Robustní těsnění z HNBR a PU pro hornické výtahy, nakladače LHD a vrtné jumbos

Podzemní těžba je náročnou disciplínou, při níž zařízení pracuje v omezených, špinavých, mokrých a mechanicky namáhavých prostředích. Spolehlivost není pouze ekonomickým faktorem, ale klíčovou součástí bezpečnosti. Tři z nejdůležitějších strojů —dolní výtahy, nakládací-doplňovací-vykládací vozidla (LHD) a vrtné věže —závisí na hydraulických a mechanických systémech, kde selhání těsnění může vést ke katastrofálním následkům: selhání brzd dolního výtahu, ztráta řízení u LHD nebo prasknutí hydraulické hadice v blízkosti vrtního operátora.

Dolní výtahy:

Jedná se o výtahy pro muže, materiál a rudu, které přepravují masivní náklady vysokou rychlostí ve svislých šachtách. Jejich brzdové systémy jsou obvykle hydraulické nebo hydro-pneumatické, pracují za vysokým tlakem a vyžadují naprostou spolehlivost. Těsnění v brzdových kalibračních svorkách a akumulátorech jsou vystavena:

· Vysokému statickému i dynamickému tlaku.

· Možné kontaminaci prachem z šachty vznikajícím ve vzduchu.

· Funkci kritickou pro bezpečnost.

  Hydrogenovaný nitril (HNBR) je preferovaný materiál pro tato těsnění. Poskytuje vynikající odolnost vůči olejům, jakou má standardní NBR, avšak s výrazně zlepšenou:

· Odolností proti teplu (až 150 °°C trvale), což je klíčové pro brzdy.

· Mechanickou pevností a odolností proti opotřebení.

· Odolností proti ozónu a stárnutí.

  Tyto vlastnosti zajišťují, že těsnění udrží svou celistvost a pružnost po dlouhou dobu – což je nepodmíněný požadavek pro bezpečnostní systém.

LHD (Load-Haul-Dump):

Tyto článkové vozidla pro přepravu materiálu jsou pracovními koni těžby v provozním režimu. Jejich množství hydraulických válců (pro řízení, zvedací rameno a naklápění koše) je vystaveno neustálému dynamickému cyklování za vysokých sil. Hlavní výzvou pro těsnění válců je extruze a opotřebení.

· Polyuretan (PU) je dominantním materiálem pro pístová a tyčová těsnění v LHD válcích. Jeho nepřekonatelná odolnost proti opotřebení a vysoký modul (tvrdost) brání deformaci těsnění a jeho extruzi do úzkého mezery mezi pístem a válcovou vložkou při tlacích, která mohou přesahovat 300 bar.

· HNBR se často používá pro sekundární těsnění, stírací kroužky (škrabáky) a statická těsnění uvnitř sestavy válce. Poskytuje vynikající záložní těsnění a odolává horké hydraulické kapalině.

Vrtací jumbos:

Tyto stroje používají hydraulické kamenodolní vrtáky k vytváření vrtů pro trhací práce. Výživový válec vrtáku a mechanismus kladiva/otáčení jsou vystaveny intenzivním, vysokofrekvenčním tlakovým pulsům a vibracím, které mohou rychle poškodit méně kvalitní těsnění.

· Standardním řešením je kombinace polyuretanu (PU) a hydrogenovaného akrylnitril-butadienového kaučuku (HNBR). PU zajišťuje těsnění za vysokého tlaku ve výživových válcích, zatímco HNBR se používá u složitých těsnění vrtací hlavy, kde odolává abrazivnímu prachu z horniny i oleji za vysokých teplot.

Spolupráce s výrobcem originálního vybavení (OEM) a prediktivní údržba:

Dodavatelé jako Atlas Copco, Sandvik a Caterpillar navrhují svá zařízení se specifickými profily těsnění a doporučeními materiálů. Použití neoriginálních nebo nesprávných materiálů pro těsnění může zrušit záruku a ohrozit provozní výkon.

V hlubokých, horkých dolech na západní straně Austrálie a v USA (Nevada) může teplota okolní horniny přesahovat 50 °°C, čímž se dále zatěžují hydraulické systémy. Zde jsou strategie údržby pokročilé:

1. Analýza oleje: Pravidelný odběr vzorků hydraulické kapaliny sleduje viskozitu, počet částic a především přítomnost křemíku (z průniku abrazivního prachu, což indikuje poruchu těsnění nebo dekompresního ventilu) nebo mědi/železa (z opotřebení).

2. Výměna na základě stavu: Místo pevně stanovených intervalů v hodinách se těsnění v kritických systémech vyměňují na základě výsledků analýzy oleje a kontrol při demontáži během plánovaných kompletních oprav.

3. Programy vylepšení těsnění: Dolové provozy často spolupracují s výrobci těsnění při vývoji vlastních směsí —například hybridní PU s vylepšenou odolností proti hydrolyze pro vlhké podmínky nebo speciálně posílený HNBR pro vrtné stroje pracující za vyšších teplot.

Ekonomika je jasná: neočekávaná porucha LHD nebo obřího zařízení v odlehlém podzemním důlním prostoru může stát desítky tisíc dolarů za hodinu ztracené výroby. Investice do správných vysoce výkonných těsnění z HNBR a PU a zavedení údržby založené na vědeckých poznatcích patří mezi nejúčinnější způsoby, jak zajistit dostupnost zařízení a chránit pracovníky v podzemních provozech.