Robuuste HNBR- en PU-afdichtingen voor mijnliftsystemen, LHD’s en boorjumbos

Ondergrondse mijnbouw is een ongenadige discipline waarbij machines opereren in beperkte, vuile, natte en mechanisch belaste omgevingen. Betrouwbaarheid is niet alleen een economische kwestie, maar ook een kerncomponent van veiligheid. Drie van de meest kritieke machines —mijnhijsmachines, Load-Haul-Dump-voertuigen (LHD’s) en boorjumbos —hangen af van hydraulische en mechanische systemen, waarbij afdichtingsfouten catastrofale gevolgen kunnen hebben: een fout in de rem van een hijsmachine, verlies van stuurkracht bij een LHD of een barstende hydraulische slang in de buurt van een booroperator.

Mijnhijsmachines:

Dit zijn de liften voor personen, materialen en erts, die zware ladingen met hoge snelheid in verticale schachten verplaatsen. Hun remsystemen zijn meestal hydraulisch of hydro-pneumatisch en werken onder hoge druk, wat absolute betrouwbaarheid vereist. De afdichtingen in de remschijfremmen en accumulators zijn blootgesteld aan:

· Hoge statische en dynamische druk.

· Mogelijkheid van besmetting door stof uit de schacht in de lucht.

· Veiligheidskritieke functionaliteit.

  Gehydrogeneerd nitrilrubber (HNBR) is het aangewezen materiaal voor deze afdichtingen. Het biedt de uitstekende oliebestendigheid van standaard NBR, maar met een aanzienlijk verbeterde:

· Hittebestendigheid (tot 150 °°C continu), wat cruciaal is voor remmen.

· Mechanische sterkte en slijtvastheid.

· Bestendigheid tegen ozon en oudering.

  Deze eigenschappen garanderen dat de afdichting haar integriteit en elasticiteit gedurende lange tijd behoudt — een onmisbare eis voor een veiligheidssysteem.

LHD’s (Load-Haul-Dump):

Deze gearticuleerde, transportvoertuigen zijn de werkpaarden van de productiemijnbouw. Hun talloze hydraulische cilinders (voor stuurinrichting, hefarm en bakkanteling) ondergaan voortdurend dynamische cycli met hoge krachten. De belangrijkste uitdaging voor cilinderdichtingen is uitschuiving (extrusie) en slijtage.

· Polyurethaan (PU) is het dominante materiaal voor zuiger- en stangdichtingen in LHD-cilinders. De ongeëvenaarde slijtvastheid en hoge modulus (hardheid) van PU voorkomen dat de afdichting vervormt of uitschuift in de nauwe speling tussen zuiger en cilinderbuis onder drukken die 300 bar kunnen overschrijden.

· HNBR wordt vaak gebruikt voor secundaire dichtingen, wisserdichtingen (scrapers) en statische dichtingen binnen de cilinderopbouw. Het biedt uitstekende ondersteunende afdichting en is bestand tegen de hete hydraulische olie.

Boorjumbos:

Deze machines gebruiken hydraulische rotatieboorinstallaties om springgaten te maken. De booraandrijfcilinder en het hamer-/rotatiemechanisme ondergaan intense, hoogfrequente drukpulsen en trillingen die minderwaardige afdichtingen snel kunnen vernietigen.

· Een combinatie van PU en HNBR is standaard. PU zorgt voor de afdichting onder hoge druk in de aandrijfcilinders, terwijl HNBR wordt gebruikt in de complexe afdichtingen van de boorkop, waar het bestand is tegen schurend gesteensstof en olie bij hoge temperatuur.

OEM-samenwerking en voorspellend onderhoud:

Leveranciers zoals Atlas Copco, Sandvik en Caterpillar ontwerpen hun apparatuur met specifieke afdichtingsprofielen en materiaalaanbevelingen. Het gebruik van niet-OEM-afdichtingen of afdichtingen van ongeschikt materiaal kan de garantie ontbinden en de prestaties in gevaar brengen.

In diepe, hete mijnen in West-Australië en de Verenigde Staten (Nevada) kan de omgevingstemperatuur van het gesteente meer dan 50 °°C bedragen, waardoor de hydraulische systemen extra belast worden. Hier zijn de onderhoudsstrategieën geavanceerd:

1. Olieanalyse: Regelmatig nemen van monsters van hydraulische vloeistof om de viscositeit, het deeltjesaantal en vooral het aanwezigheid van silicium (afkomstig van schurend stof dat binnendringt, wat wijst op een defecte afdichting of luchtfilters) of koper/ijzer (afkomstig van slijtage) te monitoren.

2. Vervanging op basis van conditie: In plaats van vaste intervallen in uren worden afdichtingen in kritieke systemen vervangen op basis van de resultaten van olieanalyse en inspecties bij demontage tijdens geplande revisies.

3. Afdichtingsupgradeprogramma’s: Mijnen werken vaak samen met fabrikanten van afdichtingen om aangepaste samenstellingen te ontwikkelen, —bijvoorbeeld een hybride PU met verbeterde hydrolysebestendigheid voor natte omstandigheden of een speciaal versterkte HNBR voor boormachines die hogere temperaturen bereiken.

De economie is duidelijk: een ongeplande storing van een LHD of een jumbo in een afgelegen ondergrondse winplaats kan tienduizenden dollars per uur kosten aan verloren productie. Investeren in de juiste, hoogwaardige HNBR- en PU-afdichtingen en het implementeren van een op wetenschappelijke inzichten gebaseerd onderhoudsprogramma is een van de meest effectieve manieren om de beschikbaarheid van de apparatuur te waarborgen en de ondergrondse werknemers te beschermen.