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Der norwegische Tunnelbau durchbohrt einige der strukturell komplexesten Gesteinsformationen Europas. Zu den Projekten zählen der Oslofjord-Tunnel, die Stollen für Wasserkraftwerke in Hardanger sowie Straßentunnel durch den Gneis und Amphibolit des Bergen-Arks – alle erfordern Schlagbohrungen in Gestein mit erheblichem Grundwasserzufluss. Dieses Wasser – kalt, unter Druck stehend und mit einem pH-Wert von 6,2 bis 6,8 infolge des Kontakts mit silikatischen Gesteinsformationen – befindet sich an der Grenzfläche zwischen dem Spülkreislauf und dem Hydrauliköl-Kreislauf im vorderen Gehäuse des RD18U. Die O-Ringe, die diese Grenze bilden, bestehen aus NBR-Compounds mit einer spezifischen Shore-Härte; wenn sie korrekt ausgeführt und intakt sind, tritt keine Störung auf. Sind sie jedoch fehlerhaft oder abgenutzt, macht sich die Kontamination erst bemerkbar, wenn das Hydrauliköl milchig wird.
O-Ringe im Atlas Copco RD18U erfüllen drei unterschiedliche Dichtungsfunktionen, wobei jede Funktion eigene Versagensmechanismen aufweist. Statische Flachdichtungen an der Schnittstelle zwischen Schlagmodul und vorderem Gehäuse begrenzen den Schlagölkreislauf unter dauerhafter Druckbelastung von 180–200 bar. Stützringe an der Akkumulatoranschlussfläche verhindern das Ausquetschen bei Druckspitzen. Die O-Ringe des Spülkreislaufs befinden sich in einer gemischten Umgebung – sie stehen gleichzeitig auf einer Seite mit Hydrauliköl und auf der anderen Seite mit druckbeaufschlagtem Spülwasser in Kontakt.
Versagensmechanismen von O-Ringen nach Einbaustelle
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Einbaustelle des O-Rings |
Druckbelastung |
Hauptausfallart |
Norwegischer Standortfaktor |
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Fläche des Schlagmoduls |
Statischer Druck von 160–200 bar |
Kompressionsset nach über 500 Betriebsstunden |
Hohe Luftfeuchtigkeit beschleunigt die Alterung |
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Fläche des Akkumulatoranschlusses |
Druckspitze bis 220 bar |
Extrusion in den Freiraumspalt |
Kaltes Starten erhöht die Spitzenamplitude |
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Spülkreislauf |
Doppelte Fluidgrenze |
Quellung durch Wasserkontakt |
Saures Grundwasser greift NBR an |
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Ventilblock-Schnittstellen |
120–180 bar |
Rillenoberflächenverschleiß |
Partikelkontamination durch Bohrspäne |
Norwegische Hydropower-Tunnelbauunternehmen haben sich nach wiederholten Frühversagen von NBR-Compounds im sauren Grundwasser auf HNBR-O-Ringe für die Positionen im Spülkreislauf festgelegt. Die HNBR-Formulierung widersteht sowohl der ölseitigen Kohlenwasserstoffbelastung als auch der wassergebundenen chemischen Angriffswirkung, der NBR bei einem pH-Wert unter 6,5 weniger zuverlässig standhält. Die O-Ringe an der Schlagmodulfront und am Ventilblock bleiben aus NBR – die Betriebsbedingungen dort rechtfertigen die höhere Kostenkomponente nicht. HOVOO liefert RD18U-O-Ring-Sets mit HNBR-Optionen für die Positionen im Spülkreislauf. Vollständige Kit-Referenzen unter hovooseal.com.
