Kallionporakoneen tiivistyspatteristo: korkeapaineinen vuototon ratkaisu, sopii kaikkiin malleihin

Kallionporakone ei ilmoita, kun sen tiivisteet alkavat pettää. Iskunenergia laskee vähitellen, öljyn kulutus nousee ja porakone toimii edelleen – vain muutaman prosentin hitaammin vuorokaudessa kuin viime kuussa. Kun joku huomaa suorituskyvyn heikentymisen, tiivisteiden pettäminen on usein jo levinnyt itse iskukammioon, ja mikä alun perin oli suoraviivainen tiivisteiden vaihto, muuttuu täydelliseksi porakoneen korjaukseksi.

Tämä malli toistuu kaikkialla maailmassa, ja syy tähän on yksi: tiivistepaketit käsitetään pieneksi kulutustuotteeksi eikä tarkkuuskunnossapitokomponentiksi. Tässä artikkelissa käsitellään, mitä täydellinen kallionporakoneen tiivistepaketti sisältää, miten käyttöolosuhteet määrittävät vaihtovälin ja miksi materiaalin valinta on tärkeämpää kuin useimmille ostajille odotettavissa oleva 160–220 bar:n painealue.

Mitä täydellinen tiivistepaketti sisältää – ja miksi jokaisella komponentilla on oma roolinsa

Täydellinen kallionporakoneen tiivistyskokoelma ei ole pelkkä O-renkaiden pussi. Iskukammio käyttää yhtä aikaa kahta erillistä hydraulipiiriä: korkeapainoista iskupiiriä, joka ohjaa pisteen liikettä, ja puhdistusvesipiiriä, joka pitää pora-aukon selkänä. Jokaisella piirillä on omat tiivistyskomponenttinsa, ja ne kuluvat eri nopeuksilla riippuen veden laadusta, kallioperän kuluttavuudesta ja öljyn viskositeetista.

Iskupisteen tiiviste kestää suurimman vaihtuvan kuorman – se kantaa täyden hydraulipaineen jokaisella iskutaajuudella, joka tyypillisesti on toiminnassa olevassa drifterissä 30–60 Hz. Puhdistuslaatikon tiivisteet kestävät alhaisempaa painetta (6–25 bar riippuen mallista), mutta ne altistuvat saastuneelle vedelle, joka kuljettaa hienojakoisia kalliohiukkasia ja joka on kuluttavaa elastomeeripintoja kohtaan. Ohjauspussin tiivisteet ja pyyhkijärenkaat kestävät varrenadapterin sivuttaista liikettä iskun aikana ja keräävät porausympäristöstä metallihiukkasia ja hiekkaa.

O-renkaat venttiililohkossa ja akkupiirissä täydentävät kokoelmaa. Ne hajoavat eri tavoin kuin liukusealit – yleensä ajan myötä tapahtuvan puristusmuodonmuutoksen vuoksi eikä kulutuksen vuoksi – mutta puristunut tai kovettunut O-rengas ohjauspiirissä muuttaa takapainetta siten, että iskun ajoitus vääristyy ja iskuenergia vähenee, vaikka pääiskusealit näyttäisivätkin ehjiltä.

Tiivistemateriaali: PU, HNBR ja PTFE kalliohakkuun sovelluksissa

Käytännöllinen valinta PU:n ja HNBR:n välillä riippuu käyttölämpötilasta. Syvällä kaivoksessa, jossa ympäröivä lämpötila on yli 40 °C ja hydrauliöljy palaa lämpötilassa 80 °C tai korkeammassa, HNBR-tiivistimet iskupiirissä kestävät huomattavasti pidempään kuin PU-tiivistimet. Lämpimässä ilmastossa toimivissa pinnalla sijaitsevissa sovelluksissa, joissa öljyn jäähdytys on hyvä, kustannusero harvoin oikeuttaa paremman materiaalin käyttöönottamiseen.

Paine, syklyt ja vaihtoaika – ei silloin, kun pora pysähtyy

Tiukkenevan kiven poraamisen tiivisteen elinikä riippuu kolmesta muuttujasta: paineen suuruudesta, syklien taajuudesta ja saastumisesta. Kun iskupaine on 180 bar ja iskutaajuus 45 Hz, pääpiston tiiviste suorittaa noin 162 000 painesykliä tunnissa. 500 tunnin huoltojakson aikana tämä tekee yhteensä 81 miljoonaa sykliä – riittävästi, jotta mikä tahansa elastomeeri, joka ei ole oikein valittu kyseiseen käyttöön, vähenisi kulumalla.

Oikea vaihtointervalli määritetään iskutuntien perusteella, ei kalenteriajan perusteella. Drifter, joka toimii yhden 8 tunnin vuoron päivässä, ikääntyy eri tahdilla kuin sama laite, joka toimii automatisoidusti kolmen vuoron ajan. Useimmat valmistajat suosittelevat ensimmäistä merkittävää tiivistehuollon tarkastusta 500 iskutunnin jälkeen; kovissa maaperäolosuhteissa tai korkeassa lämpötilassa 300–400 tuntia on realistisempi kynnysarvo ennen kuin iskukammion tiiviste näyttää merkittävää puristusmuodonmuutosta.

Odottamalla näkyvää ulkoista öljyn vuotokoa tiivistekitsin vaihtoa varten tarkoittaa, että tiiviste on jo epäonnistunut käytössä – puhdistuspiirin kontaminaatio on päässyt iskukammioon, ja pistoni-urassa oleva pinta saattaa vaatia huomiota ennen kuin uudet tiivisteet voidaan asentaa oikein.

Eri mallien välinen yhteensopivuus: yksi koko ei sovi kaikkiin

Yleisin tiivisteen ostovirhe sekamerkkisissä laitteistossa on tilata tiivistekitsin pelkän sisähalkaisijan perusteella. Tiivistekitsin, jonka koko on oikein sisähalkaisijan suhteen, saattaa silti käyttää väärää suulakkeen geometriaa, väärää kovuutta tai väärää tukirenkaiden järjestelyä tiettyyn malliin. Epiroc COP -mallit, Sandvik HL/RD -sarjan mallit ja Furukawa -mallit kaikki ovat erilaisia puhdistuslaatikoiden geometrioita ja erilaisia iskupiirin paineprofiileja – tiivisteet eivät ole vaihtokelpoisia, vaikka halkaisijat näyttäisivätkin lähes samoilta.

HOVOO valmistaa kallionporakoneiden tiivistyspakkauksia, jotka on sovitettu tarkasti tietyn porakoneen mallimerkintään, ei pelkästään porausten kokoön. Pakkaukset on mitoitettu alkuperäisen valmistajan (OEM) määrittämiin vaatimuksiin, ja niissä käytetään PU- tai HNBR-materiaaleja, jotka on valittu kunkin mallin tyypillisten käyttöolosuhteiden mukaan. Täydellinen viiteluettelo, joka kattaa Epiroc/Atlas Copco-, Sandvik-, Furukawa-, Montabert- ja muut merkit, löydät osoitteesta hovooseal.com. Kun tilaat sekoitettua laitteistoa, ainoa luotettava tapa määrittää tuotteet on ilmoittaa porakoneen mallinumero.

Asennus: vaihe, joka määrittää, kestävätkö uudet tiivistykset

Oikein valittu tiivistyspakkaus epäonnistuu jo ensimmäisten satojen tuntien sisällä, jos se asennetaan väärin. Kaksi yleisintä asennusvirhettä ovat liikkuvaan tiivistykseen kohdistuva kiertäminen kokoonpanon aikana (jolloin syntyy kierremainen kulumisura eikä tasainen kosketuspinta) ja epäsymmetristen tiivistysten tukirenkaiden väärä suuntaus. Molemmat virheet näyttävät materiaalivikoilta, kun ne ilmenevät – mutta kyseessä on itse asiassa käsittelyvirhe.

Iskunperän puhdistaminen puhtaalla hydraulikkaöljyllä ennen uusien tiivistysten asentamista poistaa kaikki pienet metallihiukkaset edelliseltä kulumiskierrokselta. Nämä hiukkaset ovat kovempia kuin uudet elastomeerit, ja ne aiheuttavat kulumaan jo ensimmäisellä työvuorolla, jos ne jätetään paikoilleen. Tämä kestää kymmenen minuuttia ja säästää toisen tiivistyspaketin hinnan.