Alvízi és alagútépítési munkák: speciális hidraulikus törők alkalmazási útmutatója

Két különböző szélsőség – egy közös elv

Az alvízi és az alagútépítési munkák a környezeti spektrum két ellentétes végén helyezkednek el: az egyik víz alatt, a másik föld alatt zajlik; az egyik a víz behatolásával, a másik a por és gázok felhalmozódásával foglalkozik. Amiben közös részük van, az az, hogy mindkét környezet eltávolítja azokat a környezeti feltételeket, amelyekre a törőberendezés működésének tervezése során számítottak. Egy felszíni törőberendezést úgy terveztek, hogy a frontfej furata levegővel van körülvéve, a véső a pozíciók között lehűlhet, a porzáró tömítésből szivárgó olaj a géptől távol esik, ne pedig bele, továbbá a berendezés körül lévő légkör belélegezhető és nem robbanásveszélyes. Az alvízi és az alagútépítési környezet mindegyike egyszerre legalább két ilyen feltételezést érvénytelenné tesz. Ezért mindkét esetben szándékos berendezés-meghatározásra és módosított üzemeltetési eljárásokra van szükség, nem csupán más operátor-képzésre.

A konkrét módosítás attól függ, hogy melyik feltételezés sérül meg. Az alvízi munka fordítja a tömítések két oldalán érvényes nyomáskülönbséget – mélységben a környező nyomás befelé nyomja a tömítéseket, amelyeket eredetileg úgy terveztek, hogy az olaj nyomását, amely kifelé hat, tartják vissza. Minél mélyebbre kerül a művelet, annál jelentősebb ez a fordulat. Egy standard felszíni törőberendezés, amelyet 25 méteres mélységbe merítettek nyomáskiegyenlítés nélkül, minden visszatérő ütésnél vizet szív be a homloklemez furatán keresztül, és egyetlen műszak alatt szennyezi az olajat. Egy nyomáskiegyenlített törőberendezés kiegyenlíti a belső és külső nyomást, így megszünteti azt a nyomáskülönbséget, amely a víz behatolását okozza. Ez az elv jól ismert az offshore hidraulikában; kevésbé következetesen alkalmazzák az építőipari törőberendezéseknél, ezért fordulnak elő olyan gyakran alvízi meghibásodások olyan projekteken, ahol a beszerzési csapat egy standard egységet rendelt „zárt csatlakozókkal”, és ezt elegendőnek tartotta.

A alagút környezete másfajta, összeadódó (nem azonnali) problémákat vet fel. A kőpor a törőtest vízszintes felületein rakódik le, bejut a por elleni tömítések hiányos részein keresztül, és a csapágyzóna terjed, ahol keveredik a csiszolópasztával, és egy élesítő szuszpenziót alkot. A zárt térben végzett törés rezgése a tunnelfalra és a környező talajra is átterjed, anélkül, hogy az energia elszóródásának útja lenne, amelyet a szabad levegőn végzett törés biztosít. Kemény, szilícium-dioxidban gazdag kőzetekből épített alagutakban a levegőben lebegő kristályos szilícium-dioxid olyan koncentrációkba juthat, amelyek egyszerre munkavállalói egészségügyi kockázatot jelentenek, valamint egyes kőzetformációk esetében porrobbanási veszélyt is okozhatnak meghatározott koncentrációk mellett. Ezek közül egyik sem oldható meg a szokásos berendezések óvatosabb üzemeltetésével. Ehhez a megfelelő felszerelés és egy meghatározott üzemeltetési ciklus szükséges.

Négy különleges feltétel — Kötelező specifikáció, fizikai ok és kritikus üzemeltetési megjegyzés

A táblázat a sekély és közepes mélységű víz alatti, alagút elsődleges fúrásának, valamint az alagút burkolatának javításának négy forgatókönyvét tartalmazza — mindegyik különféle követelményeket támaszt.

A karbantartási ciklus, amelyet mindkét környezet megoszt

Ellenére különbségeiknek a víz alatti és az alagútépítési műveletek mindkét esetében ugyanabba az irányba rövidítik a karbantartási időközöket. A mechanizmusok eltérőek – az egyik esetben vízbetörés, a másikban porlerakódás –, de a végállapot azonos: szennyezett olaj, gyorsult csapágykopás és lerövidült tömítés-élettartam. A gyakorlati következmény az, hogy mindkét környezetben szükség van egy munkamenet utáni ellenőrzési protokollra, amelyet a felszíni műveletek nem igényelnek. A víz alatti művelet után a frontfej furatát le kell öblíteni, a porvédő tömítést ellenőrizni kell a vízbetörés jelei szerint (kék elszíneződés a csiszolópasztában, tejszerű megjelenés az olajban a lefolyónyílásnál), és a csiszolót vízálló minősítésű pasztával újra kell kenni a következő munkamenet előtt. Az alagútépítési munka után a törőtestet le kell törölni, a porvédő tömítést ellenőrizni kell a szilíciumpor behatolása szempontjából, és a csiszolópasztát újra kell cserélni – nemcsak pótolni –, hogy megakadályozzuk az abrazív szuszpenzió további hatását a műszakok között.

Az olajanalízis ebben a két környezetben hasznosabb, mint bármely más törőberendezés-alkalmazásban. A felszíni építkezéseken az olajszennyeződés fokozatosan alakul ki, és a figyelmeztetési küszöb egyértelmű. Az alvízi és alagútbeli üzemeltetés során a szennyeződési események – például egy olyan tömítés, amely egyetlen vízbetörési epizódot engedett meg, vagy egy olyan porvédő tömítés, amely már határeset volt, amikor a törőberendezés belépett az alagútba – 20–30 órán belül szennyeződési jeleket eredményeznek, míg felszíni munkavégzés esetén ugyanezek a jelek 200–300 óráig nem jelennek meg. Az olajminták küldése részecskeszám- és víztartalom-analízis céljából az első 50 óra után bármelyik környezetben, majd ezt követően minden 100. órában a legkorábbi megbízható jelzője egy fejlődő tömítési vagy csapágyház-problémának – korábban, mint bármilyen látványos tünet, és jóval korábban, mint a teljesítménycsökkenés, amely azt jelezheti, hogy a komponens meghibásodása már folyamatban van.

Egy működési döntés, amely szétválasztja a tapasztalt csapatokat mindkét környezetben: sem víz alatti, sem alagútban történő törés nem végezhető olyan törőgéppel, amelynek tömítése már csak határesetben működik. Az a határeseti tömítés, amely felszíni helyszínen percenként két csepp olajat ereszt, víz alatt percenként tíz cseppet ereszthet, és egyetlen műszak alatt szilícium-dús iszapot szívhat be egy alagútban. A javítás a telepítés előtt egy napot vesz igénybe. Egy alagútban vagy víz alatt bekövetkező köztes meghibásodás azonban a projekt teljes hátralévő ütemtervét veszi igénybe.