Kaivosten kulutusteräskohteiden kartoitus, kulumisprofiili ja materiaalivalinnat

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia Kemin kaivoksella esiintyviä kulutuskohteita ja käytössä olevia kulutusteräksiä. Lisäksi tavoitteina oli pohtia, miten käytännössä uusien materiaalien kenttätestaus suoritetaan ja kerätä oleellinen tieto kulutusteräksistä, kulumismekanismeista ja niiden tutkimisesta.

Materiaalin kuluminen on harvoin täysin yksiselitteinen tapahtuma, koska siihen vaikuttaa moni osatekijä. Kulutusteräksistä puhuttaessa tarkoitetaan usein kaikkia teräsmateriaaleja, jotka kestävät hyvin kulutusta. Kulutusta kestäviä teräksiä on kuitenkin monentyyppisiä ja ne on suunniteltu erilaisiin kulutuskohteisiin. Kaikki kulutusteräkset eivät toimi yhtä hyvin jokaisessa kohteessa. Tämän vuoksi opinnäytetyössä selvitettiin kulutuksen kestävyys –termiä sekä esitellään joitakin kulutusteräksiä ja niiden ominaisuuksia.

Työn aikana painotus siirtyi varsinaisesta kulutusterästen kenttätestauksesta kirjallisuusselvitykseen ja tiedon keräämiseen. Tässä opinnäytetyössä ei siksi pohdittu varsinaisia käytännön ongelmia tai tuloksia, vaan luotiin yleiskatsaus laajaan aiheeseen.

Kulumisen määritelmä voidaan kiteyttää sen olevan materiaalin häviämistä kappaleen pinnalta. Tämän vuoksi kappaleen massa muuttuu kulumisen edetessä. Tämän pohjalta voidaan päätellä, että massan muutos on kokonaiskulumisen määrä. Tämän opinnäytetyön pohjalta suoritettavissa testeissä tullaan tarkentamaan kulutuskohteissa esiintyvät kulumisprofiilit. Tarkennettu kulumisprofiili saadaan optisesti mittaamalla kulunut kappale, jolloin sitä voidaan verrata alkuperäiseen 3D -malliin.

The purpose of this barchelor’s thesis was to study the areas in Kemi mine that are exposed to wearing and wear resistant materials. Additionally, it was studied how to conduct field tests for new wear resistant materials. Gathering vital information was also included in the objectives.

The wearing of materials is a complicated phenomenon and it is rarely induced by only one factor. Commonly, the term wear resistant material is used about all resistant steels . However, wear resistant materials include many materials including steels, rubbers, plastics, steels and a variety of material coatings, all sharing sole purpose of reducing wearing. Wear resistant steels come with many different types and not all of them perform well in every circumstance. Due to this misconception a few types of wear resistant steels and their features are introduced in this thesis.

The original goal to conduct wear tests in the field was put side due to the schedule and the focus of this work transferred from actual field testing to more literate work and gathering information. The actual data from field tests are not therefore presented in this thesis. This thesis is more of an overview to wearing and wear resistant materials than an exact solution to any existing problem.

Wearing process can be simplified as a loss of material on the surface of an object. Due to this the material loss changes when wear increases. This concludes that overall wear is equal to the loss of the mass. A more accurate wearing profile can be acquired by 3D measurements. It also enables worn objects to be compared to original 3D design.