Kuinka pidetään porakoneen akkumulaattorin käyttöikää? Käyttö- ja huoltovinkit

Useimmissa hydraulisten kallionporakoneiden huoltosuunnitelmissa on määritelty tietty väli hydrauliöljyn vaihtoon ja tietty väli tiivistesarjan vaihtoon, mutta akkumulaattorin huollosta ei ole lähes mitään kirjattua. Akkumulaattori tarkistetaan vasta silloin, kun jokin rikkoutuu – erityisesti silloin, kun iskun energia laskee ja tyypillinen karkea ääni viittaa kalvon tai esilatauksen epäonnistumiseen. Siihen mennessä akkumulaattori on toiminut heikentynyt tilassa viikoja tai kuukausia, ja muut iskukomponentit ovat ottaneet vastaan sen seuraukset.

Hydrauliikkakumppaaja iskupiirissä on paineastia, joka kiertää äärimmäisissä olosuhteissa: 30–65 painekierrosta sekunnissa porattaessa ja huippupaineet hydrauliikkipuolella 160–220 bar. Standardin hydrauliikkakumppaajan suunniteltu käyttöikä on yleensä 12 vuotta tai tietty määrä painekierroksia, riippuen siitä, kumpi saavutetaan ensin. Drifterille, joka toimii 2 000 iskutuntia vuodessa, kumppaaja kokee noin 360 miljoonaa painekierrosta vuodessa. Tämä ei ole huoltokohta, jonka hoitoa voidaan lykätä rajattomasti.

Ymmärtäminen, mitä kumppaaja todellisuudessa tekee iskupiirissä

Hydrauliikka-kallionporakoneessa on kaksi akkumulaattoria, joilla on eri tehtäviä. Korkeapaineinen akkumulaattori varastoi typpeä, joka on esipainotettu 50–80 barin paineeseen (riippuen porakoneen mallista), ja se sijaitsee piirin iskupaineen puolella. Kun työntöpalkki aloittaa paluuliikkeensä, pumppu yksin ei pysty tarjoamaan hetkellistä virtausta, jota tarvitaan korkeataajuusoperaatioon – akkumulaattori vapauttaa varattua energiaa täydentääkseen pumppuvirtausta juuri tuona kriittisenä hetkenä, mikä poistaa niin sanotun 'iskun aukon', joka muuten aiheuttaisi työntöpalkin ennenaikaisen kääntymisen.

Alapaineinen varausastia (yleensä esiladattu 4–5 barin paineeseen) sijaitsee paluu-/puskuripuolella ja toimii vaimennusjärjestelmän kanssa absorboimaan tukivarren aallon paluun energian. Molemmilla varausastioiden on diaphragmat – joustavat kalvot, jotka erottavat typpikaasun hydraulikkaalasta öljystä fyysisesti. Diaphragma on se komponentti, joka epäonnistuu. Kaasu läpäisee hitaasti nitrilikumikalvoa ajan myötä; nopea lataus tai ylipainetapahtuma voi rikkoutua välittömästi.

Kolme mekanismia, jotka lyhentävät varausastian käyttöikää

Typpikaasun läpäisy kalvoon on välttämätöntä, mutta sitä voidaan hallita. Nitrilirubberi-kalvot (NBR), jotka ovat yleisimmät, menettävät typpikaasua kalvon seinämän läpi nopeudella, joka kasvaa lämpötilan ja paine-eron myötä. Läpäisy kiihtyy käyttölämpötiloissa yli 70 °C. Esilatauspaineen tarkistaminen joka 200–300 iskutunti havaitsee hitaan painehäviön ennen kuin se saavuttaa tason, joka vaikuttaa iskutoimintoon. Yhtäkkinen paineen lasku – ei hitaan – viittaa venttiilin varren vuotamiseen tai kalvon rikkoutumiseen eikä läpäisyyn.

Nopea täyttö on kenttäpalvelussa varsinainen suurin syy varhaiseen kalvojen vaurioitumiseen. Kun typpiä johdetaan liian nopeasti akkumulaattoriin, joka on täysin tyhjennetty, laajeneva kaasu jäähdyttää kalvoa niin paljon, että kumi muuttuu haurkaaksi. Kuplakkaasukkaassa nopea täyttö voi myös pakottaa kuplan alaspäin öljyportin poppet-venttiiliin, mikä aiheuttaa pysyvän leikkaus- tai puristusvaurion. Suurten akkumulaattorivalmistajien dokumentoima täyttömenettely edellyttää typpikaasun hitaata johdattamista – sylinteriventtiilin avautumista hieman ja täyttöä useiden minuuttien ajan eikä sekuntien ajan. Useimmat paikat ohittavat tämän vaiheen, koska se kestää kauemmin.

Toiminta minimiesilatauksen alapuolella on kolmas mekanismi. Kun driftteri toimii akkumulaattorin esilatauspaineella, joka on alle määritellyn tason – koska esilatausta ei ole koskaan tarkistettu ja typpi on vuotanut pois – kalvo 'päätyy' öljyportin pinnalle jokaisen paineenvaiheen aikana. Kalvon ja portin välinen toistuva kosketus aiheuttaa paikallista kulumaa ja lopulta reiän muodostumisen. Kallionporakone toimii edelleen, mutta iskunenergia on yhä epätasaisempaa, koska akkumulaattorin vaimennustoiminto on heikentynyt.

Esilatausmääritykset ja tarkistusväli

Esilatauksen määritelmä mitataan aina, kun iskupiirin hydraulipaine on täysin poistettu — ei siis käynnissä olevan drifterin aikana. Akkumulaattorin esilatauksen mittaaminen toiminnassa olevan iskupaineen vaikutuksesta antaa virheellisen lukeman, koska typpipuoli puristuu hydraulipaineen vaikutuksesta. Tyhjennä järjestelmä aina täysin ennen kuin kytket lataus-/mittauslaite akkumulaattorin venttiilin varrelle.

Lämpötila ja sen vaikutus ilmoitettuun esilataukseen

Typpipaine vaihtelee lämpötilan mukaan peruskaasulain mukaisesti: 10 °C:n lämpötilan nousu nostaa typpipainetta noin 3,5 %:lla kiinteätilavuuden akkumulaattorissa. Drifter, joka näyttää oikean esilatauspaineen kylmänä 20 °C:n ympäristölämpötilassa, näyttää korkeampaa lukemaa latausmittarissa, kun drifter on ollut käynnissä useita tunteja ja akkumulaattorin kuoren lämpötila on noussut 60 °C:een. Tämä korkeampi lukema ei tarkoita, että esilataus on liian korkea — se tarkoittaa vain, että kaasu on lämpimämpi.

Käytännön seuraamus: kirjaa aina lämpötila, jossa esilataus tarkistettiin, yhdessä painelukeman kanssa. Aseta esilataustavoite, joka sopii kylmiin olosuhteisiin, ja tiedä, että lämmön vaikutuksesta toiminnassa olevan järjestelmän paine nousee. Liian korkean esilatauspaineen asettaminen kylmästä mittauksesta johtuen on yleinen syy kalvojen vaurioitumiseen kentällä – liian korkea esilatauspaine työntää kalvon istukkaan jokaisella purkukerralla, mikä on täsmälleen sama mekanismi kuin esilatauksen puuttuminen, mutta päinvastaisessa suunnassa.

Varastointi ja pitkäaikainen pysäytys -menettelyt

Varastointiajat, jotka ylittävät kaksi viikkoa, vaativat tyypillisesti hydraulisen paineen poistamista ja typpi-esilatauksen säilyttämistä muuttumattomana. Kalvo tulisi olla 'kaasutettu' -asennossaan – se ei saa olla puristunut öljyporttiin eikä venytetty hydraulisen paineen vaikutuksesta. Pitkäaikainen varastointi, jossa kalvo on pakotettu öljyporttiin (hydrauliikkapiiri paineistettu, mutta typpiä on kulunut) aiheuttaa kalvon muotoon pysyvän vaurion ja lyhentää sen jäljellä olevaa käyttöikää.

Ennen varastointia tyhjennä akkumulaattorikuoren sisältämä kertynyt öljy, jos iskutyökalua varastoidaan yli kuukauden ajan – öljyn pitkäaikainen kosketus kalvoon huoneenlämpötilassa aiheuttaa nitrili-pinnan hieman kovettumista pidemmän ajanjakson aikana. Varastoinnin jälkeisessä käynnistysprosessissa tarkista esilatauspaine ennen iskutoiminnan aloittamista ja käytä alennettua iskupainetta ensimmäiset 15–20 minuuttia, jotta kalvo voi lämmetä toimintalämpötilaan hitaasti.