O-ringen van NBR en PU voor hoge druk, geschikt voor hydraulische graafmachines en mijnbouw-kipwagens

Het enorme vermogen van hydraulische graafmachines en ultra-klassieke mijnbouw-kipwagens (transportwagens) komt voort uit hydraulische systemen die werken onder drukken die meestal liggen tussen 300 en 500 bar. Deze systemen vormen het circulatiesysteem van de machine en leveren kracht aan alles, van de beweging van de arm en de bak tot stuur- en remfuncties. Afdichtingen in deze omgeving worden voortdurend blootgesteld aan extreme belasting: hoge druk, drukpieken (schokbelastingen), hoge temperaturen (zowel door omgevingsomstandigheden als door compressie van de vloeistof) en constante dynamische beweging. Een storing kan leiden tot vermogensverlies, milieuverontreiniging en catastrofale schade aan het systeem.

Nitril (NBR) blijft het meest gebruikte afdichtmateriaal voor hydraulische systemen die standaard minerale hydraulische vloeistoffen (type HLP) gebruiken. Het biedt een uitstekende verhouding tussen kosten en prestaties, met een goede weerstand tegen de vloeistof, een adequate temperatuurbereik voor de meeste toepassingen en voldoende mechanische eigenschappen. Voor veel statische afdichtingen (O-ringen in aansluitingen, flenspakkingen) en minder veeleisende dynamische toepassingen is NBR volkomen geschikt. Standaardzamenstellingen zoals 70 Shore A of 90 Shore A worden geselecteerd op basis van het ontwerp van de groef en de druk.

Echter, bij de meest kritieke dynamische cilindertoepassingen —met name de zuiger- en stangafdichtingen in de zware hef- en kantelcilinders —Is polyurethaan (PU of AU) vaak het materiaal van keuze. Polyurethaanelastomeren zijn geen rubber, maar polymeren met een geheel andere structuur, waardoor ze uitzonderlijke eigenschappen bezitten:

· Extreme slijtage- en uitdrukkingsbestendigheid: Ze zijn vermoedelijk de meest slijtvaste polymeerafdichtingen die op de markt beschikbaar zijn en kunnen de zijdelingse belasting en mogelijke metaal-op-metaalcontact in grote cilinders met lange slag afhandelen.

· Hoge treksterkte en draagvermogen: Ze kunnen zeer hoge drukken weerstaan zonder te vervormen of (uit te drukken) in spelingen.

· Uitstekende scheurweerstand.

  Het nadeel is een beperkter temperatuurbereik (meestal -40 °C tot +100 °C) en een slechte bestendigheid tegen heet water, stoom en bepaalde chemicaliën. Ze worden voornamelijk gebruikt met hydraulische olie.

OEM’s zoals Caterpillar, Komatsu en Hitachi verstrekken gedetailleerde servicehandleidingen waarin exacte afdichtingssets voor elk cilindertype zijn gespecificeerd. Deze sets bevatten vaak een combinatie van materialen: PU voor de primaire drukdragende afdichtingen, NBR voor secundaire afdichtingen en veeglippen, en soms PTFE-ondersteuningsringen voor toepassingen met uiterst hoge druk.

De introductie van autonome en op afstand bestuurde mijnbouwapparatuur in de Pilbararegio van Australië en op sommige Amerikaanse mijnen voegt een extra laag complexiteit toe. De betrouwbaarheid van afdichtingen wordt nog kritischer, aangezien een lek op een onbemand voertuig onopgemerkt kan blijven totdat het een storing veroorzaakt, wat leidt tot kostbare diagnose op afstand en mobilisatie van een montageteam voor reparatie. Voorspellende onderhoudsstrategieën, waarbij sensoren worden gebruikt om de reinheid, temperatuur en drukverloop van hydraulische vloeistof te bewaken, worden geïntegreerd met gegevens over de levensduur van afdichtingen om vervangingen te plannen tijdens geplande onderhoudsperiodes, waardoor de beschikbaarheid van machines in deze kapitaalintensieve, 24/7-werkzaamheden maximaal wordt gehandhaafd.