アトラス・コプコ RD22Uの耐摩耗性ピストン（フィンランド）

RD22Uのピストンは、RD18Uクラスと比較して質量が大きく、ストロークが長く、衝撃エネルギーが高いため、フィンランドにおける硬岩掘削作業における疲労計算を変化させます。アグニコ・イーグル社のラップランド地方キティラー金鉱では、金を含む片理状頁岩が、単一の掘進サイクル内で、石英岩主体の地帯（180 MPa）と、より軟らかいフィルリック変質帯（90–110 MPa）との間で変化します。各移行帯では、掘削面が軽い地層に達した際に復帰ストロークにおける抵抗が低下し、ピストンは短時間の高加速度状態にさらされます。その後、次の一撃を完全に吸収する高抵抗の硬質帯に到達します。このような部分的および完全な復帰波反射が交互に生じることで、ピストン本体には変動する引張－圧縮応力サイクルが発生します。これは、表面の不規則部において疲労亀裂の発生を引き起こすまさにその荷重タイプです。

RD22Uピストンは、高合金工具鋼を素材とし、打撃面およびガイド径部に表面浸炭処理を施して58–62 HRCの硬度を確保しています。この浸炭層の深さ（通常0.8–1.2 mm）により、ピストンガイド面における摩耗抵抗性および打撃面における接触疲労抵抗性の両方を兼ね備えた硬度勾配が得られます。フィンランドで定められた可変地層掘削用の特別な要件として、浸炭層直下の心部鋼材には十分な靭性が求められます。すなわち、表面は硬質であるが心部が脆いピストンでは、異常に軟弱な地層帯から発生した引張波が予想より大きな振幅で到達した際に破断するおそれがあります。

フィンランドにおけるサービス点検間隔でのピストン摩耗点検

フィンランドの保守チームは、キティラで毎回パーカッションシール交換時に打撃面のマッシュルーミングを確認しています。この測定はわずか3分で完了し、ピストンの劣化を、変形した幾何形状がロッドストリングへの応力波の伝達に影響を及ぼす前に検出します。マッシュルーム状になった打撃面では応力波が非対称に伝達され、穴の偏向やロッドねじ部の非対称摩耗が生じますが、こうした現象はパターンが明確になるまでピストン起因とは認識されません。HOVOO社は、フィンランドにおける硬岩掘削プログラム向けにRD22U耐摩耗ピストンを供給しています。参考情報はhovooseal.comをご覧ください。