Hochfester Stift der Sandvik-HLX5T-Gesteinsbohrmaschine in Frankreich

Die Stiftwellen in den Auslegerverbindungen der HLX5T-Produktionsbohranlage unterliegen einer stärkeren Ermüdungsbeanspruchung als die Stifte der Entwicklungsbohranlagen, da die höhere Schlagklasse der HLX5T größere Schlagreaktionslasten über die Auslegerstruktur auf jedes Drehgelenk überträgt. Bei der französischen Hartgesteinsproduktion an den Granitstandorten des Massivs Zentralfrankreichs, wo HLX5T-Anlagen Produktionslanglöcher in steilem Winkel in grobkörnigem Granit mit einer UCS von 200 MPa bohren, erfährt der Drehstift für die Auslegerhöhenverstellung einen Lastzyklus, der das statische Gewicht der schweren HLX5T-Bohrkopfbaugruppe (um 30–40 % schwerer als bei Entwicklungsbohranlagen) mit der dynamischen Schlagreaktionskraft am ungünstigsten Hebelarm des Stifts kombiniert, wenn sich der Ausleger in maximaler Höhenstellung befindet.

Die Hebelarmgeometrie bei maximaler Hubhöhe erzeugt die höchste Biegespannung im Querschnitt des Drehzapfens – eine Spannungskonzentration an der Oberfläche des Zapfens, wo jeglicher Oberflächenfehler oder Korrosionsgrube zum Ausgangspunkt eines Ermüdungsbruchs wird. In der unterirdischen Granitumgebung des Zentralmassivs, in der die Luftfeuchtigkeit 80–90 % beträgt und eisenhaltiges Grundwasser auf freiliegende Metalloberflächen tropft, stellt die Korrosion der Zapfenoberfläche einen aktiven Mechanismus dar, der Initiativstellen erzeugt, die in trockenen unterirdischen Umgebungen nicht vorhanden sind.

Material und Oberflächenschutz des Zapfenstifts für den französischen Hartgesteinsbergbau

Französische Hartgesteins-Produktionsunternehmer im Zentralmassiv spezifizieren Zink-Nickel-beschichtete Stifte aus 42CrMo4 für alle Positionen der Ausleger-Höhenverstellung und der Neigungsachsen der Zuführbrücke an HLX5T-Bohrgeräten – eine Spezifikation, die eingeführt wurde, nachdem Korrosion in Bohrlöchern als Auslöser für Ermüdungsbrüche bei zwei Stiftausfällen an unterschiedlichen französischen Untertagebaustellen innerhalb desselben Jahres identifiziert worden war. Die Zink-Nickel-Beschichtung bietet eine Beständigkeit von über 800 Stunden in der neutralen Salzsprühnebelprüfung gegenüber 200 Stunden bei einer Phosphat-Öl-Beschichtung auf demselben Werkstoff. HOVOO liefert hochfeste Stifte aus 42CrMo4 mit Zink-Nickel-Beschichtung für französische Hartgesteins-Produktionsbohranwendungen. Referenzen unter hovooseal.com.