Kőfúró tömítőkészlet: nagynyomású, szivárgásmentes, minden modellhez illő

Egy kőfúró nem jelzi, amikor a tömítései meghibásodnak. A percussziós energia fokozatosan csökken, az olajfogyasztás növekszik, és a fúró továbbra is működik – csak néhány százalékkal lassabban minden műszakban, mint az elmúlt hónapban. Addigra, amíg valaki észreveszi a teljesítményromlást, a tömítéshiba gyakran már magába a percussziós kamrába is átterjedt, és ami eredetileg egy egyszerű tömítéscsere volt, az most egy teljes drifter-átépítést igényel.

Ez a minta világszerte előfordul a bányákban és építési helyszíneken, és egyetlen okból: a tömítéskészleteket általában apró fogyóeszközként kezelik, nem pedig precíziós karbantartási alkatrésként. Ebben a cikkben bemutatjuk, hogy egy teljes kőfúró-tömítéskészlet valójában milyen alkatrészeket tartalmaz, hogyan határozzák meg az üzemeltetési körülmények a cserék időpontját, és miért fontosabb a anyagválasztás, mint amit a legtöbb vevő 160–220 bar nyomáson várnál.

Mi található egy teljes tömítéskészletben – és miért van szerepe minden egyes alkatrésznek

Egy teljes kőfúró tömítéskészlet nem csupán egy zsák O-gyűrű. A percussziós kamra egyszerre két különálló hidraulikus kört üzemeltet: a magasnyomású percussziós kört, amely a dugattyú mozgását hajtja, és a fúrási lyuk tisztán tartásáért felelős mosóvíz-kört. Mindkét kör saját tömítőelemeket igényel, és kopásuk mértéke eltérő, attól függően, hogy milyen a vízminőség, milyen erősen kopasztja a képződmény a felszínt, illetve milyen az olaj viszkozitása.

A percussziós dugattyú tömítése a legnagyobb ciklikus terhelést viseli – minden ütésnél (amelynek frekvenciája általában 30–60 Hz egy futó drifter esetében) teljes hidraulikus nyomást kell elviselnie. A mosódoboz tömítései alacsonyabb nyomással (6–25 bar, modelltől függően) dolgoznak, de szennyezett víznek vannak kitéve, amely finom kőzetdarabkákat tartalmaz, és ezek elszennyezik az elasztomer felületeket. A vezető hüvely tömítései és a törlőgyűrűk a száradapter oldirányú mozgását kezelik ütés közben, így a fúrási környezetből származó fémdarabkákat és homokszemcséket is összegyűjtik.

Az O-gyűrűk a szelepházban és az akkumulátor áramkörben kiegészítik a készletet. Ezek másképp romlanak el, mint a dinamikus tömítések – általában idővel bekövetkező összenyomódásos deformáció miatt, nem pedig a kopás okozta elhasználódás miatt –, de egy összenyomott vagy megkeményedett O-gyűrű a vezérlő áramkörben olyan módon változtatja meg a visszanyomást, hogy torzítja a ütésidőzítést, és csökkenti az ütésenergiát, még akkor is, ha a fő ütés-tömítések épeknek tűnnek.

Tömítőanyag: PU, HNBR és PTFE kőfúró alkalmazásokban

A PU és az HNBR közötti gyakorlati választás a működési hőmérsékleten múlik. Egy mélybányában, ahol a környezeti felszíni hőmérséklet 40 °C feletti, és a hidraulikaolaj visszatérő hőmérséklete 80 °C vagy annál magasabb, az HNBR tömítések a percussziós áramkörben jelentősen hosszabb ideig tartanak, mint a PU tömítések. Mérsékelt éghajlatú felszíni alkalmazásokban, ahol a hidraulikaolaj megfelelően hűtött, a költségkülönbség ritkán indokolja a minőségi fokozást.

Nyomás, ciklusok és cserének időpontja – nem akkor, amikor a fúró leáll

A kőfúró tömítés élettartama három változó függvénye: a nyomás nagysága, a ciklusfrekvencia és a szennyeződés. 180 bar ütőnyomás és 45 Hz-es üzemmel a főtömítés óránként kb. 162 000 nyomásciklust teljesít. Egy 500 órás karbantartási időszak alatt ez 81 millió ciklus – elegendő ahhoz, hogy bármely olyan elasztomer anyag fáradtságot mutasson, amelyet nem megfelelően választottak ki az adott alkalmazáshoz.

A megfelelő cserére vonatkozó időpontot az ütőüzem órái határozzák meg, nem pedig a naptári idő. Egy olyan fúróberendezés, amely naponta egy 8 órás műszakban üzemel, másképp öregíti a tömítéseket, mint ugyanaz a berendezés, amely automatizált üzemmódban, három műszakon át üzemel. A legtöbb gyártó a fő tömítés első nagyobb ellenőrzését 500 ütőüzemi órára állítja be; agresszív talajviszonyok vagy magas hőmérsékletű környezet esetén azonban realisztikusabb küszöbérték a 300–400 óra, mielőtt a fúrófej tömítése jelentős nyomásalakváltozást mutatna.

Azt várni, hogy egy látható külső olajszivárgás indítsa el a tömítéskészlet cseréjét, azt jelenti, hogy a tömítés már meghibásodott a használat során – a keringtető körben lévő szennyeződés behatolt a ütőkamrába, és a dugattyúhenger felületének esetleg karbantartásra van szüksége, mielőtt az új tömítések megfelelően illeszkednének.

Különböző modellek közötti kompatibilitás: Egyetlen készletspecifikáció nem illik minden modellhez

A leggyakoribb tömítésbeszerzési hiba vegyes márkájú járműparkoknál az, ha kizárólag a henger belső átmérője alapján rendelnek. Egy, a belső átmérő szerint helyesen méretezett tömítéskészlet még mindig rossz ajakgeometriát, rossz keménységet (durometer) vagy rossz alátámasztó gyűrű elrendezést tartalmazhat az adott modellhez. Az Epiroc COP modellek, a Sandvik HL/RD sorozat és a Furukawa modellek mindegyike más-más keringtető doboz-geometriával és más-más ütőkör nyomásprofiljával rendelkezik – a tömítések nem cserélhetők ki egymással, még akkor sem, ha a henger méretei hasonlók.

A HOVOO kőfúró tömítési készleteket gyárt, amelyeket a konkrét fúrómodell megnevezése szerint illesztenek össze, nem csupán a furatméret alapján. A készletek az eredeti gyártó (OEM) specifikációinak megfelelő méretekkel készülnek, és a PU vagy HNBR anyagokat az egyes modellek tipikus üzemeltetési körülményei alapján választják ki. A teljes hivatkozási lista – amely lefedi az Epiroc/Atlas Copco, Sandvik, Furukawa, Montabert és más márkák termékeit – a hovooseal.com oldalon érhető el. Vegyes járműpark esetén a rendelésnél a fúrómodell számának megadása az egyetlen megbízható módszer.

Felszerelés: Az a lépés, amely meghatározza, hogy az új készlet mennyire tartós lesz

Egy helyesen kiválasztott, de helytelenül felszerelt tömítési készlet az első néhány száz üzemóra alatt meghibásodik. A két leggyakoribb felszerelési hiba a dinamikus tömítések csavarodása a szerelés során (ami spirális kopási pályát eredményez, nem pedig egyenletes érintkezési felületet), valamint az aszimmetrikus tömítések alátámasztó gyűrűjének helytelen orientációja. Mindkét hibajelenség anyaghibának tűnik, amikor megjelenik – pedig kezelési hibáról van szó.

A percussiós furat lemosása tisztított hidraulikus olajjal az új tömítések felszerelése előtt eltávolítja a korábbi kopási ciklusból származó finom fémrészecskéket. Ezek a részecskék keményebbek, mint az új elasztomer, és ha ott hagyják őket, az első műszakban kopást okoznak. Ez tíz percet vesz igénybe, és megmenti az újabb tömítéskészlet költségét.