solar, el ozono y la temperatura del material externa.

Debido a que estos requisitos son diferentes, los dos compuestos se curan en conjunto. El compuesto de recubrimiento se coloca sobre el núcleo, se curan juntos en el mismo ciclo de prensado y sus sistemas de curado deben estar sincronizados para que ambos alcancen su estado deseado en el mismo ciclo. Si el recubrimiento se cura mucho más rápido que el núcleo, la interfaz entre ellos se convierte en un plano débil. Este plano débil es una vía de entrada común para el agua y es invisible desde el exterior.

Este requisito de curado coincidente es también la razón por la que cambiar el grado de recubrimiento no es una sustitución trivial. Cambiar una correa de DIN Y a un recubrimiento resistente al fuego cambia por completo la familia del compuesto de recubrimiento, y el compuesto del núcleo generalmente tiene que cambiar con ella para mantener la adhesión y el comportamiento de curado consistentes. Cualquierdistribuidor de cinta transportadoraQuien considera el grado de recubrimiento como una opción gratuita en un formulario de pedido está generando problemas futuros. Ambos deben cotizarse juntos, y el fabricante debe poder indicar la compatibilidad de curado en la ficha técnica.

Hay un punto relacionado con el ancho de la correa y el compuesto de borde. El borde de una correa de cordón de acero es donde los cordones exteriores se asientan más cerca de la superficie, y es donde comienza la mayor parte del daño. Muchos diseños utilizan un compuesto de borde específico con mayor resistencia al desgarro y, a veces, una tira de borde reforzada. Si está comprando a través de unfabricante de correas trapezoidalesQuienes también suministran cintas transportadoras planas, pregunten si la gama de cables de acero utiliza un proceso de acabado de bordes independiente o si la cinta se corta de una plancha más ancha sin protección de bordes. La diferencia se nota en el segundo y tercer año de servicio, cuando el pedido ya se ha terminado.

07Dónde difieren los compuestos de cordón de acero y de carcasa de tela

Las correas de tela y las de cordón de acero suelen aparecer en la misma hoja de especificaciones y se comparan en las mismas columnas, lo cual es un error. Ambos tipos de carcasa imponen exigencias diferentes al caucho, y las diferencias en la composición no son meramente estéticas. Una vez que se comprende esta diferencia, se puede interpretar correctamente una hoja de datos y detectar cuándo un fabricante ofrece una fórmula para correas de tela haciéndola pasar por una fórmula para correas de cordón de acero.

La principal diferencia radica en la separación de los cordones. Una correa de tela tiene una trama tejida, por lo que el caucho se asienta en una lámina continua con hilos insertados a intervalos muy cortos. Una correa de cordón de acero tiene cordones de gran diámetro y ampliamente espaciados, a veces a 30 mm de distancia, con un volumen considerable de caucho entre ellos. Este caucho no es un relleno, sino un elemento estructural que debe ser lo suficientemente rígido para resistir la cizalladura y la acumulación de calor, a la vez que lo suficientemente flexible para pasar sobre las poleas. El problema de diseño es completamente diferente al de una correa de tela.

Los requisitos de adhesión varían aún más. Las capas de tejido necesitan que el caucho penetre en la trama y se adhiera a la superficie de la fibra, lo cual implica un proceso mecánico y químico con el acabado textil. El cordón de acero requiere un puente químico hacia el latón, como se describió anteriormente. Los paquetes de aditivos son diferentes, la disponibilidad de azufre requerida en la interfaz es diferente y los métodos de prueba son diferentes. Un compuesto optimizado para la adhesión a tejidos no proporcionará una fuerte adhesión al latón, y viceversa.

Luego viene la rigidez y la histéresis. Las correas de cordón de acero suelen ser mucho más largas, soportan mayor tensión en tramos más largos y se flexionan mucho menos por unidad de longitud debido a que los diámetros de las poleas son grandes. Lo que no toleran es un compuesto que genere y retenga calor. Una correa de tela en un transportador corto y rápido con poleas pequeñas es el caso opuesto, y en este caso la baja histéresis es más importante. El mismo objetivo de optimización apunta en diferentes direcciones según el tipo de carcasa.

Un punto relacionado sobre construcciones especializadas. Acinta de inclinación con tacosconstruido sobre una estructura de cuerda de acero, o unconstrucción de pared lateralCon bridas corrugadas, se requiere un segundo proceso de curado para los perfiles. Este segundo curado calienta nuevamente la carcasa, y el compuesto del núcleo debe ser lo suficientemente estable para soportarlo sin deformarse. No todas las fábricas pueden realizar este proceso, y es importante plantearse esta cuestión desde el principio si su proyecto requiere alta tensión y capacidad para trabajar en pendientes pronunciadas.

La misma lógica se aplica cuando el trabajo es caluroso, húmedo o peligroso, en lugar de simplemente empinado.Cinta transportadora resistente al calory uncinta transportadora resistente al fuegoAmbos necesitan que se reconstruya el compuesto central, así como la cubierta, y un punto de transferencia que maneja alimentación grumosa y afilada generalmente requiere unaCinta transportadora resistente a impactos y cortesCon una estructura acolchada en lugar de una cubierta rígida. En cada caso, la propiedad especializada debe mantenerse en todo el espesor, razón por la cual estas correas cuestan más que las de grado estándar y por la cual valen la pena.

Para aplicaciones de servicio pesado, normalmente vemos que el cordón de acero se especifica en uno de cuatro lugares, y cada uno empuja el compuesto en una dirección ligeramente diferente. Líneas terrestres largas enminería y canterasponer énfasis en baja elongación y adhesión constante. Alimentador de clinker y horno en unplanta de cementopone énfasis en la estabilidad térmica tanto en la cubierta como en el núcleo. Descargadores y apiladores de barcos enmanipulación de graneles en puertoSe hace hincapié en la protección contra impactos y bordes. Las líneas de descenso de gran tonelaje hacen hincapié en la elongación controlada y el comportamiento del frenado, ya que una correa de cable de acero con una elongación del 0,25 % en un tramo de 3 km devuelve mucha energía al detenerse.

08Curado, pruebas y consistencia de lotes en la prensa

Todo lo escrito hasta ahora describe cómo debería ser un compuesto. Que la cinta que reciba contenga realmente ese compuesto depende del control de la mezcla y de la prensa, y aquí es donde la diferencia entre las fábricas es mayor. Una formulación es un documento; una cinta es el resultado del proceso. Los compradores que solo revisan el documento se llevan sorpresas.

La mezcla es fundamental. Los compuestos de caucho se mezclan en mezcladoras internas con un factor de llenado, velocidad del rotor y temperatura de descarga definidos, generalmente en dos etapas, añadiendo el acelerador en la segunda etapa a una temperatura lo suficientemente baja como para evitar quemaduras. Una variación de la temperatura de descarga de más o menos 10 °C entre lotes altera el estado de curado del lote antes de que llegue a la prensa, y dicha variación se propaga hasta la interfaz del cordón. Una fábrica que registra la temperatura de descarga por lote tiene control. Una fábrica que solo la registra cuando algo parece estar mal no lo tiene.

Luego viene la prensa. Las cintas de cordón de acero se curan en prensas de platina que calientan la cubierta hasta llegar a los cordones, siendo el plano del cordón el último lugar en alcanzar la temperatura. La presión es tan importante como el calor, ya que el compuesto debe fluir hacia los espacios entre los cordones y expulsar el aire atrapado. Una presión insuficiente produce porosidad, que es una red de huecos a lo largo de los cordones que el agua ocupará en el transcurso de una temporada. Una presión excesiva al inicio del ciclo expulsa el compuesto de la zona de los cordones antes de que se haya curado, dejando los cordones con una cobertura insuficiente.

Tras el curado, la correa se enfría bajo presión; de lo contrario, se contrae de forma desigual y la tensión del cordón se distribuye de manera irregular desde el borde hasta el centro. Una correa con tensión desigual del cordón se deforma y se desgasta en los bordes. Este es un problema de la prensa y del sistema de enfriamiento, no del compuesto, y ningún caucho de alta calidad lo solucionará.

Las pruebas son la única forma de confirmar la calidad del producto. Solicitamos cuatro conjuntos de datos de prueba con cada pedido de cordón de acero y los comparamos con la muestra de preproducción, en lugar de con una especificación genérica. La resistencia a la tracción del cordón proporciona el índice de interfaz. La pérdida por abrasión de la cubierta según la norma ISO 4649 proporciona el índice de desgaste. La resistencia a la tracción y la elongación a la rotura, tanto en la cubierta como en el núcleo, ofrecen una descripción mecánica. Las pruebas de envejecimiento en horno, generalmente de 7 días a 70 °C o un equivalente definido, proporcionan los valores de retención que predicen el comportamiento a largo plazo.

Una aclaración sobre cómo interpretar la dispersión. Ningún molino produce valores de pelado idénticos en toda la banda, y afirmar lo contrario es una señal de alerta. Lo ideal es una distribución uniforme con un mínimo superior al valor mínimo acordado. Si el promedio es de 14 N/mm y los tres valores más bajos están en 7 N/mm, la banda tiene zonas débiles y estas fallarán primero. Solicite el valor mínimo, no el promedio, y pregunte cuántas cuerdas se analizaron.

El mismo principio se aplica a los componentes que rodean la correa.poleaCon una cara abombada y un revestimiento liso y correctamente perfilado, protege la zona del cordón manteniendo la correa en su trayectoria sin tensión en los bordes. Una selección adecuadarodillo tensorAjustado con el ángulo correcto del canalón, mantiene la carga centrada y evita que el material se derrame en el tramo de retorno, que es lo que causa la mayor parte del daño en los bordes. Y unrodillo tensor autoalineableEn los puntos críticos de cambio, se reducen las fuerzas laterales que provocan la rotura prematura de una unión deficiente entre la cuerda y el caucho. Una correa con una adhesión perfecta aún puede destruirse en una temporada debido a rodillos tensores defectuosos, y una correa con una adhesión adecuada que funciona con buenos componentes a menudo durará más de lo indicado en su clasificación.

Para los compradores que gestionan un paquete completo de transportadores en lugar de una sola cinta, vale la pena leer cómo estructuramoscomponentes de transportadoressuministro y cómo nuestroseguro de calidadEl proceso maneja registros por lotes, porque la discusión compuesta en esta página solo se vuelve real una vez que el proveedor puede generar esos registros a solicitud. Si su aplicación implica un segundo paso de proceso, como un empalme vulcanizado en una ubicación remota, nuestroservicio de campoLas notas detallan lo que se debe preparar antes de que la tripulación se movilice.

Finalmente, una nota sobre las dos palabras que se usan indistintamente y no deberían.correa de transmisión síncronay una simplecorrea trapezoidalAmbas se refieren a correas de transmisión de potencia, pero la lógica de su composición es diferente, ya que estas correas funcionan con poleas dentadas o ranuradas y sus modos de falla son el cizallamiento de los dientes y la fatiga del cordón, en lugar de la abrasión. Si su proyecto incluye correas de transmisión junto con correas transportadoras, mantenga las especificaciones por separado.

Solicite una revisión del compuesto y del grado de recubrimiento para su correa de cable de acero.

09Preguntas frecuentes

¿Puede un mismo compuesto servir tanto para el núcleo como para la cubierta de estas correas?

En la práctica, no. El núcleo debe adherirse químicamente a los alambres recubiertos de latón y mantenerse lo suficientemente rígido para mantenerlos en la posición deseada, mientras que la cubierta debe resistir la abrasión y los impactos externos. Los fabricantes que ofrecen un solo compuesto para toda la banda suelen omitir el componente adhesivo en el diseño. Solicite dos formulaciones y consulte el comportamiento de curado de cada una.

¿Por qué la calidad de la cubierta por sí sola no me indica cuánto durará una correa?

Porque la clasificación de la cubierta solo describe la superficie de desgaste. No dice nada sobre la adhesión en la interfaz de los cordones, la estabilidad térmica del núcleo ni el control de presión detrás de la correa. Hemos tomado muestras de correas que superaron todas las pruebas de la cubierta a los nueve meses, mientras que el valor de despegue en el plano de los cordones ya se había reducido a la mitad.

¿Qué valor de pelado debo incluir en las especificaciones de compra?

Para aplicaciones de servicio pesado de clase ST, busque una resistencia a la tracción del cordón de la correa nueva de alrededor de 12 N/mm o superior, y que este valor se mantenga por encima de aproximadamente 8 N/mm después del envejecimiento en horno. Además, especifique que la superficie de falla debe mostrar goma adherida al alambre. Si el alambre de latón queda limpio después de la prueba, significa que la interfaz cedió, no la goma.

¿Cómo llega la humedad al plano del cable y cómo puedo evitarlo?

Penetra a través de cortes en la cubierta, bordes dañados, empalmes deficientes e interfaces porosas con curado insuficiente, y destruye la unión químicamente en lugar de eliminarla. La prevención implica un compuesto de recubrimiento impermeable, una buena protección de los bordes, el almacenamiento en seco del cable antes de la construcción y la reparación inmediata de cualquier rotura en la cubierta, en lugar de esperar al siguiente cierre.

¿Un mayor espesor de recubrimiento sustituye a un mejor compuesto?

No. Añadir espesor de recubrimiento a un compuesto mediocre incrementa la masa, la carga de la polea y el costo para quizás un 30 % más de vida útil. Mejorar la adherencia y el compuesto del núcleo generalmente multiplica esa diferencia, y en condiciones de calor o humedad, la diferencia es aún mayor porque la falla comienza debajo del recubrimiento, no en su superficie.

¿Qué debo solicitar junto con los documentos de entrega?

Cuatro datos. El resultado de la prueba de extracción del cordón con el valor mínimo y el número de cordones probados. La pérdida por abrasión en comparación con el grado declarado. La resistencia a la tracción y la elongación tanto de la cubierta como del núcleo. Y el registro de la prensa para el número de serie de su correa, que muestra la temperatura y la presión de la platina durante el ciclo de curado.