سیستم روان‌کاری مته: ساختار، نگهداری و خرابی‌ها

نیازهای روان‌کاری یک مته سنگی هیدرولیکی در سراسر بدنهٔ مته یکسان نیست — مناطق مختلف به روغن‌های روان‌کار متفاوتی نیاز دارند که با نرخ‌های متفاوتی از طریق مدارهای جداگانه تأمین می‌شوند. در نظر گرفتن سیستم روان‌کاری صرفاً به عنوان «روغن را اینجا اضافه کنید»، واقعیت ساختاری آن را نادیده می‌گیرد. در یک متهٔ معمولی حداقل سه منطقهٔ روان‌کاری مجزا وجود دارد که هر کدام نیازمند ترکیبات متفاوتی بوده، الگوهای شکست متفاوتی دارند و پیامدهای متفاوتی در صورت غفلت از آن‌ها ایجاد می‌کنند.

جداسازی مناطق نقطهٔ شروع یک برنامهٔ نگهداری مؤثر است. اختلاط مدارها — مثلاً ریختن روغن روان‌کاری ساقه در مدار هیدرولیک یا برعکس — در عرض چند ساعت به قطعات دقیق آسیب می‌زند. هزینه‌های ناشی از این اشتباه به‌اندازهٔ سادگی آن نامتناسب است.

منطقهٔ ۱: مدار ضربه‌ای (هیدرولیک)

پیستون ضربه‌ای، شیر معکوس‌کننده، آکومولاتور و سطوح سوراخ‌های مرتبط توسط روغن هیدرولیک خود روان‌کاری می‌شوند — به‌ویژه لایه نازکی که در شکاف‌های بین سطوح متحرک ایجاد می‌شود. این امر به‌دلیل داشتن ویسکوزیته کنترل‌شده، افزودنی‌های ضد سایش و فیلتراسیون روغن هیدرولیک جهت حذف ذرات قبل از رسیدن به شکاف‌های سوراخ‌ها امکان‌پذیر است. بنابراین کیفیت روان‌کاری در این ناحیه کاملاً توسط درجه تمیزی، درجه ویسکوزیته و بازه زمانی تعویض روغن هیدرولیک تعیین می‌شود.

روغن هیدرولیک در مدار ضربه‌ای باید در کد پاکیزگی ISO به میزان ۱۶/۱۴/۱۱ یا بهتر نگهداری شود. اکثر سایت‌ها آلوده‌تر از این مقدار کار می‌کنند. اقدامات عملی نگهداری عبارتند از: تعویض روغن هیدرولیک در بازه زمانی مشخص‌شده توسط سازنده (معمولاً ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ ساعت برای روغن هیدرولیک درفتر، و در محیط‌های آلوده کوتاه‌تر)، تعویض عنصر فیلتر قبل از رسیدن به شرایط دور زدن (یعنی تعویض آن بر اساس برنامه‌ریزی زمانی و نه انتظار برای نشانگر بصری)، و گرفتن نمونه‌های روغن در ساعت‌های ۲۰۰ و ۵۰۰ برای تحلیل شمارش ذرات. افزایش شمارش ذرات بین نمونه‌ها که از سطح پایه سایش طبیعی فراتر رود، نشان‌دهنده تخریب یک قطعه است — معمولاً سطح سوراخ‌شده یا تنظیم شکاف شیر — و مستلزم بررسی فوری است، پیش از اینکه روغن کدر یا شیرین‌رنگ شود.

منطقه ۲: روان‌کاری شانک

آداپتور ساقه و اتصالات آن با بوش راهنما، گیره چرخشی و شیارهای اتصال نیازمند روغنکاری اختصاصی جداگانه از مدار هیدرولیک هستند. روغن هیدرولیکی که پیستون را به حرکت درمی‌آورد، برای فشارهای تماسی و سرعت‌های لغزشی موجود در رابط ساقه و شیارها تهیه نشده است — این روغن فاقد افزودنی‌های فشار بسیار بالا (EP) و چسبندگی‌دهنده‌ها (tackifiers) است که از تماس فلز-به-فلز تحت بار ترکیبی ضربه و گشتاور جلوگیری می‌کنند.

در حال حاضر سه روش توزیع روغن در دستگاه‌های حفاری استفاده می‌شود: اتمیزاسیون هوای-مه (هواي فشرده روغن مته سنگ‌نورد را به صورت مه از طریق پوسته شانک حمل می‌کند و مصرف آن ۶۰۰ تا ۱۲۰۰ گرم در ساعت است)، تزریق گریس از طریق سیستم اندازه‌گیری‌شده (تزریق خودکار یا دستی گریس در فواصل زمانی مشخص‌شده)، و سیستم روان‌کاری شانک چرخشی شرکت سندویک (CSL) که روغن بازگشتی هیدرولیکی فیلترشده را از طریق پوسته شانک و سپس به سمت مخزن هدایت می‌کند، نه اینکه آن را دور ریخته شود. این سیستم CSL مصرف روغن روان‌کاری شانک را تا ۷۰٪ کاهش داده و نیاز به مدیریت مخزن جداگانه‌ای که در سیستم‌های هوای-مه وجود دارد را حذف می‌کند.

روغن‌های شفت مته سنگ‌شکن باید از درجه استاندارد ISO VG 100 یا معادل آن با افزودنی‌های دارای استحکام بالای فیلم و چسبندگی باشند. این ترکیبات لایه‌ای را روی سطوح شیارهای شفت بین هر چرخه ضربه‌ای حفظ می‌کنند؛ در حالی که روغن هیدرولیک معمولی تحت فشار تماس تجزیه می‌شود و تحت نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش از سطح فلزی جدا می‌گردد. جایگزینی روغن هیدرولیک به‌جای روغن روان‌کننده شفت — صرفاً به دلیل موجود بودن آن و عدم دسترسی به ترکیب مناسب در محل کار — منجر به ایجاد پدیده «گالینگ» (سایش و التصاق) روی شیارهای شفت در عرض چند ساعت، به‌ویژه در شرایط حفاری سنگ‌های سخت، می‌شود.

منطقه ۳: موتور چرخش و سیستم دنده

موتور چرخشی — موتور پره‌ای هیدرولیک یا موتور چرخ‌دنده‌ای — توسط روغن هیدرولیک موجود در مدار چرخش روان‌کاری می‌شود. این مدار در بیشتر درفترها از مدار ضربه‌ای جدا است و دارای تنظیم فشار و لوله بازگشت خود می‌باشد. اصلی‌ترین اقدام نگهداری، بررسی نرخ جریان تخلیه در پورت تخلیه موتور است: افزایش جریان تخلیه (بالاتر از حد مشخص‌شده) نشان‌دهنده سایش در واشرهای داخلی موتور یا افزایش شکاف بین دنده‌هاست، به این معنا که موتور در حال دور زدن روغن به جای تبدیل آن به حرکت چرخشی است.

خرابی یاتاقان موتور چرخشی — در صورت رخ‌دادن — صدای مشخصی ایجاد می‌کند: صدای سایش فلزی خشک در انتهای موتور چرخشی درفتر، نه در انتهای ضربه‌ای. این ویژگی آن را از صدای حفاری ضربه‌ای در حالت عادی کارکرد با فشار بالا متمایز می‌سازد. مرحله تشخیصی این است که درفتر را بدون فعال‌سازی عمل ضربه و فقط با فعال‌سازی چرخش اجرا کنیم و به دنبال صدای سایش باشیم. یاتاقان‌های در حال خرابی معمولاً پیش از ایجاد گرمای قابل‌مشاهده یا نشت روغن، این علامت را نشان می‌دهند.

جدول تشخیص خرابی روان‌کنندگی

ادغام نگهداری: هماهنگ‌سازی تعویض روغن با تعویض آب‌بندی‌ها

کارآمدترین برنامه‌ی نگهداری، تعویض روغن، تعویض عنصر فیلتر و تعویض ست آب‌بندی را در یک رویداد خدماتی واحد به‌جای انجام جداگانه‌ی آن‌ها هماهنگ می‌کند. تعویض روغن در ساعت ۵۰۰ که به‌صورت جداگانه از بازرسی آب‌بندی در ساعت ۵۰۰ انجام شود، به معنای دو بار باز شدن مدار، دو فرصت برای نفوذ آلودگی و دو بار اعزام تیم نگهداری است. هماهنگ‌سازی این فعالیت‌ها زمان کلی نگهداری را ۳۰ تا ۴۰ درصد کاهش می‌دهد و همچنین خطر کیفیتی ناشی از باز شدن مداری که بلافاصله بسته و دوباره پر نشود را از بین می‌برد.

HOVOO مجموعه‌های آب‌بندی را برای تمام برندهای اصلی دریفتِرها در سه منطقه روان‌کاری—آب‌بندی ضربه‌ای، آب‌بندی جعبه شستشو و آب‌بندی محفظه چرخش—به‌صورت مجموعه‌های کامل یا زیرمجموعه‌های اختصاصی هر منطقه، بسته به نیازهای خدماتی، تأمین می‌کند. سفارش مجموعه آب‌بندی هم‌زمان با تعویض دوره‌ای روغن، شرایط انجام نگهداری یکپارچه را فراهم می‌سازد، نه مداخلات پی‌درپی تک‌نقطه‌ای. ارجاع‌های کامل در hovooseal.com.