Těžké jehlové ložisko pro Atlas Copco RD18U v Brazílii

Dolní komplex Carajás společnosti Vale v severní části státu Pará vykazuje problém s vrtacím ložiskem, který se na povrchu neprojevuje a není zřejmý, dokud se poruchy ložisek nezačnou hromadit na určité vrtací hloubce. Rudní těleso Carajás je vrstvená železná formace (BIF), kde horních 80 % zásob tvoří měkká, křehká limonitová a obohacená hematitová ruda – snadno se vrtá, krouticí moment je nízký, zatížení ložisek je dobře v rámci návrhového rozsahu. Pod hloubkou 150–200 metrů přechází limonit v tvrdý křemičitanový hematit, jehož obsah SiO₂ stoupá z méně než 1 % na 8–12 %, UCS (jednoosý mezní tlak) roste z 40 MPa až na 160 MPa a abrazivní křemen se tře o každý povrch ložiska, se kterým se vrtací řetězec dotýká. Vrtací stroje RD18U typu drifter, které běží hladce po dobu 1 200 hodin v horní měkké zóně, spotřebují jehlové ložisko již po 600 hodinách, jakmile vrtací program dosáhne tvrdší přechodové zóny bohaté na křemen – stejné zařízení, jiná hloubka, jiná životnost ložisek.

Nádrž v Atlas Copco Rotativní motor RD18U přenáší radiální zatížení z převodovky, zatímco hřídel přenáší točivý moment řidiči. V měkké zóně Carajásu jsou radiální zatížení nízká a ložisko běží chladně. V křemíkovém hematitovém pásmu se potřeba otáčecího točivého momentu zvyšuje o 40~60% v závislosti na odporu brusné formace vůči dílu, radiální zatížení ložiska se poměrně zvyšuje a jemné částice křemíku, které vstupují do kruhu mazání šň

Jak přechod do větší hloubky mění zatížení ložiska

Cesta kontaminace, která zkracuje životnost ložisek

Jemné částice křemene z oblasti křemičité hematitové vrstvy nedoléhají na jehlové ložisko pouze prostřednictvím hydraulického oleje – tato cesta kontaminace je filtrována. Dostávají se tam přes odvodní okruh rotačního pouzdra: odvodní potrubí, které odvádí použitý mazací olej ze špičky z pouzdra, zároveň přenáší jemné abrazivní částice, které se usadily na povrchu adaptéru špičky a byly neseny mazací vrstvou zpět do pouzdra. V měkké horní zóně povrch špičky zachytí minimální množství abrazivního materiálu a odvodní potrubí odvádí čistý olej. V křemičité zóně se špička pohybuje proti hornině, která vytváří jemné křemičité droby, z nichž některé se při každém návratovém úderu dostanou otírací pečlivka a do pouzdra špičky.

Praktickým ukazatelem je barva vypouštěného oleje: čistá jantarová barva v měkké zóně, postupně tmavší s suspendovanými jemnými částicemi v křemičitanové zóně. Brazilsští dozorci při vrtání, kteří tuto změnu barvy zaznamenají po 200 hodinách provozu v křemičitanové formaci a odpovídajícím způsobem zkrátí interval pro kontrolu ložisek, prodlouží životnost ložisek o 30–40 % oproti těm, kteří zachovají standardní interval 500 hodin beze změny. Kontrola barvy trvá 30 sekund.

Protokol pro kontrolu ložisek v brazilskech programech s proměnnou hloubkou

Na lokalitách Carajás Serra Norte a S11D, kde jednotlivé vrtací programy často začínají v měkké zóně a následně pokračují do křemičitanové přechodové zóny, je doporučeným postupem plán pro kontrolu ložisek přizpůsobený geologickým vrstvám, nikoli pevný časový interval. Pokud vrtací deník ukazuje, že vrták vstoupil do křemičitanové hematitové vrstvy – což je identifikováno současným poklesem rychlosti pronikání a nárůstem tlaku otáčení bez jakékoli změny nastavení rázového režimu – měl by se interval kontroly ložisek zkrátit na polovinu, tj. z 500 na 250 hodin. Tato jediná úprava, aplikovaná konzistentně, zarovná časování údržby s reálnou zátěží ložisek, nikoli s kalendářními předpoklady vytvořenými pro měkkou zónu.

Výměna jehlového ložiska po 250 hodinách provozu v křemičitanové zóně stojí stejně jako po 500 hodinách; rozdíl spočívá v tom, že ložisko vyměněné po 250 hodinách má stále funkční geometrii klece. Ložisko ponechané v provozu až do 500 hodin v křemičitanové zóně často produkuje kontaminaci fragmenty klece, které se ve stejném údržbovém cyklu dostanou až ke střižnému hřídeli řadicí páky a do vodícího otvoru pístu – tím se plánovaná výměna ložiska mění na neplánovanou výměnu více komponentů. HOVOO dodává robustní jehlová ložiska typu RD18U dimenzovaná podle specifikací výrobce pro brazilský trh, která jsou k dispozici s krátkou dobou dodání ze skladu v São Paulo. Úplné odkazy na stránce hovooseal.com.