Tipos de borracha comumente usados em correias transportadoras: como escolher a correta

Um supervisor de manutenção de uma fábrica de britagem de pedras nos ligou na primavera passada com uma frustração familiar. A esteira transportadora que ela comprou de um distribuidor local tinha apenas seis meses de uso e a tampa superior já apresentava sulcos profundos no centro da esteira. O fornecedor o vendeu como um “cinto resistente”. O preço estava certo, a largura estava correta, a carcaça tinha lonas suficientes – e ainda assim a correia estava falhando em cerca de um terço de sua vida útil esperada.

Quando perguntamos um detalhe – que tipo de composto de borracha era usado – ela não sabia. Descobriu-se que nenhum dos dois tinha o distribuidor.

O composto de borracha não é uma especificação secundária em uma folha de dados de correia transportadora. É o maior fator que decide se um cinturão sobrevive cinco anos ou cinco meses. Os tipos de borracha mais comuns usados ​​em correias transportadoras são borracha natural (NR), borracha de estireno-butadieno (SBR), borracha nitrílica (NBR), neoprene (CR), EPDM, borracha butílica e borracha de silicone. Cada um existe por uma razão, e combinar o composto com o material transportado e o ambiente operacional é a essência da seleção de uma boa correia transportadora.

Desde 1992, nossa equipe na Ningbo GUL TZ Rubber Belt Co., Ltd. fabrica correias de borracha, desde correias planas e correias dentadas até correias com múltiplas nervuras e correias em V. A composição da borracha está no centro de tudo o que fabricamos, e a mesma lógica de materiais que rege nossas correias de transmissão se aplica às coberturas das correias transportadoras. Neste artigo, apresentarei os tipos de borracha mais comumente usados ​​em correias transportadoras, como eles se comparam e como combiná-los com sua aplicação.

Por que o composto de borracha determina a vida útil da correia transportadora

Antes de comparar os tipos de borracha, precisamos entender do que é feita uma correia transportadora e qual parte realmente faz o trabalho.

Uma correia transportadora de borracha típica possui três camadas estruturais:

• Borracha da tampa superior — a superfície que entra em contato com o material transportado. Absorve abrasão, impacto, calor, óleo e produtos químicos.
• Carcaça — o reforço interno, geralmente tecido de poliéster ou lona de náilon ou cordas de aço. A carcaça proporciona resistência à tração e estabilidade dimensional, mas quase não apresenta resistência à abrasão ou ao impacto por si só.
• Borracha da tampa inferior — protege a carcaça das polias, dos roletes e de qualquer derramamento no percurso de retorno.

Cada cinto dobrado também contém um skim coat – uma fina camada de borracha entre as camadas do tecido que une a carcaça. Nas correias com cabo de aço, um núcleo de borracha envolve cada cabo.

Agora, o ponto chave: a borracha da cobertura determina como a correia interage com o material que você está transportando. Se o material for afiado, a tampa deverá resistir a cortes e rasgos. Se estiver quente, a tampa deve resistir ao envelhecimento térmico. Se for oleosa, a capa não deve inchar nem amolecer. Se a correia funcionar ao ar livre sob o sol, a cobertura deverá resistir à quebra do ozônio. E se a operação apresentar risco de incêndio, a tampa deve ser retardante de chamas.

A carcaça não vê o material. A capa sim. Quando uma correia falha prematuramente, quase sempre é a borracha da tampa que falha primeiro.

Aqui está a conclusão prática: você não pode julgar uma correia transportadora apenas pela resistência de sua carcaça. Duas correias com classificações de tração idênticas podem ter vidas úteis completamente diferentes se seus compostos de borracha forem diferentes. Uma correia 500/3 com cobertura de borracha natural resistente à abrasão se comportará de maneira muito diferente de uma correia 500/3 com cobertura SBR de uso geral em um ambiente arenoso.

Em nossa experiência de fabricação de produtos de borracha há mais de três décadas, a diferença de desempenho pode ser de dois para um, ou até mais, entre uma correia composta corretamente e uma correia genérica vendida pelo mesmo preço. É por isso que compreender os tipos de borracha não é um exercício acadêmico; é uma decisão de compra que afeta seu custo operacional.

Tipos comuns de borracha usados em correias transportadoras

Sete famílias de elastômeros dominam os compostos de cobertura de correias transportadoras. Eles estão listados aqui em ordem aproximada de frequência com que aparecem em instalações reais.

Comparação rápida de tipos de borracha

Para ajudá-lo a avaliar as principais opções lado a lado, aqui está uma tabela resumida que cobre as propriedades mais importantes na seleção da correia transportadora.

O gráfico abaixo dá uma rápida noção visual de como os sete elastômeros se classificam nas três propriedades que causam a maioria das falhas nas correias transportadoras: abrasão, ataque de óleo e envelhecimento térmico. O índice é relativo, com 100 representando o material de melhor desempenho nessa categoria.

Classificações de grau de correia DIN e ISO

Além do tipo de polímero, as correias transportadoras são frequentemente rotuladas com uma letra que descreve o nível de desempenho do composto de cobertura. Essas classes vêm de padrões como DIN 22102 na Europa, ISO 10247 internacionalmente, AS 1332 na Austrália e sistemas similares na América do Norte. As letras não indicam o tipo de borracha; eles indicam para que o composto foi testado e certificado.

• Grau M e N — Finalidade geral. Estas são as classes padrão para correias de serviço comum que transportam materiais a granel não abrasivos ou moderadamente abrasivos.
• Grau A — Resistente à abrasão. A perda máxima permitida por abrasão é menor, o que significa que a cobertura sobrevive por mais tempo contra materiais arenosos. Muitas vezes é aqui que você verá compostos SBR ou NR de alto desgaste.
• Grau E — Condutividade eletrostática. A cobertura da correia deve ser suficientemente condutora de eletricidade para dissipar a carga estática, importante em atmosferas explosivas. Negro de fumo condutor é adicionado ao composto.
• Grau F — Resistente a chamas. A cobertura da correia deve se autoextinguir no teste de chama padronizado, o que é crítico em mineração subterrânea e ambientes similares de alto risco.
• Grau S — Condutividade estática combinada e resistência à chama.
• Grau Z — Propriedades especiais, normalmente reservadas para compostos com resistência muito específica ao calor, ao óleo ou a produtos químicos.

Quando você compra uma correia transportadora, o grau de resistência ao desgaste e as certificações contra chamas ou estáticas estão impressos na tampa da correia. Peça ao fornecedor o relatório de teste. Um número de abrasão genuíno DIN 53516 ou ISO 4649 diz muito mais do que a palavra de marketing “serviço pesado”.

Como selecionar a borracha certa para sua correia transportadora

O processo seletivo pode ser dividido em cinco questões. Responda honestamente e o tipo de borracha certo se tornará bastante óbvio.

Passo 1 – O que você está transmitindo?

Considere as características físicas do material: tamanho das partículas, formato, peso, abrasividade, umidade, temperatura e teor de óleo.

Materiais afiados, pesados ​​e abrasivos, como pedra britada ou sucata, exigem coberturas grossas de NR ou NR/SBR com alta resistência a rasgos e cortes. Materiais escorregadios e oleosos, como sementes encharcadas ou peças usinadas, exigem NBR. Materiais quentes como areia de fundição requerem EPDM. Aqui está como normalmente mapeamos materiais em compostos:

• Grandes rochas pontiagudas, alto impacto — cobertura rica em NR
• Areia seca, cascalho, cimento – SBR ou mistura NR/SBR, abrasão Grau A
• Peças oleosas, grãos oleosos — cobertura NBR
• Cinza quente, clínquer, sinter — cobertura EPDM
• Carvão subterrâneo - CR ou SBR retardador de chama, Grau F ou S
• Produtos alimentícios — NR, NBR ou silicone em conformidade com a FDA, dependendo do óleo e da temperatura

Passo 2 — Qual é o ambiente operacional?

A correia não vê apenas o material transportado; ele vê os arredores. Ao ar livre, o ozônio, a radiação ultravioleta, a chuva e as oscilações de temperatura atacam a borracha. Nesse caso, EPDM ou CR superam NR e SBR apesar de terem menor resistência mecânica. Uma correia instalada dentro de uma instalação seca e com temperatura controlada tem muito menos demandas ambientais do que uma que passa por uma atmosfera quente, úmida ou corrosiva.

Etapa 3 — O que os regulamentos exigem?

Verifique se sua operação está sujeita a normas obrigatórias. As minas subterrâneas normalmente exigem correias resistentes a chamas e antiestáticas que atendam à ISO 340 ou equivalentes nacionais. As fábricas de alimentos exigem correias que cumpram o FDA 21 CFR 177.2600 ou o regulamento-quadro da UE 1935/2004. As aplicações farmacêuticas podem exigir uma conformidade ainda mais rigorosa. Esses regulamentos substituem a preferência de material, portanto verifique-os antes de começar a comparar os números de abrasão.

Passo 4 — Quais são as condições mecânicas?

A velocidade da correia, o diâmetro da polia e a energia de impacto influenciam a dureza, elasticidade e espessura exigidas do composto. Correias de alta velocidade com polias pequenas exigem compostos com boa resistência à fadiga flexível. Ângulos de concavidade profundos exigem boa flexibilidade e baixo acúmulo de calor. NR e SBR geralmente são melhores aqui; EPDM tem uma vida flexível mais curta. Se a sua linha transportadora requer posicionamento exato ou movimento sincronizado de múltiplas estações, uma construção de correia dentada torna-se o caminho correto porque elimina o deslizamento e mantém o passo com precisão em todo o comprimento da linha.

Passo 5 — Qual é o custo real ao longo da vida?

Uma correia SBR mais barata pode ser a escolha mais cara se falhar em oito meses, enquanto uma correia EPDM que custa 30% mais pode funcionar por quatro anos. Compare o custo por tonelada de material transportado, não o preço da fatura. Inclua nessa comparação o tempo de inatividade, a mão de obra e os custos de substituição da correia. Um composto premium não é uma despesa desnecessária; é uma apólice de seguro contra paradas não planejadas.

Se a sua aplicação for uma linha de transporte plana simples, com cargas moderadas e um ambiente limpo, nossa correia plana de borracha é um exemplo prático de uma correia construída para serviço confiável no manuseio geral de materiais e transporte industrial leve. A mesma disciplina de composição é aplicada em todas as correias que produzimos.

Correia transportadora plana de borracha para uso geral Uma correia plana prática para linhas de transporte simples com cargas moderadas, construída com a mesma disciplina de composição usada em toda a linha de produtos do fabricante. Ver Produto →

Qual é a aparência de um bom composto de borracha na produção

Selecionar o polímero certo é apenas parte da história. O composto de borracha real em uma correia transportadora é uma mistura cuidadosamente medida. Um composto típico de cobertura de correia transportadora contém:

• Polímero — uma ou mais das borrachas discutidas acima, muitas vezes misturadas. Por exemplo, misturas NR/SBR são comuns para equilibrar resistência ao rasgo e abrasão.
• Enchimentos de reforço — o negro de fumo é o esteio. O tipo e a carga do negro de fumo controlam diretamente a resistência à abrasão, a resistência à tração e a dureza.
• Plastificantes e amaciantes — ajustar a dureza, flexibilidade em baixa temperatura e processabilidade.
• Agentes vulcanizantes e aceleradores — sistemas de enxofre e doadores de enxofre criam ligações cruzadas entre cadeias poliméricas. A densidade de reticulação determina se a cobertura é macia e elástica ou dura e resistente ao corte.
• Aditivos protetores — antioxidantes e antiozonantes retardam o envelhecimento, especialmente em serviços ao ar livre.
• Aditivos com funções especiais — retardadores de chama, agentes antiestáticos ou agentes desmoldantes, dependendo do grau requerido.

A frase “composto de borracha” às vezes é abreviada para apenas “borracha” em uma folha de dados, mas a diferença entre um composto bom e um composto ruim com o mesmo polímero base pode ser enorme. Duas tampas SBR podem ter perdas por abrasão DIN 53516 de 120 milímetros cúbicos e 350 milímetros cúbicos. A primeira durará anos; o segundo desaparecerá em meses. É por isso que a receita de composição é uma parte bem guardada do processo de qualquer fabricante sério de borracha.

A vulcanização é tão importante quanto a fórmula

A vulcanização – a reticulação de cadeias de polímeros sob calor e pressão – determina se a borracha se comporta como um material de engenharia durável ou como uma borracha que cresceu demais. Na fabricação de correias transportadoras, a tampa é vulcanizada junto com a carcaça em uma longa prensa aquecida. Temperatura, tempo e pressão devem ser controlados com precisão. A subvulcanização produz uma cobertura macia e de alta fricção que se desgasta rapidamente. A vulcanização excessiva torna a cobertura dura e quebradiça, com tendência a rachar nas bordas.

Como fabricante que cura a borracha todos os dias, nossa equipe trata a curva de vulcanização tão importante quanto a fórmula do composto. A mesma filosofia de cura é aplicada em nossas correias sincronizadoras industriais espessadas, que necessitam de alta resistência ao cisalhamento em sistemas de transporte e posicionamento de cargas pesadas. Se você estiver comparando fornecedores de correias transportadoras, pergunte como eles controlam o perfil de vulcanização e qual é a variação entre lotes.

Correia dentada industrial espessada para cargas pesadas Esta correia dentada espessa foi projetada para alta resistência ao cisalhamento em sistemas de transporte e posicionamento de cargas pesadas, refletindo um controle cuidadoso do perfil de vulcanização. Ver Produto →

Peça também a dureza do composto, a resistência à tração, o alongamento na ruptura e a perda por abrasão da correia específica que você planeja comprar. Um fornecedor confiável fornecerá esses dados, seja de seu próprio laboratório ou de um instituto de testes independente. Se um fornecedor não puder responder a essas perguntas em números, trate isso como um sinal de alerta.

Armazenamento, manutenção e vida útil de correias transportadoras de borracha

Mesmo o melhor composto irá falhar precocemente se a correia for armazenada ou operada incorretamente. Aqui estão os pontos práticos que compartilhamos com nossos clientes.

Armazenamento

• Armazene o cinto em sua embalagem original em um local fresco e seco, com temperatura de 15 a 25 graus Celsius.
• Mantenha-o afastado da luz solar direta, de lâmpadas ultravioletas, de motores elétricos produtores de ozônio e de solventes.
• Não empilhe objetos pesados ​​no rolo. Apoie o rolo horizontalmente em um eixo ou em suas laterais planas.
• Use o cinto dentro de dois anos após o envio. A borracha envelhece mesmo quando armazenada; a superfície oxida e endurece lentamente com o tempo.

Instalação e operação

• Certifique-se de que a emenda esteja curada corretamente. Uma emenda ruim cria concentração de tensão e a tampa irá rasgar perto da junta muito antes do resto da correia se desgastar.
• Monitore o alinhamento e a tensão da correia. A tensão excessiva pode não quebrar a carcaça, mas acelerará o desgaste da tampa e criará rachaduras nas bordas.
• Mantenha o lado de retorno limpo. O material preso entre a correia e a polia traseira é uma das principais causas de danos à tampa.
• Controlar zonas de impacto. Se pedaços grandes caírem de uma grande altura, use uma cama de impacto ou uma cobertura mais grossa. Mesmo a borracha natural não consegue absorver energia de impacto ilimitada.

Para linhas de transporte que exigem indexação fixa ou travamento de posição preciso, uma correia sincronizadora de borracha reforçada pode ser uma escolha melhor do que uma correia de cobertura lisa. As correias dentadas engrenam com polias, eliminando o deslizamento e mantendo o passo exato em toda a linha. Essa construção é comum em transportadores de montagem, linhas de embalagem e sistemas automatizados de manuseio de materiais.

Correia dentada síncrona de borracha tipo T Uma correia dentada reforçada que engrena com polias para eliminar o deslizamento e manter o passo exato, ideal para transportadores de montagem, linhas de embalagem e manuseio automatizado de materiais. Ver Produto →

Sinais de que o composto de borracha está falhando

• O endurecimento da superfície e as fissuras geralmente indicam envelhecimento térmico ou ataque de ozônio. Se as rachaduras aparecerem ao longo do comprimento da correia em um padrão regular, o ozônio é o provável culpado e o EPDM seria uma cobertura mais adequada.
• Inchaço, amolecimento ou textura esponjosa significa que óleo ou solvente está atacando a borracha. Mudar para NBR ou CR é a decisão certa.
• O desgaste rápido com uma superfície áspera e rasgada significa que o composto é demasiado macio para a abrasividade do material. Um composto SBR ou NR mais duro e de alto grau de abrasão deve ser especificado na próxima vez.

Perguntas frequentes

Qual é a borracha mais comum usada em correias transportadoras?

SBR é o mais comum. Ele oferece o melhor equilíbrio entre resistência à abrasão e custo, tornando-o padrão para correias transportadoras de uso geral. A borracha natural é a escolha mais comum quando a resistência ao rasgo e ao impacto são críticas, especialmente em aplicações de mineração e pedreiras.

Como posso saber qual tipo de borracha é melhor para minha correia transportadora?

Comece listando o material e o ambiente transportados: abrasividade, exposição a óleo ou produtos químicos, temperatura máxima, uso externo ou interno e quaisquer requisitos legais, como resistência a chamas ou contato com alimentos. Em seguida, combine esses fatores com a tabela de comparação neste artigo. Em caso de dúvida, consulte um fabricante que componha sua própria borracha e possa realizar testes de laboratório em seu material específico.

Um tipo de borracha pode lidar com óleo e altas temperaturas ao mesmo tempo?

Não perfeitamente. EPDM lida com calor, mas falha com óleo. O NBR lida com óleo, mas tem resistência ao calor limitada. CR oferece um compromisso, mas não é o melhor em nenhuma das categorias. Em casos exigentes, alguns fabricantes utilizam misturas especiais ou uma cobertura superior de NBR mais espessa sobre uma carcaça impregnada de EPDM. A verdadeira solução é ser honesto sobre as piores condições operacionais e selecionar primeiro o fator de estresse dominante.

Para uma visão mais ampla dos tipos de correias transportadoras industriais e de borracha, consulte nosso guia relacionado em tipos de correias transportadoras de borracha e industriais .

O que significa “qualidade alimentar” para uma correia transportadora de borracha?

Os compostos de qualidade alimentar cumprem regulamentações como FDA 21 CFR 177.2600 ou o regulamento-quadro da UE 1935/2004. Eles usam polímeros e aditivos que são seguros para contato repetido com alimentos e não contêm plastificantes ou aceleradores que possam migrar para os alimentos. Borracha de silicone e NBR são escolhas comuns para esteiras de manipulação de alimentos, dependendo do óleo, da temperatura e dos produtos químicos de limpeza. A superfície da esteira também deve ser lavável e resistente aos agentes de lavagem usados ​​na instalação.

Quanto tempo deve durar uma correia transportadora de borracha?

Não existe um número único. Uma correia bem selecionada operando em condições moderadas pode durar de 5 a 10 anos. Em tarefas severas de mineração, 1 a 3 anos é comum. A vida útil depende da seleção do composto, da espessura da cobertura, da qualidade da emenda, da manutenção e da severidade do material transportado. A métrica mais acionável é a perda por abrasão no teste DIN 53516 ou ISO 4649, combinada com uma visão realista das condições de impacto e desgaste das bordas.

Qual é a diferença entre cintos Grau M e Grau A?

O grau M é um grau de uso geral com um limite de perda por abrasão moderado, normalmente um máximo de 250 milímetros cúbicos de acordo com a norma DIN 22102. O grau A é um grau resistente à abrasão com um limite mais rigoroso, geralmente um máximo de 120 milímetros cúbicos. As correias de grau A são fabricadas com compostos mais duros e resistentes ao desgaste e duram mais ao transportar materiais abrasivos. Se a sua operação lida com areia, cascalho, minério ou cimento, o custo extra do Grau A geralmente é reembolsado muitas vezes.

Faça parceria com um fabricante de borracha que entende de compostos

Escolher a borracha certa para uma correia transportadora não é complicado quando você sabe o que perguntar: o que você está transportando, quais são as temperaturas operacionais, há óleo presente, você precisa de propriedades antiestáticas ou de chama e a correia precisa atender às regulamentações alimentares? Essas respostas indicarão NR, SBR, NBR, CR, EPDM ou um composto misto. Os gráficos e tabelas deste artigo fornecem uma referência para a conversa que você deve ter com seu fornecedor.

Desde 1992, a Ningbo GUL TZ Rubber Belt Co., Ltd. fabrica correias de borracha em Ningbo, China. Somos uma empresa nacional de alta tecnologia, credenciada com ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001, e participamos da elaboração de padrões nacionais e industriais para correias de borracha. Nossa linha de produtos abrange correias dentadas industriais e automotivas, correias com múltiplas nervuras, correias em V, correias planas de borracha e polias. A mesma experiência em composição presente em cada correia que fabricamos está pronta para apoiar seu projeto de transportador. Saiba mais sobre nossa empresa e história de fabricação .

Se você estiver selecionando uma correia transportadora ou qualquer correia de borracha para uma aplicação específica, envie-nos a descrição do material e as condições de operação. Podemos recomendar um composto, fornecer dados de teste e fornecer uma correia que atenda aos requisitos do seu trabalho.