أختام قوية من مطاط HNBR وPU لمصاعد المناجم والآلات الثقيلة لتحميل وتفريغ الخامات (LHDs) وآلات الحفر ذات الأبراج (Drill Jumbos)

التعدين تحت الأرض مجالٌ لا يتسامح مع الأخطاء، حيث تعمل المعدات في بيئات ضيقة ومليئة بالأتربة والرطوبة، وتتعرّض لإجهادات ميكانيكية شديدة. والموثوقية ليست مجرد اعتبار اقتصادي فحسب، بل هي عنصر جوهري في السلامة. ومن أبرز ثلاث آلات حاسمة الأهمية: —الرافعات التعدينية، ومعدات التحميل والنقل والتفريغ (LHDs)، وآلات الحفر الجابية —تعتمد هذه الآلات على الأنظمة الهيدروليكية والميكانيكية، حيث قد تؤدي فشل الأختام إلى نتائج كارثية: مثل عطل في فرامل الرافعة التعدينية، أو فقدان القدرة على التوجيه في معدة التحميل والنقل والتفريغ (LHD)، أو انفجار في خرطوم هيدروليكي بالقرب من مشغل جهاز الحفر.

الرافعات التعدينية:

هذه هي المصاعد المخصصة للرجال والمواد والخام، والتي تنقل أحمالًا ضخمة بسرعات عالية داخل المحاور الرأسية. وعادةً ما تكون أنظمة الفرملة الخاصة بها هيدروليكية أو هيدرو-هوائية، وتعمل تحت ضغطٍ عالٍ وتتطلب موثوقيةً مطلقةً. أما الأختام الموجودة في مكابح القرص (Calipers) والخزانات التخزينية (Accumulators) فهي معرَّضة لـ:

· ضغط ساكن وديناميكي عالٍ.

· احتمال التلوث الناجم عن غبار المحور العالق في الهواء.

· وظيفة بالغة الأهمية من حيث السلامة.

  يُعتبر مطاط النتريل المهدرج (HNBR) المادة المفضلة لهذه الأختام. فهو يوفِّر مقاومةً ممتازةً للزيوت مثل مطاط النتريل القياسي (NBR)، مع تحسُّنٍ كبيرٍ في الخصائص التالية:

· مقاومة الحرارة (حتى ١٥٠ °مئوية باستمرار)، وهي خاصية بالغة الأهمية لأنظمة الفرملة.

· المقاومة الميكانيكية ومقاومة التآكل.

· المقاومة أمام الأوزون والعوامل المسببة للتقدم في العمر.

  وتضمن هذه الخصائص أن يحافظ الحاجز الإحكامي على سلامته ومرونته على مدى فترات طويلة، وهي شرطٌ لا يمكن التنازل عنه في أي نظام سلامة.

المركبات ذات التحميل والنقل والتخلص (LHDs):

هذه المركبات المفصلة، والتي تعمل على الترام هي حصان العمل في التعدين الإنتاجية. أسطواناتها الهيدروليكية العديدة (للمقود ، ذراع الرفع ، ميل الدلو) تخضع لدورة ديناميكية ثابتة عالية القوة. التحدي الرئيسي لختم الأسطوانات هو التطويق والكشط.

· البولي يوريثان (PU) هو المواد المهيمنة لختام المكبس والعصا في أسطوانات LHD. مقاومة الانسحاب التي لا مثيل لها وحدة عالية (صلابة) تمنع الختم من التشوه والإفراز في الفضاء الضيق بين المكبس والسلاسل تحت ضغوط يمكن أن تتجاوز 300 بار.

· ويُستخدم مطاط النتريل الهيدروجيني المُشبَع (HNBR) عادةً في الأختام الثانوية، وأختام الكشط (الوايبيرز)، والأختام الثابتة داخل تجميع الأسطوانة. وهو يوفِّر ختمًا احتياطيًّا ممتازًا ويقاوم زيت الهيدروليك الساخن.

آلات الحفر الجمبو:

تستخدم هذه الآلات مثاقب صخور هيدروليكية لإنشاء ثقوب التفجير. ويتعرض أسطوانة تغذية المثقاب وآلية المطرقة/الدوران لنبضات ضغط عالية التردد واهتزازات شديدة يمكن أن تتسبب في تدمير الختم الأدنى جودةً بسرعة.

· يُعتبر مزيج البولي يوريثان (PU) والمطاط النيتريلي الهيدروجيني (HNBR) هو المعيار القياسي. ويقوم البولي يوريثان (PU) بالتعامل مع إحكام الضغط العالي في أسطوانات التغذية، بينما يُستخدم المطاط النيتريلي الهيدروجيني (HNBR) في الختم المعقد لرأس المثقاب، حيث يقاوم غبار الصخور الكاشط وزيت التشحيم عالي الحرارة.

التعاون مع الشركات المصنعة الأصلية والصيانة التنبؤية:

تصمم شركات مثل أطلس كوبكو (Atlas Copco) وساندفيك (Sandvik) وكاتربيلر (Caterpillar) معداتها باستخدام ملفات ختم محددة وتوصيات خاصة بمواد الختم. وقد يؤدي استخدام ختم غير أصلي أو مصنوع من مادة غير مناسبة إلى إبطال الضمان وإضعاف الأداء.

في المناجم العميقة الحارة في غرب أستراليا والولايات المتحدة الأمريكية (نيفادا)، قد تتجاوز درجة حرارة الصخور المحيطة ٥٠ °°م، ما يزيد من الإجهاد الواقع على الأنظمة الهيدروليكية. وفي هذه البيئات، تكون استراتيجيات الصيانة متقدمة:

١. تحليل الزيت: يشمل أخذ عينات دورية من سائل الهيدروليك مراقبة اللزوجة وعدد الجسيمات، والأهم من ذلك اكتشاف وجود السيليكون (الناجم عن دخول الغبار المسبب للتآكل، ما يشير إلى فشل الحشوات أو صمام التهوية) أو النحاس/الحديد (الناجم عن التآكل).

٢. الاستبدال القائم على الحالة: بدلًا من استبدال الحشوات في فترات زمنية ثابتة مُقاسة بالساعات، تُستبدل الحشوات في الأنظمة الحرجة استنادًا إلى نتائج تحليل الزيت ونتائج الفحص البصري أثناء عمليات التفكيك المخطَّطة لإعادة التجميع.

٣. برامج ترقية الحشوات: غالبًا ما تعمل المناجم مع مصنِّعي الحشوات على تطوير مركبات مخصصة، —على سبيل المثال: مركب بولي يوريثان هجين يتمتّع بمقاومة محسَّنة للتحلل المائي في الظروف الرطبة، أو مركب من مطاط HNBR مدعَّم خصيصًا لاستخدامه في المثاقب العاملة عند درجات حرارة أعلى.

الجوانب الاقتصادية واضحة: إن حدوث عطل غير مخطط له في معدة حفر طويلة المدى (LHD) أو معدة ضخمة (jumbo) في منطقة بعيدة تحت سطح الأرض يمكن أن يكلّف عشرات الآلاف من الدولارات لكل ساعة من الإنتاج الضائع. ويعتبر الاستثمار في الأختام عالية الأداء المصنوعة من مطاط الهيدروجينيتريل-بوتادين (HNBR) والبوليوريثان (PU)، وتطبيق برنامج صيانة مبني على أسس علمية، من أكثر الطرق فعاليةً لضمان توافر المعدات وحماية القوى العاملة في البيئات تحت السطحية.