درزبند‌های مقاوم HNBR و PU برای بالابر‌های معدنی، ماشین‌های بارگیری و حمل و نقل زیرزمینی (LHD) و دستگاه‌های حفاری جامبو

استخراج زیرزمینی رشته‌ای سخت‌گیرانه است که در آن تجهیزات در محیط‌های محدود، کثیف، مرطوب و تحت تأثیر تنش‌های مکانیکی شدید کار می‌کنند. قابلیت اطمینان تنها یک مسئله اقتصادی نیست، بلکه بخشی اساسی از ایمنی محسوب می‌شود. سه دستگاه حیاتی‌ترین ماشین‌آلات —بالابر‌های معدنی، وسایل نقلیه باربر-حمل‌کننده-تخلیه‌کننده (LHD) و جامبوهای حفاری —متکی بر سیستم‌های هیدرولیکی و مکانیکی هستند که در آن‌ها خرابی درزبند‌ها می‌تواند منجر به پیامدهای فاجعه‌باری شود: خرابی ترمز بالابر، از دست دادن قابلیت هدایت LHD یا پارگی لوله هیدرولیکی در نزدیکی اپراتور حفاری.

بالابر‌های معدنی:

این آسانسورهای مخصوص مردان، مواد و سنگ‌آهن هستند که بارهای عظیمی را با سرعت بالا در شفت‌های عمودی جابه‌جا می‌کنند. سیستم‌های ترمز این آسانسورها معمولاً هیدرولیک یا هیدروپنوماتیک هستند، که تحت فشار بالا کار می‌کنند و نیازمند قابلیت اطمینان مطلق هستند. واشرها در کالیپرهای ترمز و انباشته‌کننده‌ها (اکومولاتورها) در معرض شرایط زیر قرار دارند:

· فشار استاتیکی و دینامیکی بالا.

· احتمال آلودگی ناشی از غبار شفت موجود در هوای محیط.

· عملکردی حیاتی از نظر ایمنی.

  نیتریل هیدروژنه‌شده (HNBR) ماده‌ی ترجیحی برای این واشرهاست. این ماده مقاومت روغنی عالی نیتریل استاندارد (NBR) را فراهم می‌کند، اما به‌طور چشمگیری بهبود یافته در موارد زیر:

· مقاومت حرارتی (تا ۱۵۰ °°C به‌صورت پیوسته)، که برای سیستم‌های ترمز بسیار حیاتی است.

· استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر سایش.

· مقاومت در برابر اوزون و پیری.

  این خواص تضمین می‌کنند که واشر به‌مدت طولانی همچنان یکپارچگی و کشسانی خود را حفظ کند؛ شرطی غیرقابل‌چانه‌زنی برای هر سیستم ایمنی.

LHDها (وسایل نقلیه باربر-حمل‌کننده-تخلیه‌کننده):

این وسایل نقلیه مفصلی و قابل جابجایی، از اصلی‌ترین وسایل در استخراج تولیدی هستند. سیلندرهای هیدرولیک متعدد آن‌ها (برای فرمان‌دهی، بازوی بلندکننده و شیب‌دادن سطل) تحت چرخه‌های پویای پرقدرت و مداوم قرار دارند. چالش اصلی برای آب‌بندی سیلندرها، خروج (اکسترود) و سایش است.

· پلی‌اورتان (PU) مواد اصلی تشکیل‌دهنده آب‌بندی‌های پیستون و میله در سیلندرهای LHD است. مقاومت بی‌نظیر آن در برابر سایش و مدول بالای آن (سختی) از تغییر شکل و خروج (اکسترود) آب‌بندی به داخل شکاف باریک بین پیستون و بدنه سیلندر در فشارهایی که از ۳۰۰ بار نیز فراتر می‌رود، جلوگیری می‌کند.

· HNBR اغلب برای آب‌بندی‌های ثانویه، آب‌بندی‌های پاک‌کننده (اسکرپرها) و آب‌بندی‌های ایستا در مجموعه سیلندر استفاده می‌شود. این ماده آب‌بندی پشتیبان عالی ارائه می‌دهد و در برابر روغن هیدرولیک داغ مقاومت دارد.

جوامبوهای حفاری:

این ماشین‌ها از مته‌های هیدرولیکی سنگ‌شکن برای ایجاد سوراخ‌های انفجاری استفاده می‌کنند. سیلندر تغذیه مته و مکانیزم ضربه‌زنی/چرخش در معرض پالس‌های فشار شدید و پرفرکانس و ارتعاشاتی قرار دارند که می‌توانند در زمان کوتاهی آب‌بندی‌های نامناسب را از بین ببرند.

· ترکیبی از پلی‌اورتان (PU) و HNBR استاندارد است. PU برای آب‌بندی فشار بالا در سیلندرهای تغذیه به کار می‌رود، در حالی که HNBR در آب‌بندی‌های پیچیده سر مته استفاده می‌شود، جایی که در برابر غبار ساینده سنگ و روغن با دمای بالا مقاومت می‌کند.

همکاری با تولیدکنندگان اصلی تجهیزات (OEM) و نگهداری پیش‌بینانه:

تأمین‌کنندگانی مانند اطلس کوپکو، سندویک و کترپیلار تجهیزات خود را با نمایه‌های خاص آب‌بندی و توصیه‌های مواد مشخص طراحی می‌کنند. استفاده از آب‌بندی‌های غیر-OEM یا آب‌بندی‌هایی با مواد نامناسب می‌تواند گارانتی را باطل کرده و عملکرد را تحت تأثیر قرار دهد.

در معادن عمیق و داغ استرالیای غربی و ایالات متحده آمریکا (نِوادا)، دمای محیطی سنگ می‌تواند از ۵۰ °°C فراتر رود و سیستم‌های هیدرولیک را بیشتر تحت فشار قرار دهد. در اینجا، راهبردهای نگهداری پیشرفته‌تر هستند:

۱. تحلیل روغن: نمونه‌برداری منظم از مایع هیدرولیک به‌منظور پایش ویسکوزیته، تعداد ذرات و مهم‌تر از همه، وجود سیلیکون (ناشی از نفوذ گرد و غبار ساینده که نشان‌دهنده‌ی خرابی آب‌بند یا تنفس‌کننده است) یا مس/آهن (ناشی از سایش) انجام می‌شود.

۲. تعویض مبتنی بر وضعیت: در عوض فواصل زمانی ثابت، آب‌بند‌ها در سیستم‌های حیاتی بر اساس نتایج تحلیل روغن و بازرسی‌های انجام‌شده در هنگام بازکردن تجهیزات در دوره‌های بازسازی برنامه‌ریزی‌شده، جایگزین می‌شوند.

۳. برنامه‌های ارتقای آب‌بند: معادن اغلب با تولیدکنندگان آب‌بند همکاری می‌کنند تا ترکیبات سفارشی توسعه دهند. —برای مثال، یک پلی‌اورتان ترکیبی با مقاومت بالاتر در برابر هیدرولیز برای شرایط مرطوب یا یک HNBR ویژه با تقویت‌شده‌تر برای دریل‌های کارکرد در دمای بالا.

اقتصادیات واضح است: خرابی ناگهانی دستگاه‌های LHD یا جامبو در یک معدن زیرزمینی دورافتاده می‌تواند هزینه‌ای معادل ده‌ها هزار دلار در هر ساعت برای از دست رفتن تولید به بار آورد. سرمایه‌گذاری در واشرهای با کارایی بالا از جنس HNBR و PU و اجرای یک برنامه نگهداری مبتنی بر شواهد علمی، یکی از مؤثرترین روش‌ها برای تضمین در دسترس‌بودن تجهیزات و حفاظت از نیروی کار زیرزمینی است.