Sada těsnění pro kamenolomní vrták: těsnění pro vysoký tlak bez úniku, vhodné pro všechny modely

Kamenorazník neoznamuje, když se jeho těsnění začínají porouchávat. Účinnost rázového mechanismu postupně klesá, spotřeba oleje mírně stoupá a kamenorazník stále funguje – jen o několik procent pomaleji v každé směně než minulý měsíc. Když si někdo konečně všimne, že výkon klesl, je porucha těsnění často již pronikla až do samotné rázové komory a z původně jednoduché výměny těsnění se stane kompletní přepracování drifteru.

Tento scénář se odehrává na staveništích po celém světě a má jedinou příčinu: sady těsnění jsou vnímány jako drobná spotřební položka spíše než jako přesná údržbová součást. Tento článek popisuje, co skutečně obsahuje kompletní sada těsnění kamenorazníku, jak provozní podmínky určují intervaly výměny a proč výběr materiálu hraje větší roli, než většina kupujících očekává při tlacích 160–220 bar.

Co obsahuje kompletní sada těsnění – a proč má každá součást svou konkrétní funkci

Kompletní sada těsnění pro kovový vrták není jen pytlík O-kroužků. Úderná komora zároveň provozuje dva samostatné hydraulické obvody: vysokotlaký úderný obvod, který pohání pohyb pístu, a obvod pro průtok vody, který udržuje vrtací otvor čistý. Každý obvod vyžaduje své vlastní těsnicí komponenty, přičemž se opotřebují různou rychlostí v závislosti na kvalitě vody, abrazivitě horniny a viskozitě oleje.

Těsnění úderného pístu je vystaveno nejvyššímu cyklickému zatížení – přenáší plný hydraulický tlak při každém úderu, obvykle s frekvencí 30–60 Hz u běžícího vrtáku. Těsnění vodního rozváděcího boxu jsou namáhána nižším tlakem (6–25 bar podle modelu), avšak jsou vystavena kontaminované vodě obsahující jemné částice horniny, které jsou abrazivní pro povrch elastomerových těsnění. Těsnění vodícího pouzdra a stírací kroužky zajišťují utěsnění při bočním pohybu nástavce vrtáku během úderu a zachycují kovové částice a štěrk z prostředí vrtání.

O-kroužky v bloku ventilů a obvodu akumulátoru kompletní sadu. Tyto těsnění selhávají jinak než dynamická těsnění – obvykle prostřednictvím deformace způsobené dlouhodobým stlačením, nikoli abrazivním opotřebením – avšak stlačený nebo ztvrdlý O-kroužek v řídicím obvodu mění protitlak způsobem, který narušuje časování rázového úderu a snižuje energii úderu i tehdy, když hlavní rázová těsnění vypadají nepoškozená.

Materiál těsnění: PU, HNBR a PTFE v aplikacích hornických vrtaček

Praktická volba mezi PU a HNBR závisí na provozní teplotě. V hluboké dole, kde je teplota prostředí na čele důlního díla vyšší než 40 °C a hydraulický olej se vrací při teplotě 80 °C nebo vyšší, budou těsnění z HNBR v rázovém obvodu trvat déle než těsnění z PU o měřitelnou míru. U povrchových aplikací v mírném podnebí s efektivním chlazením oleje se rozdíl v ceně zpravidla nedá odůvodnit nákladově efektivním vylepšením.

Tlak, cyklování a doba výměny – nikoli v okamžiku, kdy se vrták zastaví

Životnost těsnění v kamenolomním vrtáku závisí na třech proměnných: velikosti tlaku, frekvenci cyklů a kontaminaci. Při tlaku rázového úderu 180 bar a frekvenci 45 Hz hlavní pístové těsnění vykoná přibližně 162 000 tlakových cyklů za hodinu. Během servisního intervalu 500 hodin to činí 81 milionů cyklů – což je dostatečný počet cyklů k únavě jakéhokoli elastomeru, který není pro danou aplikaci správně specifikován.

Správný interval výměny je stanoven počtem hodin provozu pod rázovým úderem, nikoli kalendářním časem. Drifter, který pracuje jednu osmihodinovou směnu denně, stárne svými těsněními jinou rychlostí než stejná jednotka provozovaná automaticky ve třech směnách. Většina výrobců doporučuje první hlavní kontrolu těsnění po 500 hodinách provozu pod rázovým úderem; v agresivním prostředí nebo za vysokých teplot je však realističtější hranice 300–400 hodin, než se u těsnění rázové komory objeví výrazné stlačení.

Čekání na viditelnou vnější únik oleje, který spustí výměnu sady těsnění, znamená, že těsnění již selhalo v provozu – kontaminace z promývacího obvodu vstoupila do rázové komory a povrch vnitřního průměru pístu může vyžadovat úpravu, než se nová těsnění správně nasadí.

Kompatibilita napříč modely: Jedna specifikace sady se nevejde do všech modelů

Nejčastější chybou při nákupu těsnění ve flotilách s různými značkami je objednávka pouze podle průměru vnitřního otvoru. Sada těsnění, jejíž vnitřní průměr je správně zvolen, může přesto obsahovat nesprávnou geometrii okraje, nesprávnou tvrdost (durometer) nebo nesprávné uspořádání podpůrných kroužků pro konkrétní model, do kterého má být instalována. Modely Epiroc COP, řady Sandvik HL/RD a modely Furukawa mají odlišné geometrie promývacích skříní a odlišné tlakové profily v rázovém obvodu – těsnění nejsou vzájemně zaměnitelná, i když se rozměry vnitřního průměru zdají být podobné.

Společnost HOVOO vyrábí těsnicí sady pro kamenolomní vrtače, které jsou přizpůsobeny konkrétnímu typu vrtacího stroje (drifteru), nikoli pouze průměru vrtacího otvoru. Sady jsou dimenzovány podle specifikací výrobce (OEM) a pro každý model jsou vybrány materiály z polyuretanu (PU) nebo vodíkem nasyceného butadien-akrylonitrilového kaučuku (HNBR) podle typických provozních podmínek. Úplný seznam odkazů na sady pro značky Epiroc/Atlas Copco, Sandvik, Furukawa, Montabert a další je k dispozici na stránce hovooseal.com. Při objednávání pro smíšený park strojů je jedinou spolehlivou metodou uvádět konkrétní typ vrtacího stroje (drifteru).

Montáž: Krok, který rozhoduje o životnosti nové sady

Správně zvolená těsnicí sada, která je nesprávně namontována, selže během prvních několika set hodin provozu. Dvěma nejčastějšími chybami při montáži jsou zkroucení dynamických těsnění během sestavování (což vede ke spirálovému opotřebení místo rovnoměrného styku) a nesprávná orientace podložného kroužku u asymetrických těsnění. Obě poruchy při jejich výskytu vypadají jako materiálové vady – ve skutečnosti se však jedná o chyby při manipulaci.

Vypláchnutí úderového vrtání čistým hydraulickým olejem před instalací nových těsnění odstraní všechny jemné kovové částice z předchozího období opotřebení. Tyto částice jsou tvrdší než nový elastomer a pokud je necháte na místě, způsobí opotřebení již během první směny. Tato operace trvá deset minut a ušetří náklady na druhý komplet těsnění.