Atlas Copco RD18U:n raskasrasoinen neulalaakeri Brasiliassa

Vale-yhtiön Carajásin kaivostoiminta-alue pohjoisessa Pará-osavaltiossa kohtaa porakoneen laakerin ongelman, joka ei näy pinnalla eikä ole ilmeinen ennen kuin laakeriviat alkavat kertyä tiukasti tiettyyn poraus syvyyteen. Carajásin malmikappale on vyömainen rautamalmi (BIF), jossa varannon yläosan 80 % muodostuu pehmeästä haurasta limoniitista ja rikastetusta hematitiista – sitä voidaan porata helposti, pyöritysmomentti on alhainen ja laakerikuormat ovat hyvin suunnittelurajojen sisällä. Syvyyden 150–200 metrin alapuolella limoniitti vaihtuu kovaksi piipitoiseksi hematitiiksi, jossa SiO2-pitoisuus nousee alle 1 %:sta 8–12 %:iin, UCS-arvo nousee 40 MPa:sta kohti 160 MPa:ta ja abrasioon aiheuttava piihiukkainen kuluttaa kaikkia porakoneen kantoputken koskettamia laakeripintoja. RD18U-porakoneet, jotka toimivat moitteettomasti 1 200 tuntia yläosan pehmeässä vyöhykkeessä, voivat kuluttaa neulalaakerin 600 tunnissa, kun poraustoiminta saavuttaa kovemman, piipitoisemman siirtymävyöhykkeen – sama laite, eri syvyys, eri laakerin käyttöikä.

Neulalaakeri RD18U-kiertomoottorissa kantaa hammaspyörävälisen kytkennän säteittäisiä kuormia, kun akseli välittää vääntömomenttia kuljettajalle. Carajásin pehmeässä vyöhykkeessä säteittäiset kuormat ovat pieniä ja laakeri toimii viileänä. Silikoni-hematiti-vyöhykkeellä kiertovääntömomentin vaatimus kasvaa 40–60 %:lla, kun kovakivinen muodostuma vastustaa porakärkeä, säteittäinen kuorma laakerille nousee suhteellisesti ja hienojen silikonihiukkasten pääsy varsiin voitelupiiriin kulunut pesusealauksen kautta siirtyy laakerin koteloon kiertokoteloituksen tyhjennyspolkua pitkin. Atlas Copco RD18U-kiertomoottorissa neulalaakeri kantaa hammaspyörävälisen kytkennän säteittäisiä kuormia, kun akseli välittää vääntömomenttia kuljettajalle. Carajásin pehmeässä vyöhykkeessä säteittäiset kuormat ovat pieniä ja laakeri toimii viileänä. Silikoni-hematiti-vyöhykkeellä kiertovääntömomentin vaatimus kasvaa 40–60 %:lla, kun kovakivinen muodostuma vastustaa porakärkeä, säteittäinen kuorma laakerille nousee suhteellisesti ja hienojen silikonihiukkasten pääsy varsiin voitelupiiriin kulunut pesusealauksen kautta siirtyy laakerin koteloon kiertokoteloituksen tyhjennyspolkua pitkin.

Syvyydenmuutoksen vaikutus laakerikuormitukseen

Saastumisreitti, joka lyhentää laakerin käyttöikää

Hienot silikasiinipartikkelit silikoosisen hematitiitin vyöhykkeeltä eivät pääse neulalaakeriin pelkän hydrauliöljyn kautta – tämä kontaminaatiopolku suodatetaan. Ne pääsevät sinne kiertokotelo-tyhjennyspiirin kautta: tyhjennysputki, joka poistaa käytetyn varren voiteluöljyn kotelosta, kuljettaa myös hienoja kovia hiukkasia, jotka ovat laskeutuneet varren adapterin pinnalle ja joita voitelukalvo on kuljettanut takaisin koteloonsa. Pehmeässä ylävyöhykkeessä varren pinta kerää vähän kovia aineita ja tyhjennys kuljettaa puhdasta öljyä. Silikoosivyöhykkeellä varsi kulkee muodostuman vastaan, joka tuottaa hienoja kvartsipitoisia leikkauspaloja, joista osa pääsee puhdistussigeli ja sisään varren koteloon jokaisen iskun palautusliikkeen aikana.

Käytännöllinen indikaattori on tyhjennysöljyn väri: selkeä keltainen pehmeässä vyöhykkeessä ja yhä tummeneva väritys hiukkasia sisältävän piidioksidivyöhykkeen aikana. Brasiliassa työskentelevät porauspäälliköt, jotka havaitsevat tämän värimuutoksen 200 tunnin kohdalla piidioksidivyöhykkeellä suoritettavassa ohjelmassa ja lyhentävät laakeritarkastusten väliaikaa vastaavasti, pidentävät laakerien käyttöikää 30–40 % verrattuna niihin, jotka pitävät standardia 500 tunnin väliä muuttumattomana. Värin tarkistus kestää 30 sekuntia.

Laakeritarkastusprotokolla brasilialaisille syvyyden mukaan vaihteleville ohjelmille

Carajásin Serra Nortessa ja S11D:ssä, jossa yksittäiset porausohjelmat alkavat usein pehmeästä vyöhykkeestä ja laskeutuvat silikoosiseen siirtymävyöhykkeeseen, suositeltava lähestymistapa on muodostuman mukautuva laakeritarkastustaajuus eikä kiinteä tuntiväli. Kun porauspäiväkirjasta ilmenee, että porakärki pääsee silikoosisen hematitiin – mikä havaitaan siten, että etenemisnopeus laskee ja pyörityspaine nousee samanaikaisesti ilman mitään muutoksia iskupaineen asetuksissa – laakeritarkastusten väli tulee puolittaa 500 tunnista 250 tuntiin. Tämä ainoa säätö, kun se sovelletaan johdonmukaisesti, saa huoltotoimet ajallisesti vastaamaan todellista laakerien altistumista eikä kalenteripohjaisia oletuksia, jotka perustuvat pehmeän vyöhykkeen olosuhteisiin.

Neulalaakerin vaihto 250 tunnin kohdalla hiekkapitoisessa vyöhykkeessä maksaa yhtä paljon kuin 500 tunnin kohdalla; ero on siinä, että 250 tunnin kohdalla vaihdettu laakeri poistetaan käyttökelpoisella kotelogeometrialla. Laakeri, joka jätetään pyörimään 500 tuntia hiekkapitoisessa vyöhykkeessä, tuottaa usein kotelopalojen saastumista, joka ulottuu samaan huoltokierrokseen kuljettajan liukusätkäkseen ja ohjauspiston sylinteriin – mikä muuttaa suunnitellun laakerinvaihdon suunnittelemattomaksi monikomponenttivaihdoksi. HOVOO toimittaa kestäviä RD18U-neulalaakereita, jotka on mitoitettu OEM-määrittelyjen mukaisesti brasilialaiselle markkinalle, ja ne ovat saatavilla lyhyellä toimitusaikataululla São Paulosta. Täydelliset viitteet osoitteessa hovooseal.com.