Sistema di lubrificazione per perforatrici: struttura, manutenzione e guasti

I requisiti di lubrificazione di una perforatrice idraulica non sono omogenei lungo il corpo della drifter: zone diverse necessitano di lubrificanti diversi, erogati a portate differenti attraverso circuiti separati. Considerare il sistema di lubrificazione come un semplice 'aggiungere olio qui' trascura la realtà strutturale del sistema. In una tipica drifter sono presenti almeno tre zone distinte di lubrificazione, ciascuna con esigenze specifiche di lubrificante, modalità di guasto differenti e conseguenze specifiche in caso di negligenza.

La separazione delle zone costituisce il punto di partenza per un programma di manutenzione realmente efficace. Confondere i circuiti — ad esempio, inserendo olio per la lubrificazione del gambo nel circuito idraulico o viceversa — danneggia componenti di precisione già nelle prime ore. I costi associati sono sproporzionati rispetto alla semplicità dell’errore commesso.

Zona 1: Circuito di percussione (idraulico)

Il pistone a percussione, la valvola di inversione, l'accumulatore e le relative superfici di alloggiamento sono lubrificati direttamente dall'olio idraulico stesso, in particolare dal sottile film che si forma nei giochi tra le superfici in movimento. Ciò è possibile perché l'olio idraulico possiede una viscosità controllata, additivi antiusura e viene filtrato per rimuovere le particelle prima che raggiungano i giochi di alloggiamento. La qualità della lubrificazione in questa zona è quindi determinata esclusivamente dalla pulizia, dalla classe di viscosità e dall'intervallo di sostituzione dell'olio idraulico.

L'olio idraulico nel circuito di percussione deve essere mantenuto al livello di purezza ISO 16/14/11 o migliore. La maggior parte dei cantieri opera con un livello di contaminazione superiore a questo. Le azioni pratiche di manutenzione sono le seguenti: sostituire l'olio idraulico all'intervallo specificato dal produttore (tipicamente ogni 500–1.000 ore per l'olio idraulico del drifter, con intervalli più brevi in ambienti contaminati), sostituire l'elemento filtrante prima che venga raggiunta la condizione di bypass (ciò significa sostituirlo secondo un programma prestabilito, senza attendere un indicatore visivo) ed effettuare prelievi di campioni d'olio a 200 h e 500 h per l'analisi del conteggio delle particelle. Un aumento del conteggio delle particelle tra i due campioni superiore al valore di riferimento relativo all'usura normale indica un degrado di un componente — solitamente una superficie di alesaggio o un gioco valvolare — e richiede un'indagine approfondita prima che l'olio assuma un aspetto lattescente o torbido.

Zona 2: Lubrificazione del gambo

L'adattatore del gambo e le sue interfacce con la bussola di guida, il mandrino di rotazione e le scanalature di accoppiamento richiedono una lubrificazione dedicata, separata dal circuito idraulico. L'olio idraulico che aziona il pistone non è formulato per le pressioni di contatto e le velocità di scorrimento presenti all'interfaccia gambo-scanalatura: manca infatti degli additivi EP (pressione estrema) e dei tackifier necessari a prevenire il contatto metallo-su-metallo sotto carichi combinati di impatto e coppia.

Attualmente vengono utilizzati tre metodi di lubrificazione nei perforatori: l'atomizzazione ad aria-nebbia (l'aria compressa trasporta l'olio per perforatrici sotto forma di nebbia attraverso la scatola del gambo, con un consumo di 600–1.200 g/ora), l'iniezione di grasso tramite un sistema dosato (iniezione automatica o manuale a colpi definiti a intervalli prestabiliti) e il sistema Sandvik di lubrificazione circolante del gambo (CSL), che convoglia l'olio idraulico di ritorno filtrato attraverso la scatola del gambo e quindi nuovamente nel serbatoio, anziché scaricarlo all'esterno. Il sistema CSL riduce il consumo di olio lubrificante per il gambo fino al 70% ed elimina la gestione separata del serbatoio richiesta dai sistemi ad aria-nebbia.

Gli oli per aste di perforazione devono essere conformi alla classe ISO VG 100 o equivalente, con additivi ad alta resistenza del film e tackifier. Questi composti mantengono un film sulle superfici scanalate dell’asta tra ogni ciclo di percussione: gli oli idraulici standard si degradano sotto la pressione di contatto e vengono espulsi dalla superficie metallica a causa della forza centrifuga generata dalla rotazione. Sostituire l’olio lubrificante per aste con olio idraulico solo perché disponibile in cantiere, mentre il composto corretto non è presente, provoca il grippaggio delle scanalature entro poche ore in condizioni di perforazione su roccia dura.

Zona 3: Motore di rotazione e gruppo ingranaggi

Il motore di rotazione—motore idraulico a palette o a ingranaggi—è lubrificato dall'olio idraulico presente nel circuito di rotazione. Si tratta di un circuito separato rispetto a quello di percussione nella maggior parte dei perforatori, dotato di una propria regolazione della pressione e di una propria linea di ritorno. L'operazione principale di manutenzione consiste nel verificare la portata di drenaggio al raccordo di scarico del motore: un flusso di drenaggio elevato (superiore ai valori specificati) indica usura delle guarnizioni interne del motore o aumento del gioco tra gli ingranaggi, il che significa che il motore sta deviando l'olio anziché convertirlo in movimento rotatorio.

Il guasto dei cuscinetti del motore di rotazione—quando si verifica—produce un rumore caratteristico: un suono secco e metallico di sfregamento all'estremità del perforatore corrispondente al motore di rotazione, piuttosto che all'estremità di percussione. Ciò lo distingue dal rumore di perforazione durante il normale funzionamento ad alta pressione. La procedura diagnostica prevede di far funzionare il perforatore con la percussione disattivata e la sola rotazione, ascoltando attentamente il rumore di sfregamento. I cuscinetti in fase di guasto manifestano tipicamente questo sintomo prima di generare calore visibile o perdite di olio.

Tabella di diagnosi dei guasti di lubrificazione

Integrazione della manutenzione: allineamento delle sostituzioni dell’olio con quelle delle guarnizioni

Il programma di manutenzione più efficiente prevede l’allineamento delle sostituzioni dell’olio, degli elementi filtranti e dei kit di guarnizioni in un unico intervento di servizio, anziché eseguirli separatamente. Una sostituzione dell’olio a 500 ore effettuata separatamente dall’ispezione delle guarnizioni a 500 ore comporta due aperture del circuito, due opportunità di ingresso di contaminanti e due interventi distinti del personale addetto alla manutenzione. L’allineamento di tali operazioni riduce il tempo totale di manutenzione del 30–40%, eliminando inoltre il rischio qualitativo derivante da un circuito aperto non immediatamente richiuso e ricaricato.

HOVOO fornisce kit di tenute per tutti i principali marchi di perforatrici, coprendo tutte e tre le zone di lubrificazione — tenute per la parte a percussione, tenute per la scatola di lavaggio e tenute per il corpo rotante — sia come kit completi che come sottoinsiemi specifici per zona, in base alle esigenze di manutenzione. Ordinare il kit di tenute contestualmente al cambio olio programmato consente di realizzare una manutenzione integrata, anziché interventi sequenziali puntuali. Riferimenti completi su hovooseal.com.