問題は低温そのものではなく、低温から作動圧力への移行にあります。NBRコンパウンドは−20°Cにおいて、20°Cでの公称硬度(ショア硬度)よりも約15~18ポイント高くなります。油温が上昇する前にドリルが全圧で打撃を開始すると、硬化したシールリップはボア面の微細な表面形状に追従できなくなります。最初の200~400回の打撃(おそらく5秒間の掘削)により、肉眼では見えない微小な亀裂がリップに生じ、その後80~120時間後に破損を引き起こす亀裂進展経路が形成されます。
フィンランド・ラップランド地方の地下鉱山での運用において、キティレ金鉱山でこの傾向が確認された。同鉱山では冬期の坑口温度がマイナス30°Cに達する。アグニコ・イーグル社の保守エンジニアによると、減圧状態で10~15分間のウォーム・アイドル(暖機運転)を行わずにドリフターを始動した場合、同一回路でウォーム・アイドル手順を遵守した同型機器と比較して、シールの劣化速度が35%速かったという。 シーークット 12分間のアイドル時間とシール交換コストを単純比較しても、その差は明らかである。ポリウレタン(ショア硬度95)製シールは、零下環境においてニトリルゴム(NBR)製シールと比べて約40%優れた低温始動耐性を示すが、シール材質に関わらず、ウォーム・アイドルは必須である。
温度別冷間始動時シール保護手順
周囲温度 |
ウォーム・アイドル時間 |
打撃圧力(始動時) |
手順未実施時のシールリスク |
0°C~−10°C(地下では凍結点以上) |
打撃圧力30~40%で5分間 |
60バールから3分間かけて全圧まで徐々に上昇 |
硬度(ショア値)が公称値より5~8ポイント高い — リップ部の微小亀裂リスク |
−10°C~−20°C(寒冷な坑口エリア) |
25–35%の圧力で10分間 |
戻り温度が45°Cに達するまでは全圧力をかけない |
シール故障率は、温機スタート機器と比較して20–25%高い |
−20°C~−30°C(ラップランドの屋外/地表面) |
エンジンをアイドリングさせた状態で、20–30%の圧力で15分間 |
最初の8分間は80バールを超えてはならない |
シール故障率は35–40%高く、フルストローク初回時にリップクラックが発生 |
−30°C未満(シベリアにおける屋外始動) |
20–25分間のアイドリング、オイル予熱装置があれば使用すること |
PAO系油剤VG 46またはVG 32を使用すること — 石油系VG 46は粘度が高すぎる |
最初の完全打撃サイクルで、破滅的なリップ亀裂が発生する可能性あり |
あらゆる気温条件下で、ドリルを一晩アイドル運転 |
屋外気温に関わらず、5分間の標準ウォーム・アイドル |
打撃開始前に、油圧が作動温度に達するまで上昇 |
一晩の冷却による内部結露がNBRを攻撃 |
この12分間のウォーム・アイドルは単なる稼働停止時間ではなく、保険である。ポリウレタン(ショア硬度95)製打撃用シールの価格は、それが保護するシリンダ本体の約4~6%に相当する。一方、低温始動時に生じる微小な亀裂が原因で80時間も早期に故障が発生した場合、このコスト比率はまったく意味をなさなくなる。HOVOO社は、寒冷地向けポリウレタン(ショア硬度95)製シールを供給している。 シールキット RD18U、RD22U、HLX5T用ドリフター向け(マイナス気温下での使用に対応)。詳細はhovooseal.comをご覧ください。
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