Πώς να επεκτείνετε τη διάρκεια ζωής του συσσωρευτή τρυπανιού; Συμβουλές για χρήση και συντήρηση

Οι περισσότερες προγράμματα συντήρησης για υδραυλικά τρυπάνια βράχων προβλέπουν συγκεκριμένα διαστήματα για την αντικατάσταση του υδραυλικού λαδιού, συγκεκριμένα διαστήματα για την αντικατάσταση των σετ μανδαλών και σχεδόν τίποτα γραπτό για τη συντήρηση του αποθηκευτικού δοχείου (accumulator). Το αποθηκευτικό δοχείο ελέγχεται μόνο όταν κάτι σπάει — συγκεκριμένα, όταν η ενέργεια περκουσιόν μειωθεί και ο χαρακτηριστικός βραχνός ήχος υποδηλώνει ότι η διάφραγμα ή η προφόρτιση έχει αποτύχει. Μέχρι τότε, το αποθηκευτικό δοχείο έχει λειτουργήσει με μειωμένη απόδοση για εβδομάδες ή μήνες, ενώ άλλα εξαρτήματα περκουσιόν έχουν απορροφήσει τις συνέπειες.

Ένα υδραυλικό αποθηκευτικό δοχείο σε ένα κύκλωμα πλήξης είναι ένα δοχείο υψηλής πίεσης που λειτουργεί κυκλικά υπό ακραίες συνθήκες: 30–65 κύκλοι πίεσης ανά δευτερόλεπτο κατά τη διάτρηση, με μέγιστες πιέσεις 160–220 bar στην υδραυλική πλευρά. Η σχεδιασμένη διάρκεια ζωής ενός τυπικού υδραυλικού αποθηκευτικού δοχείου είναι συνήθως 12 χρόνια ή ένας πεπερασμένος αριθμός κύκλων πίεσης, ανάλογα με το ποιο από τα δύο επέλθει πρώτο. Για έναν δρίφτερ που λειτουργεί 2.000 ώρες πλήξης ετησίως, το αποθηκευτικό δοχείο υφίσταται περίπου 360 εκατομμύρια κύκλους πίεσης ετησίως. Δεν πρόκειται για ένα αντικείμενο συντήρησης που μπορείτε να αναβάλλετε αόριστα.

Κατανόηση της πραγματικής λειτουργίας του αποθηκευτικού δοχείου στο κύκλωμα πλήξης

Ένα υδραυλικό τρυπάνι βράχου διαθέτει δύο ακουμουλάτορες με διαφορετικές λειτουργίες. Ο ακουμουλάτορας υψηλής πίεσης αποθηκεύει άζωτο προφορτισμένο σε πίεση 50–80 bar (ανάλογα με το μοντέλο του τρυπανιού), και είναι τοποθετημένος στην πλευρά του κυκλώματος που αντιστοιχεί στην πίεση κρούσης. Όταν το έμβολο αρχίζει την επιστροφική του κίνηση, η αντλία μόνη της δεν είναι σε θέση να καλύψει την απαιτούμενη στιγμιαία παροχή για λειτουργία υψηλής συχνότητας· ο ακουμουλάτορας απελευθερώνει την αποθηκευμένη ενέργεια για να συμπληρώσει την παροχή της αντλίας σε αυτήν την κρίσιμη στιγμή, εξαλείφοντας το «κενό κρούσης» που διαφορετικά θα προκαλούσε πρόωρη αντιστροφή του εμβόλου.

Ο συσσωρευτής χαμηλής πίεσης (συνήθως προφορτισμένος σε 4–5 bar) τοποθετείται στην πλευρά επιστροφής/αποθήκευσης και λειτουργεί μαζί με το σύστημα απόσβεσης για να απορροφά την ενέργεια του κύματος επιστροφής από τη ράβδο. Και οι δύο συσσωρευτές διαθέτουν διαφράγματα — εύκαμπτες μεμβράνες που διαχωρίζουν φυσικά το αέριο αζώτου από το υδραυλικό λάδι. Το διάφραγμα είναι το εξάρτημα που αποτυγχάνει. Το αέριο διαπερνά σταδιακά τη μεμβράνη από νιτρίλε-ελαστομερές με την πάροδο του χρόνου· μια γρήγορη φόρτιση ή ένα γεγονός υπερπίεσης μπορεί να το ραγίσει αμέσως.

Οι Τρεις Μηχανισμοί που Συντομεύουν τη Διάρκεια Ζωής του Συσσωρευτή

Η διάχυση αζώτου μέσω του διαφράγματος είναι αναπόφευκτη, αλλά ελέγξιμη. Τα διαφράγματα από νιτρίλιο (NBR), το πιο συνηθισμένο είδος, χάνουν άζωτο μέσω του τοιχώματος της μεμβράνης με ρυθμό που αυξάνεται με τη θερμοκρασία και τη διαφορά πίεσης. Σε λειτουργικές θερμοκρασίες πάνω από 70 °C, η διάχυση επιταχύνεται. Η έλεγχος της προεφόρτισης της πίεσης κάθε 200–300 ώρες κρούσης εντοπίζει τη σταδιακή απώλεια πίεσης πριν φτάσει σε επίπεδο που επηρεάζει την απόδοση κρούσης. Μια αιφνίδια πτώση —αντί για μια σταδιακή— υποδηλώνει διαρροή του εμβόλου βαλβίδας ή ρήξη του διαφράγματος, και όχι διάχυση.

Η γρήγορη φόρτιση αποτελεί τη μεγαλύτερη αιτία πρόωρης αστοχίας του διαφράγματος κατά την εξυπηρέτηση επιτόπου. Όταν το άζωτο εισάγεται υπερβολικά γρήγορα σε έναν αποθηκευτήρα που έχει εκφορτωθεί πλήρως, το διασταλλόμενο αέριο ψύχει το διάφραγμα σε βαθμό που το καουτσούκ γίνεται εύθραυστο. Σε έναν αποθηκευτήρα με μπαλόνι, η γρήγορη φόρτιση μπορεί επίσης να ωθήσει το μπαλόνι προς τα κάτω στη βαλβίδα ποπέτ στην προσαγωγή λαδιού, προκαλώντας μόνιμη κοπή ή συνθλιπτική βλάβη. Η διαδικασία φόρτισης που τεκμηριώνεται από τους κύριους κατασκευαστές αποθηκευτήρων απαιτεί την αργή εισαγωγή του αζώτου — δηλαδή την ελαφρά ανοιγμένη βαλβίδα του κυλίνδρου και τη γέμιση επί αρκετά λεπτά, αντί για δευτερόλεπτα. Τα περισσότερα εργοτάξια παραλείπουν αυτό το βήμα, επειδή απαιτεί περισσότερο χρόνο.

Η λειτουργία κάτω από την ελάχιστη προφόρτιση είναι ο τρίτος μηχανισμός. Όταν ένας διατρήτης λειτουργεί με πίεση προφόρτισης του ακουμουλατόρα χαμηλότερη της προδιαγραφόμενης — επειδή η προφόρτιση δεν έχει ελεγχθεί ποτέ και το άζωτο έχει διαφύγει — η διάφραγμα «ακουμπά» στην επιφάνεια της οπής λαδιού κατά τον κάθε κύκλο πίεσης. Αυτή η επαναλαμβανόμενη επαφή μεταξύ της διαφράγματος και της οπής προκαλεί τοπική φθορά και, τελικά, τρύπημα. Ο βράχινος διάτρητος συνεχίζει να λειτουργεί, αλλά η ενέργεια περκουσιόν γίνεται όλο και πιο ανώμαλη, καθώς η λειτουργία απόσβεσης του ακουμουλατόρα έχει υποστεί βλάβη.

Προδιαγραφές Προφόρτισης και Διάστημα Ελέγχου

Η προκαθορισμένη πίεση πλήρωσης μετράται πάντα όταν η υδραυλική πίεση έχει αποσυνδεθεί πλήρως από το κύκλωμα πλήξης — όχι ενώ η συσκευή διάτρησης λειτουργεί. Η μέτρηση της προκαθορισμένης πίεσης του αποθηκευτήρα υπό ενεργή πίεση πλήξης δίνει εσφαλμένη ένδειξη, επειδή η πλευρά του αζώτου συμπιέζεται από την υπάρχουσα υδραυλική πίεση. Πρέπει πάντα να αποσυνδέσετε πλήρως το σύστημα από την πίεση προτού συνδέσετε το εργαλείο πλήρωσης/μέτρησης στον αξονικό στελέχος της βαλβίδας του αποθηκευτήρα.

Η θερμοκρασία και η επίδρασή της στην ενδεικνυόμενη προκαθορισμένη πίεση

Η πίεση του αζώτου μεταβάλλεται με τη θερμοκρασία σύμφωνα με τον βασικό νόμο των αερίων: μια αύξηση της θερμοκρασίας κατά 10°C αυξάνει την πίεση του αζώτου κατά περίπου 3,5% σε αποθηκευτήρα σταθερού όγκου. Μια συσκευή διάτρησης που εμφανίζει σωστή προκαθορισμένη πίεση όταν ελέγχεται σε ψυχρή κατάσταση σε περιβάλλουσα θερμοκρασία 20°C θα δείχνει υψηλότερη τιμή στο μανόμετρο πλήρωσης όταν η συσκευή έχει λειτουργήσει για αρκετές ώρες και το περίβλημα του αποθηκευτήρα έχει θερμανθεί σε 60°C. Αυτή η υψηλότερη ένδειξη δεν σημαίνει ότι η προκαθορισμένη πίεση είναι υψηλή — σημαίνει ότι το αέριο είναι θερμότερο.

Η πρακτική συνέπεια: καταγράφετε πάντοτε τη θερμοκρασία στην οποία ελέγχθηκε η προφόρτιση, μαζί με την ανάγνωση της πίεσης. Ορίστε ένα στόχο προφόρτισης κατάλληλο για ψυχρές συνθήκες, γνωρίζοντας ότι η πίεση λειτουργίας σε θερμή κατάσταση θα είναι υψηλότερη. Η υπερπίεση με βάση ένα λάθος διόρθωσης της ανάγνωσης σε ψυχρή κατάσταση είναι μια συνήθης αιτία ζημιάς της διαφράγματος στο πεδίο — μια υπερβολικά υψηλή προφόρτιση ωθεί το διάφραγμα προς τον κατανεμητή (poppet) κατά τον κάθε κύκλο εκκένωσης, ακριβώς με τον ίδιο μηχανισμό όπως και η λειτουργία χωρίς προφόρτιση, αλλά με αντίστροφη φορά.

Διαδικασίες αποθήκευσης και μακράς διακοπής λειτουργίας

Για περιόδους αποθήκευσης που υπερβαίνουν τις δύο εβδομάδες, η τυπική πρακτική είναι να αφαιρεθεί η υδραυλική πίεση και να διατηρηθεί ανέπαφη η προφόρτιση με αζώτιο. Η διάφραγμα πρέπει να βρίσκεται στη θέση «γεμάτο αέριο» — ούτε σε επαφή με την υδραυλική θύρα ούτε τεντωμένη από την υδραυλική πίεση. Η παρατεταμένη αποθήκευση με τη διάφραγμα να είναι αναγκασμένη εναντίον της υδραυλικής θύρας (υδραυλικό κύκλωμα υπό πίεση αλλά με εξαντλημένο αζώτιο) προκαλεί μόνιμη παραμόρφωση της γεωμετρίας της διαφράγματος και μειώνει το υπόλοιπο χρόνο λειτουργικής ζωής της.

Πριν από την αποθήκευση, αδειάστε το συσσωρευμένο λάδι από το περίβλημα του αποθηκευτή, εάν ο δρύφτης θα αποθηκευτεί για περισσότερο από ένα μήνα — το λάδι που παραμένει σε επαφή με τη διάφραγμα σε περιβαλλοντική θερμοκρασία προκαλεί ελαφρά σκλήρυνση της επιφάνειας από νιτρίλιο κατά τη διάρκεια μακρόχρονης αποθήκευσης. Μετά την επανεκκίνηση μετά την αποθήκευση, επαληθεύστε την πίεση προφόρτισης προτού ξεκινήσει η περκουσιόν και λειτουργήστε σε μειωμένη πίεση περκουσιόν για τα πρώτα 15–20 λεπτά, προκειμένου η διάφραγμα να επανέλθει σταδιακά στη λειτουργική της θερμοκρασία.