מסגרות O-מעגליות מ-NBR ו-PU ללחצים גבוהים עבור חפרניות הידראוליות ומשאיות עפר ענקיות כרייה

הכוח העצום של מחפרים הידראוליים ומשאיות קיבולת עליונה ליישום כרייה (משאיות הובלה) נובע מהמערכת ההידראולית שפועלת בלחצים הנמצאים בדרך כלל בטווח שבין 300 ל-500 בר. מערכות אלו מהוות את מערכת הדם של המכונה, ומספקות כוח לכל תנועה – מהזזת הזרוע והסירה ועד לנהיגת המטוס ולבלימתו. הטבעות בסביבה זו נתקלות במתקפה מתמדת של לחץ גבוה, דופק לחץ (עומסי הלם), טמפרטורות גבוהות (בשל תנאי הסביבה וגם בשל דחיסת הנוזל) ותנועה דינמית מתמדת. כשל בטבעות עלול לגרום לאיבוד כוח, לזיהום סביבתי ולנזק קטסטרופלי למערכת.

ניטריל (NBR) נשאר חומר החתימה הנפוץ ביותר למערכות הידראוליות שמשתמשות בנוזלים הידראוליים סטנדרטיים מבוססי מינרלים (סוג HLP). הוא מספק יחס מצוין בין עלות לביצועים, עם התנגדות טובה לנוזל, טווח טמפרטורות מתאים לרוב היישומים, ותכונות מכניות מספיקות. עבור רוב חתימות הסטטיות (טבעות O במחברים של פתחים, אוגנים לפלנג'ות) ויישומים דינמיים פחות דרמטיים, ניטריל הוא מתאים לחלוטין. תרכובות סטנדרטיות כמו 70 Shore A או 90 Shore A נבחרות בהתאם לעיצוב המכל ולאלחץ.

עם זאת, ביישומים הדינמיים הקריטיים ביותר של צילינדרים —במיוחד אטמים של מוט הציר והפיסטון בצילינדרים המוניטים והמזדזפים העצומים —פוליאוריתן (PU או AU) הוא לעיתים קרובות החומר המועדף. אלסטומרים מסוג פוליאוריתן אינם גומי, אלא פולימרים עם מבנה שונה מאוד, מה שנותן להם תכונות יוצאות דופן:

· תנגדות קיצונית לבלאי ולניפוץ: אלו חתימות פולימריות שמתגונות כחומר בעל עמידות לבלאי הגבוהה ביותר שקיימת, ומסוגלות לעמוד בטעינה צדדית ובמגע פוטנציאלי מתכת-למתכת באילוצים גדולים ואורכי דריכה ארוכים.

· חוזק מושך גבוה ויכולת נשיאת עומסים: הן מסוגלות לשאת לחצים גבוהים מאוד ללא נפיחות או ניפוץ לתוך פסי החריגות.

· עמידות מעולה לקריעות.

  החיסרון שלהן הוא טווח טמפרטורות מצומצם יותר (בדרך כלל מ־40- °°C עד 100+ °°C) ועמידות לקויה במים חמים, אדים ובחומרים כימיים מסוימים. הן משמשות בעיקר עם שמן הידראולי.

יצרנים כמו קטרפילר, קומאצו והיטאצ'י מספקים ספרי שירות מפורטים המציינים את סדרות החתימות המדויקות עבור כל דגם של אילוץ. סדרות אלו כוללות בדרך כלל שילוב של חומרים: PU לחתימות עיקריות לשאת לחץ, NBR לחתימות משניות ולמחסמי אבק, ולפעמים טבעות תמיכה מ־PTFE ליישומים של לחץ גבוה במיוחד.

הופעת ציוד כרייה אוטונומי ומרוחק במחוז פילברה באוסטרליה ובכמה מכרות בארצות הברית מוסיפה שכבת מורכבות נוספת. אמינות החתימות הופכת קריטית אף יותר, מכיוון שליחת נזילה על רכב לא מאוייש עשויה לעבור ללא הבחנה עד שהיא גורמת לתקלה, מה שמוביל לאבחון מרוחק יקר ולחידוש צוות לתיקון. אסטרטגיות תחזוקה חיזויית, המשתמשות בחיישנים כדי לפקח על ניקיון נוזל ההידראוליקה, על מגמות הטמפרטורה והלחץ, משולבות עם נתוני אורך חיים של החתימות כדי לתכנן את החלפותיהן במהלך חלונות התחזוקה המתוכננים, ולבצע כך מקסימום זמינות של המכונות בתפעול המרוכז ב капитал זה, שפועל 24/7.