Verschleißfester Kolben des Atlas-Copco-RD22U in Finnland

Der schwerere Kolben des RD22U – mit größerer Masse, längeren Hub und höherer Schlagenergie als die Kolben der RD18U-Klasse – verändert die Ermüdungsrechnung bei finnischen Hartgesteinsbetrieben. Im Goldbergwerk Kittilä von Agnico Eagle in Lappland wechselt der goldführende Schiefer innerhalb einer einzigen Ausbauschleife zwischen quarzitdominierten Zonen mit einer Druckfestigkeit von 180 MPa und weicheren phyllitischen Veränderungszonen mit einer Druckfestigkeit von 90–110 MPa. Jede Übergangszone führt dazu, dass der Kolben während der Rückhubphase kurzzeitig einer hohen Beschleunigung ausgesetzt ist, sobald die leichtere Gesteinsformation einen geringeren Widerstand bietet; darauf folgt die widerstandsfähigere Hartgesteinszone, die den nächsten Schlag vollständig absorbiert. Diese alternierenden teilweisen und vollständigen Reflexionen der Rücklaufwelle erzeugen einen variablen Zug-Druck-Spannungszyklus im Kolbenkörper – genau jene Art von Belastung, die Ermüdungsrisse an Oberflächenunregelmäßigkeiten initiiert.

Der Kolben RD22U wird aus hochlegiertem Werkzeugstahl mit einer Aufkohlungsoberflächenbehandlung hergestellt, wodurch die Schlagfläche und die Führungsdurchmesser eine Härte von 58–62 HRC erreichen. Diese Einsatztiefe – typischerweise 0,8–1,2 mm – erzeugt den Härtegradienten, der sowohl dem abrasiven Verschleiß an den Kolbenführungsoberflächen als auch der Kontaktfatigue an der Schlagfläche entgegenwirkt. Die finnische Anforderung im Zusammenhang mit Bohren in wechselnden Gesteinsformationen verlangt eine ausreichende Zähigkeit des Kernwerkstoffs unterhalb der aufgekohlten Schicht: Ein Kolben, dessen Oberfläche hart, dessen Kern jedoch spröde ist, bricht, wenn die Zugwelle aus einer ungewöhnlich weichen Formation mit höherer als erwarteter Amplitude eintrifft.

Kolbenverschleißprüfung bei finnischen Wartungsintervallen

Finnische Wartungsteams in Kittilä prüfen bei jedem Wechsel der Schlagdichtung die Pilzbildung an der Schlagfläche – eine 3-minütige Messung, die den Kolbenverschleiß erfasst, bevor sich die verformte Geometrie auf die Ausbreitung der Spannungswelle in der Stangenkette auswirkt. Eine pilzartig verformte Fläche überträgt die Welle asymmetrisch und führt zu Bohrlochabweichungen sowie asymmetrischem Verschleiß der Gewinde an den Stangen, wobei dieser Verschleiß erst dann dem Kolben zugeordnet wird, wenn das Muster eindeutig ist. HOVOO liefert verschleißfeste Kolben des Typs RD22U für finnische Hartgesteinsprogramme. Referenzen unter hovooseal.com.