Επαγγελματικός Βελονοειδής Κυλινδρικός Κινητήρας του Atlas Copco RD18U στη Βραζιλία

Το μεταλλείο Carajás της Vale στη βόρεια πολιτεία Παρά παρουσιάζει ένα διατρητικό εξάρτημα με ένα πρόβλημα που δεν εμφανίζεται στην επιφάνεια και δεν είναι προφανές μέχρις ότου αρχίσουν να συγκεντρώνονται αστοχίες των κουζινέτων σε μια συγκεκριμένη βάθος διάτρησης. Το ορυκτοφόρο σώμα του Carajás είναι μια εναλλασσόμενη σιδηρούχη στρώση (BIF), όπου το ανώτερο 80% των αποθεμάτων αποτελείται από μαλακή, εύθραυστη λιμονίτη και εμπλουτισμένη αιματίτη — εύκολη στη διάτρηση, με χαμηλή ροπή περιστροφής και φορτία στα κουζινέτα που βρίσκονται εντός των ορίων σχεδιασμού. Σε βάθος πάνω από 150–200 μέτρα, η λιμονίτη δίνει τη θέση της σε σκληρή, πυριτιούχη αιματίτη, με το περιεχόμενο SiO₂ να αυξάνεται από λιγότερο από 1% σε 8–12%, την ανώτατη θλιπτική αντοχή (UCS) να ανεβαίνει από 40 MPa προς τα 160 MPa και το αποβλητικό πυρίτιο να τρίβεται εναντίον κάθε επιφάνειας κουζινέτου που έρχεται σε επαφή με την αλυσίδα διάτρησης. Οι διατρητικές μηχανές RD18U που λειτουργούν ομαλά για 1.200 ώρες στην ανώτερη μαλακή ζώνη μπορούν να καταναλώσουν ένα κουζινέτο βελόνας σε 600 ώρες, μόλις το πρόγραμμα διάτρησης φτάσει στην πιο σκληρή, πλούσια σε πυρίτιο μεταβατική ζώνη — το ίδιο εξοπλισμός, διαφορετικό βάθος, διαφορετική διάρκεια ζωής των κουζινέτων.

Το ρουλεμάν βελόνας στο Atlas Copco κινητήρα περιστροφής RD18U αναλαμβάνει τα ακτινικά φορτία από την οδόντωση των γραναζιών, ενώ ο άξονας μεταδίδει ροπή στον οδηγό. Στην περιοχή μαλακού εδάφους Carajás, αυτά τα ακτινικά φορτία είναι χαμηλά και το ρουλεμάν λειτουργεί δροσερά. Στη ζώνη σιλικούχου αιματίτη, η απαίτηση ροπής περιστροφής αυξάνεται κατά 40–60 % καθώς η αποξεστική γεωλογική μορφή αντιστέκεται στην κεφαλή του τρυπανιού, το ακτινικό φορτίο στο ρουλεμάν αυξάνεται αναλογικά και οι λεπτές σωματίδια διοξειδίου του πυριτίου που εισέρχονται στο κύκλωμα λίπανσης του στελέχους μέσω φθαρμένων σφραγίδων πλύσης μεταναστεύουν στον κλωβό του ρουλεμάν μέσω της διαδρομής αποστράγγισης του περιβλήματος περιστροφής.

Πώς η μετάβαση σε μεγαλύτερο βάθος αλλάζει το φόρτισμα του ρουλεμάν

Η διαδρομή μόλυνσης που συντομεύει τη διάρκεια ζωής των κυλινδρικών κυλιόμενων εδράνων

Τα λεπτά σωματίδια αμμώδους υλικού από την ημιτιτανική ζώνη δεν φθάνουν στη βελονοφόρο μέσω του υδραυλικού λαδιού μόνο — αυτή η διαδρομή μόλυνσης φιλτράρεται. Φθάνουν μέσω του κυκλώματος αποστράγγισης του περιβλήματος περιστροφής: η γραμμή αποστράγγισης που αφαιρεί το χρησιμοποιημένο λάδι λίπανσης του στελέχους από το περίβλημα μεταφέρει επίσης λεπτά αποξεστικά σωματίδια που έχουν εναποτεθεί στην επιφάνεια του προσαρτήματος στελέχους και μεταφέρθηκαν από το φιλμ λιπαντικού πίσω στο περίβλημα. Στη μαλακή ανώτερη ζώνη, η επιφάνεια του στελέχους συλλέγει ελάχιστο αποξεστικό υλικό και η αποστράγγιση μεταφέρει καθαρό λάδι. Στην ημιτιτανική ζώνη, το στέλεχος λειτουργεί εναντίον μιας γεωλογικής δομής που παράγει λεπτά κομμάτια πλούσια σε χαλαζία, από τα οποία ορισμένα διαφεύγουν πέρα από το σφραγίδα μαζί και εισέρχονται στο περίβλημα του στελέχους με κάθε επιστροφικό χτύπημα περκουσιόν.

Ο πρακτικός δείκτης είναι το χρώμα του λαδιού που αποστραγγίζεται: καθαρό καφετό-κίτρινο στην «απαλή» ζώνη, με σταδιακά σκοτεινότερο χρώμα και εναπομείναντα λεπτά σωματίδια στην πυριτική ζώνη. Οι βραζιλιάνικοι επιστάτες γεώτρησης που αντιλαμβάνονται αυτήν την αλλαγή χρώματος στις 200 ώρες ενός προγράμματος γεώτρησης σε πυριτική μορφολογία και συντομεύουν ανάλογα το διάστημα επιθεώρησης των κιβωτίων κυλίσεως, επεκτείνουν τη διάρκεια ζωής των κιβωτίων κατά 30–40% σε σύγκριση με εκείνους που διατηρούν αναλλοίωτο το τυπικό διάστημα των 500 ωρών. Ο έλεγχος του χρώματος διαρκεί 30 δευτερόλεπτα.

Πρωτόκολλο Επιθεώρησης Κιβωτίων Κυλίσεως για Βραζιλιάνικα Προγράμματα Μεταβλητού Βάθους

Στις περιοχές Carajás Serra Norte και S11D, όπου τα μεμονωμένα προγράμματα διάτρησης ξεκινούν συχνά στην απαλή ζώνη και κατέρχονται στην πυριτική μεταβατική ζώνη, η συνιστώμενη προσέγγιση είναι ένα πρόγραμμα επιθεώρησης των εδράνων προσαρμοστικό στη γεωλογική δομή, αντί για ένα σταθερό χρονικό διάστημα με βάση τις ώρες λειτουργίας. Όταν το ημερολόγιο διάτρησης δείχνει ότι η μύτη εισέρχεται σε πυριτικό αιματίτη — που εντοπίζεται από τη μείωση του ρυθμού διάτρησης και την ταυτόχρονη αύξηση της πίεσης περιστροφής, χωρίς καμία αλλαγή στις ρυθμίσεις κρούσης — το διάστημα επιθεώρησης των εδράνων πρέπει να μειωθεί στο μισό, από 500 σε 250 ώρες. Αυτή η μοναδική προσαρμογή, όταν εφαρμόζεται συνεπώς, ευθυγραμμίζει το χρονοδιάγραμμα της συντήρησης με την πραγματική έκθεση των εδράνων, αντί να βασίζεται σε χρονικές υποθέσεις που έχουν καθοριστεί για την απαλή ζώνη.

Η αντικατάσταση των βελονοειδών κυλινδρικών κουζινέτων στις 250 ώρες λειτουργίας στην περιοχή με υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο έχει το ίδιο κόστος με την αντικατάστασή τους στις 500 ώρες· η διαφορά είναι ότι ένα κουζινέτο που αντικαθίσταται στις 250 ώρες αφαιρείται με τη γεωμετρία του κλωβού του ακέραιη και λειτουργική. Ένα κουζινέτο που αφήνεται να λειτουργήσει μέχρι τις 500 ώρες στην περιοχή με υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο παράγει συχνά ρύπανση από θραύσματα του κλωβού, η οποία φτάνει στον οδηγό άξονα (spline) και στην εσωτερική επιφάνεια του κυλίνδρου του οδηγού εμβόλου (guide piston bore) κατά τον ίδιο κύκλο συντήρησης — μετατρέποντας μια σχεδιασμένη αντικατάσταση κουζινέτου σε μη προγραμματισμένη αντικατάσταση πολλαπλών εξαρτημάτων. Η HOVOO προμηθεύει ενισχυμένα βελονοειδή κουζινέτα RD18U, διαστασιολογημένα σύμφωνα με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή (OEM) για τη βραζιλιάνικη αγορά, διαθέσιμα με σύντομους χρόνους παράδοσης από το κέντρο διανομής της Σάο Πάολο. Πλήρεις αναφορές στη διεύθυνση hovooseal.com.