Korkean paineen nitrili-butadieeni-kumi- (NBR) ja polyuretaani- (PU) O-renkaat hydraulisiin kaivinkoneisiin ja kaivosteollisuuden suurikapasiteettisiin kuorma-autoihin

Hydrauliikkakaukavetureiden ja erityisen suurten kaivosteollisuuden kuljetusautojen (kuljetuskuorma-autojen) valtava teho johtuu yleensä 300–500 barin paineissa toimivista hydrauliikkajärjestelmistä. Nämä järjestelmät ovat koneen verenkiertojärjestelmä, joka tarjoaa voimaa kaikille toiminnoille – käsivarren ja kaukan liikkeistä ohjaukseen ja jarrutukseen. Tiivistimet tässä ympäristössä kohtaavat jatkuvaa rasitusta korkeasta paineesta, painehuipuista (iskukuormista), korkeista lämpötiloista (sekä ympäröivästä lämpötilasta että nesteiden puristumisesta) sekä jatkuvasta dynaamisesta liikkeestä. Tiivistimen epäonnistuminen voi johtaa tehon menetykseen, ympäristön saastumiseen ja katastrofaaliseen järjestelmävaurioon.

Nitrili (NBR) on edelleen yleisin tiivistemateriaali hydraulijärjestelmissä, joissa käytetään tavallisia mineraalipohjaisia hydrauli-nesteitä (HLP-tyyppiä). Se tarjoaa erinomaisen suhteen kustannuksiin ja suorituskykyyn, hyvän vastustuskyvyn nesteelle, riittävän lämpötilavälialueen useimpiin sovelluksiin sekä riittävät mekaaniset ominaisuudet. Moniin staattisiin tiivisteisiin (esimerkiksi porttiyhteyksien O-renkaat, liitospinnan tiivistimet) ja vähemmän vaativiin dynaamisiin sovelluksiin NBR on täysin sopiva materiaali. Standardiyhdistelmät, kuten 70 Shore A tai 90 Shore A, valitaan tiivistepaikan suunnittelun ja paineen perusteella.

Kuitenkin kriittisimmässä dynaamisessa sylinterisovelluksessa —erityisesti massiivisten nosto- ja kallistussylinterien pistonsulku- ja varrasulkuosissa —Polyuretaani (PU tai AU) on usein suosituin materiaali. Polyuretaanielastomeerit eivät ole kumia, vaan polymeerejä, joiden rakenne eroaa merkittävästi, mikä antaa niille poikkeuksellisia ominaisuuksia:

· Erinomainen kulutus- ja puristumisvastus: Ne ovat mahdollisesti kulumisvastaisimmat polymeeritiivisteet, jotka kestävät sivusuuntaista kuormitusta ja mahdollista metalli-metalli-kosketusta suurissa, pitkäiskuisissa sylintereissä.

· Korkea vetolujuus ja kuormankesto: Ne kestävät erinomaisesti hyvin korkeita paineita ilman muodonmuutosta tai puristumista (puristumista) välykstiloihin.

· Erinomainen repäisyvastus.

  Heidän heikkoutensa on kapeampi lämpötila-alue (yleensä –40 °C +100 °C) ja heikko vastus kuumalle vedelle, höyrylle ja tietyille kemikaaleille. Niitä käytetään pääasiassa hydraulihöyryöljyjen kanssa.

OEM-valmistajat, kuten Caterpillar, Komatsu ja Hitachi, tarjoavat yksityiskohtaisia huolto-opaskirjoja, joissa määritellään tarkat tiivistesarjat jokaiselle sylinterimallille. Nämä sarjat sisältävät usein useita materiaaleja: PU:tä ensisijaisiin painekuormitettaviin tiivisteisiin, NBR:tä toissijaisiin tiivisteisiin ja pyyhkijöihin sekä joskus PTFE-tukirenkaita erittäin korkeapaineisiin sovelluksiin.

Autonominen ja etäohjattava kaivosteollisuuden kalusto, jota käytetään Australian Pilbara-alueella ja joissakin Yhdysvalloissa sijaitsevissa kaivoksissa, lisää toimintaympäristöön vielä yhden monimutkaisuustason. Tiivisteen luotettavuus saa entistä suuremman merkityksen, sillä vuoto autonomitaisessa ajoneuvossa voi jäädä huomaamatta, kunnes se aiheuttaa vian, mikä johtaa kalliisiin etädiagnostiikkatoimiin ja korjausta varten henkilökunnan mobilisointiin paikalle. Ennakoiva huoltotaktiikka, jossa käytetään antureita hydraulinenesteen puhtauden, lämpötilan ja paineen muutosten seurantaan, on integroitu tiivisteen käyttöiän tietoihin, jotta tiivisteen vaihdot voidaan suunnitella suunniteltujen huoltotaukojen aikana. Tämä maksimoi koneiden saatavuutta näissä pääomaintensiivisissä, vuorokauden ympäri käytössä olevissa toiminnoissa.