Un Método de Vulcanización en Caliente (Empalme en Caliente) de Bandas Transportadoras con Cuerda de Acero

En las bandas transportadoras con núcleo de cuerdas de acero, la propia banda es el elemento de tracción y transporte, construida a partir de cuerdas de acero embebidas en goma intermedia sin vulcanizar, con recubrimientos superior e inferior y goma lateral. En la zona del empalme, la resistencia a la tracción siempre es menor que la de la banda original. La retención típica de resistencia es de 40–50% con empalmes mecánicos, 60–70% con empalmes en frío bien realizados, y 80–90% con empalmes en caliente (cuando el método se aplica correctamente y sin defectos).

La banda con cuerdas de acero está compuesta por una cubierta superior, una cubierta inferior, goma intermedia, goma de cubierta y cuerdas de acero dispuestas longitudinalmente dentro de la goma intermedia.

Antecedentes del Proyecto

Este proyecto se localizó en el Puerto de Fujairah, EAU. El sistema transportador utilizó diez bandas con núcleo de cuerdas de acero de 1,6 m de ancho, con construcciones de cubierta 6+6 y 8+4, requiriendo 37 empalmes vulcanizados en caliente.

Los materiales de empalme incluyen típicamente goma intermedia sin vulcanizar (tie gum) y cemento adhesivo. El fabricante suministra la goma intermedia. En la práctica doméstica (China), el adhesivo se prepara en sitio usando gasolina Nº120 junto con la goma intermedia. Para este proyecto en EAU, la gasolina Nº120 es un material inflamable, explosivo y peligroso que no puede transportarse desde China y tampoco estaba disponible localmente.

Además, los empalmes existentes en las bandas antiguas del cliente utilizaban cemento REMA TIP TOP junto con goma intermedia alemana, y los equipos locales de vulcanización en EAU ya contaban con experiencia probada con esta combinación. Sin embargo, la goma intermedia alemana cuesta aproximadamente 10 veces más que la goma intermedia china, lo que incrementaría drásticamente los costos de construcción.

Si se usara cemento REMA TIP TOP junto con goma intermedia china, la fuerza de adhesión inadecuada entre las cuerdas de acero y la goma intermedia podría provocar que las cuerdas se desprendieran durante la operación y se produjera una rotura de banda, ocasionando una parada completa de la línea y severas pérdidas económicas y de reputación tanto para el propietario en EAU como para el contratista EPC. Por lo tanto, adoptar un empalme que combine cemento alemán con goma intermedia china presentaba incertidumbres, inconvenientes y riesgos.

Solución Técnica — Método de Empalme Vulcanizado en Caliente para Bandas de Cuerda de Acero

a) Preparación previa al empalme

Área de empalme: retire rodillos de carga/retorno en la estructura del transportador para generar un tramo libre ≥ 10 m e instale la prensa de vulcanización.

Platos de calentamiento de la prensa: la longitud de cada plato debe exceder la longitud del empalme en > 150 mm por lado; el ancho debe exceder el ancho de la banda en > 100 mm por lado.

b) Herramientas, útiles y materiales

Preparar dos placas metálicas auxiliares, con espesor 0,5–1,0 mm menor que el de la banda, ancho 100 mm, y longitud 500 mm mayor que el cuerpo de la prensa.

Instalar dos plataformas de trabajo en ambos extremos de la prensa, con ancho igual a la estructura del transportador y longitud ≥ 3 m cada una.

Para el sistema adhesivo, utilizar cemento REMA TIP TOP STL-RF para el empalme.

c) Configuración de solapes antes del empalme
De acuerdo con las Especificaciones Técnicas de Empalmes Vulcanizados en Bandas de Cuerda de Acero:

Empalme Grado I / ST630: longitud mínima de escalón 250 mm; longitud total del empalme 350 mm.

Empalme Grado II / ST1600: longitud mínima de escalón 250 mm; longitud total del empalme 1050 mm.

d) Preparación de extremos de banda

Marcar y alinear la línea central, fijar el ángulo y medir la longitud a pelar.

Exponer cuerdas: abrir y retirar goma lateral; cortar cubiertas y goma intermedia; sujetar extremos de cuerdas y extraerlas según requerimiento.

Cortar cuerdas a medida: marcar y cortar a la longitud especificada.

Limpieza de cuerdas: eliminar goma residual y lijar con lija 40–60.

Rectificado de rampas: esmerilar superficies inclinadas hasta obtener un acabado rugoso.

e) Montaje del empalme y vulcanización

Corte de gomas: preparar cubiertas superior/inferior y goma intermedia; la goma intermedia debe ser 20 mm más corta que la cubierta.

Colocación inferior: colocar papel antiadherente de alta temperatura en la prensa; poner la cubierta inferior; aplicar láminas de goma intermedia china, presionar y alinear. Limpiar la superficie y aplicar cemento adhesivo.

Colocación de cuerdas: desde el centro de ambos extremos de la banda, tomar una cuerda de cada lado, tensarlas en direcciones opuestas y colocarlas rectas sobre la goma intermedia. Continuar hacia los laterales manteniendo alineación sin curvas ni desplazamientos.

Adhesión y relleno: aplicar cemento sobre las cuerdas, rellenar los espacios con compuesto de goma y presionar con rodillo manual.

Colocación superior: aplicar otra capa de cemento, colocar la goma intermedia superior sobre las cuerdas y luego la cubierta superior. Perforar ligeramente para liberar aire atrapado. Cubrir con papel antiadherente y envolver los bordes con tela de alta temperatura.

Cierre de prensa: fijar el empalme con mordazas; colocar el plato superior, vigas y pernos; apretar desde el centro hacia los extremos.

Condiciones de vulcanizado:

Serie GX: espesor de banda 27 mm, temperatura 150 ± 1 °C, tiempo de curado 45 min, presión 1,5–2,0 MPa.

Serie ST: espesor de banda 20 mm, temperatura 150 ± 1 °C, tiempo de curado 37 min, presión 1,5–2,0 MPa.

Rampas de presión y calor: al alcanzar 100 °C, liberar y reaplicar presión 1–2 veces para expulsar aire. Continuar calentando; al llegar a 145 °C, iniciar tiempo de curado positivo.

Enfriado y desmoldeo: tras el curado, bajar la temperatura a < 80 °C, retirar la prensa, inspeccionar la calidad y recortar rebabas.

Verificación final: comprobar rectitud de la banda después del empalme.

Cláusulas y Parámetros Adicionales

En el paso (b), al usar adhesivo alemán, las cuerdas de acero no deben quedar completamente descubiertas; debe permanecer > 0,5 mm de goma sobre ellas.

En el paso (d)(1), el ángulo de empalme es de 20°.

En el paso (e)(10), la tolerancia de rectitud tras el empalme es:

Para bandas > 500 mm ancho y > 20 m largo: inspección en tramo de 7 m, desviación máxima 25 mm.

Para bandas ≤ 500 mm ancho y ≤ 20 m largo: inspección en tramo de 5 m, desviación máxima 25 mm.

Notas, Seguridad y Requisitos de Calidad

Solo cuando todos los pasos cumplen las exigencias, se inicia el vulcanizado: aplicar energía, presión y cronometraje. A 100 °C, es válido subir/bajar presión 1–2 veces para expulsar aire. A 145 °C, comenzar el tiempo de curado.

Durante el proceso, inspeccionar constantemente el equipo y resolver anomalías de inmediato.

Al finalizar, enfriar a < 80 °C, retirar la prensa, inspeccionar la calidad y recortar rebabas.

Tras el empalme, un técnico calificado debe inspeccionar totalmente la unión. Solo después de aprobar la inspección, la banda puede ponerse en operación; de lo contrario, será necesario reparar o repetir el empalme.

Una vez reconectada la banda, la rectitud debe cumplir las tolerancias especificadas.

Tolerancia de Rectitud Permitida en Empalmes de Bandas Transportadoras：