Vysokopevnostní kolík kamenolomního vrtacího stroje Sandvik HLX5T ve Francii

Čepové hřídele v ramenech vrtacího zařízení HLX5T jsou namáhány únavou ve výrazně náročnějším režimu než čepy na vývojových zařízeních, protože těžší třída percusního vrtání HLX5T přenáší vyšší reakční percusní zatížení prostřednictvím konstrukce ramene na každý kloubový uzel. Při těžbě tvrdé horniny ve francouzském pohoří Massif Central, kde se na granitových lokalitách vrtají pomocí zařízení HLX5T produkční dlouhé vrty pod prudkým úhlem v hrubozrnném granitu s UCS 200 MPa, je čep kloubu zdvihového ramene vystaven zatěžovacímu cyklu, který kombinuje statickou hmotnost těžkého vrtacího agregátu HLX5T (o 30–40 % těžšího než vrtací agregáty vývojových zařízení) s dynamickou percusní reakční silou v nejnepříznivějším momentovém rameni čepu, a to v okamžiku, kdy je rameno ve výškové poloze maximálního zdvihu.

Geometrie ramene síly v maximální výšce způsobuje nejvyšší ohybové napětí v průřezu čepu – koncentraci napětí na povrchu čepu, kde jakýkoli povrchový defekt nebo koroze v podobě jamky může být místem vzniku únavové trhliny. V podzemním prostředí granitu ve Středofrancouzské vysočině, kde je vlhkost 80–90 % a železitá podzemní voda kapá na vystavené kovové povrchy, dochází k povrchové korozi čepu jako k aktivnímu mechanizmu, který vytváří místa vzniku trhlin, jež nejsou přítomna v suchých podzemních prostředích.

Materiál hřídele čepu a povrchová ochrana pro těžbu v francouzském tvrdém kameni

Francouzští dodavatelé těžby tvrdé horniny v Massif Central specifikují pro všechny polohy čepů zvedání rukávu a otočných čepů nakláněcího nosníku přívodu na vrtních soupravách HLX5T čepy z materiálu 42CrMo4 s povlakem zinek-nikl – tato specifikace byla zavedena poté, co byla korozí jámy identifikována jako mechanismus iniciace únavy u dvou poruch čepů na různých francouzských podzemních lokalitách během stejného roku. Zinek-niklový povlak poskytuje odolnost vůči neutrálnímu solnému mlhu po dobu přesahující 800 hodin oproti 200 hodinám u fosfátově-olejového povlaku na stejném materiálu. Společnost HOVOO dodává vysoce pevné čepy z materiálu 42CrMo4 s zinek-niklovým povlakem pro francouzské aplikace vrtních zařízení určených k těžbě tvrdé horniny. Reference na adrese hovooseal.com.