Nagyteljesítményű tűgörgőcsapágy az Atlas Copco RD18U modellhez Brazíliában

A Vale észak-parai Carajás-komplexuma egy fúrócsapágyat mutat, amelynek problémája nem látszik a felszínen, és csak akkor válik nyilvánvalóvá, amikor a csapágyhibák egy meghatározott fúrási mélységnél kezdenek gyűlni. A Carajás-érctelep réteges vasérc-képződmény (BIF), ahol a készlet felső 80%-a puha, széteső limonitból és dúsított hematitból áll – ezeket könnyen lehet fúrni, alacsony forgatónyomaték szükséges hozzájuk, és a csapágyterhelés jól belefér a tervezési tartományba. 150–200 méteres mélység alatt a limonit helyét kemény, szilícium-dioxidban gazdag hematit veszi át: a SiO₂-tartalom 1% alapáról 8–12%-ra emelkedik, az egyenértékű összenyomási szilárdság (UCS) 40 MPa-ról 160 MPa felé nő, és a szilícium-dioxid abrasív hatása minden olyan csapágyfelületet érint, amellyel a fúrókötél érintkezik. Az RD18U típusú fúróberendezések, amelyek a felső puha zónában 1200 órán keresztül zavartalanul működnek, a keményebb, szilícium-dioxidban gazdagabb átmeneti zónában – ugyanazzal a berendezéssel, de más mélységben – már csak 600 óra alatt fogyasztanak el egy tűcsapágyat, azaz a csapágyélettartam jelentősen csökken.

A tűgömbcsapágy a Atlas Copco RD18U forgómotorban viseli a fogaskerék-állományból származó sugárirányú terheléseket, miközben a tengely nyomatékot továbbít a hajtóműnek. A Carajás-terület lágy zónájában ezek a sugárirányú terhelések alacsonyak, és a csapágy hűvösen működik. A szilícium-dioxid-tartalmú hematit-zónában a forgási nyomaték-igény 40–60%-kal nő, mivel az abrazív képződmény ellenáll a fúrófejnek, a csapágyra ható sugárirányú terhelés arányosan emelkedik, és a kopott öblítőtömítéseken keresztül a szár kenőkörébe jutó finom szilícium-dioxid-részecskék a forgóház lefolyó útvonalán keresztül jutnak be a csapágyházba.

A mélységátmenet hatása a csapágy terhelésére

A szennyeződés útvonala, amely lerövidíti a csapágy élettartamát

A szilikátos hematit zónából származó finom szilícium-dioxid-részecskék nem jutnak el a hidraulikus olajjal egyedül a tűcsapágyhoz – ezt a szennyeződési utat szűrőberendezés blokkolja. A forgóház lefolyó körzetén keresztül érkeznek: a házban használt nyelőcsavar-kenőolaj eltávolítására szolgáló lefolyó vezeték egyúttal a nyelőcsavar-adapter felületén leülepedett finom, csiszoló hatású részecskéket is szállítja vissza a házba a kenőfolyadék-film révén. A puha felső zónában a nyelőcsavar felülete minimális mennyiségű csiszoló anyagot vesz fel, és a lefolyó tiszta olajat szállít. A szilikátos zónában a nyelőcsavar olyan képződmény ellen mozog, amely finom, kvartzbogús forgácsot termel, amelyek közül néhány az törpélő gyűrű és a nyelőcsavar-házba jut minden ütő-visszatérő ütésnél.

A gyakorlati mutató a leeresztett olaj színe: tiszta ámber szín a lágy zónában, fokozatosan sötétebb szín, finom szuszpendált részecskékkel a kovás zónában. A brazíliai fúrási felügyelők, akik ezt a színváltozást észlelik a kovás formációprogram 200. órájában, és ennek megfelelően lerövidítják a csapágy-ellenőrzési időközt, 30–40%-kal meghosszabbítják a csapágy élettartamát azokhoz képest, akik a szokásos 500 órás időközt változatlanul megtartják. A színellenőrzés 30 másodpercet vesz igénybe.

Csapágy-ellenőrzési protokoll brazíliai mélységváltozó programokhoz

A Carajás Serra Norte és az S11D bányákban, ahol az egyes fúrási programok gyakran a lágy zónában kezdődnek, majd a szilícium-dioxidban gazdag átmeneti rétegbe hatolnak le, a javasolt megközelítés egy formációhoz igazított csapágy-ellenőrzési ütemterv alkalmazása, nem pedig egy rögzített időintervallum. Amikor a fúrási napló szerint a fúrófej belép a szilícium-dioxidban gazdag hematitba – amit a behatolási sebesség csökkenése és a forgatási nyomás emelkedése jelzett egyszerre, anélkül, hogy bármilyen változás történt volna a kalapácsolási beállításokban –, akkor a csapágy-ellenőrzési időköznek fel kell feleződnie: 500 óráról 250 órára. Ez az egyetlen, következetesen alkalmazott korrekció a karbantartási időpontokat a tényleges csapágy-terheléshez igazítja, nem pedig a lágy zónára kialakított naptári feltételezésekhez.

A tűgörgőcsapágy cseréje 250 órás üzemidő után a szilikátos zónában ugyanannyiba kerül, mint 500 órás üzemidő után; a különbség az, hogy a 250 órás üzemidő után cserélt csapágy esetében a hordozórács geometriája megmarad és továbbra is üzemképes. A szilikátos zónában 500 óráig üzemeltetett csapágy gyakran olyan hordozórács-töredékekkel szennyeződik, amelyek elérnek a hajtó fogazathoz és az irányító dugattyú furatához ugyanabban a karbantartási ciklusban – így egy tervezett csapágycsere váratlan, több alkatrészt érintő csereként valósul meg. A HOVOO nehézüzemű, az eredeti gyártó (OEM) specifikációinak megfelelő RD18U típusú tűgörgőcsapágyakat szállít a brazil piacon, rövid szállítási határidővel São Paulo elosztóközpontjából. A teljes termékkatalógus a hovooseal.com weboldalon érhető el.